Ezen az oldalon
Igen. A megmaradt hidegalakítás általában csökkenti a nagy vezetőképességű réz elektromos vezetőképességét, miközben növeli annak szilárdságát és keménységét. A változás mértéke a réz minőségétől, az alakváltozástól és a későbbi hőkezeléstől függ. Sínek esetében adja meg a végső edzettséget és vezetőképességet, nem csupán “melegen hengerelt” vagy “hidegen hengerelt”. A vezetőképességbeli különbség nem jelenti az áramerősség névleges értékének általános csökkenését.
A VIOX szerkesztősége által. Ez egy forrásokon alapuló anyagmagyarázat; a történelmi mérések, a koncepcionális illusztrációk és az alábbi szemléltető számítás nem VIOX terméktesztek eredményei.
Miért változtatja meg a hidegmunka a réz vezetőképességét
A hideghengerelés, a húzás és az alakítás tartósan deformálja a rezet a jelentős rekristallizációhoz szükséges feltételek alatt. A “hideg” a kohászati folyamatot írja le, nem feltétlenül a szokatlanul alacsony környezeti hőmérsékletet. Az alakváltozás megváltoztatja a szemcseszerkezetet és hibákat, beleértve a diszlokációkat is, hoz létre. Ezek a változások akadályozhatják az elektronok szállítását, miközben megnehezítik a további képlékeny alakítást.
A gyakorlati kompromisszum a megnövekedett folyáshatár és keménység némi vezetőképesség-veszteséggel. A megnövekedett szilárdságot nem szabad összetéveszteni az elasztikus modulus arányos növekedésével: egy erősebb rézsín jobban ellenáll a maradandó alakváltozásnak anélkül, hogy arányosan merevebbé válna rugalmasan.
A Copper Development Association hideghengerelt temperálási útmutatója magyarázza a szakítószilárdság és a folyáshatár emelkedését. Annak vezetőiségi tárgyalása azonosít egy enyhe vezetőiségi csökkenést is, amely a megmaradt hideg megmunkáláshoz kapcsolódik.
Koncepcionális mikroszerkezet, nem mikroszkópos kép vagy mért szemcseméret-összehasonlítás. Az ábra deformációt illusztrál; nem kvantifikálja a vezetőiségi változást.
Miért nem fix százalékos a csökkenés
A hatás függ az összetételtől, a kiindulási mikroszerkezettől, a deformáció mértékétől és irányától, valamint bármilyen utólagos hőkezeléstől. Egy könnyű befejező művelet és egy erősen húzott huzal nem feltétlenül őrzi meg ugyanazt az állapotot.
A vezetőiség sem garantáltan esik monoton módon minden lehetséges deformációs ütemterv során. Egy 2021-es elsődleges oxigénmentes rézhuzalok tanulmány csökkenést, majd növekedést jelentett a vizsgálati körülmények között alkalmazott húzószilárdság hatására. A szemcséshatárok, a textúra és az újraolvadás hozzájárultak a válaszhoz. Ez a kísérlet figyelmeztetés egyetemes szabály ellen, nem pedig ajánlott áramsín-feldolgozási ütemterv.
Beszerzés szempontjából a megadott minőségre és végső edzettségre vonatkozóan deklarált minimális vezetőképesség hasznosabb, mint egy általános “tiszta réz” értékből levont feltételezett levonás. Az egységeket és a hivatkozási alapot lásd: vezetőképesség, fajlagos ellenállás és %IACS magyarázata.
Melegen hengerelt vs. hidegen hengerelt réz: Hasonlítsa össze a végső állapotot
A meleghengerlés és a hideghengerlés a feldolgozási útvonalakat írják le. Az annealed, half-hard és hard az anyagállapotokat írják le. A címkék különböző kérdésekre válaszolnak, és egy réztermék szállítás előtt több útvonalon is áthaladhat.
A melegmegmunkálás megfelelő feldolgozási körülmények között lehetővé teszi a regenerálódást vagy az újraolvadást. Ez csökkentheti a megmaradt munkahardító hatást, de a melegen hengerelt nem szinonimája a teljesen lágyítottnak. A későbbi befejezés, deformáció és termikus előzmények továbbra is számítanak. Éppen ellenkezőleg, egy hidegen hengerelt termék később lágyítható. A Copper Development Association lágyított hőmérsékletre vonatkozó útmutatása explicit módon írja le a lágyítást hideg megmunkálás után.
A következő összehasonlítás feltételezi azonos rézminőséget és összetételt, azonos referenciatartomány-hőmérsékleten értékelt vezetőképességgel. Minőségi elvárásokat ad, nem elfogadási határértékeket.
| Szállított állapot | Mit állapít meg a folyamat jelölése | Elektromos értelmezés | Mechanikai értelmezés |
|---|---|---|---|
| Melegen hengerelt réz | Magas hőmérsékleten történő hengerlés történt | A címke önmagában nem állapítja meg a vezetőképességet, sem nem bizonyítja más szállított termékkel szembeni felsőbbrendűséget | Ellenőrizze a szállított edzettséget és szilárdságot; ne feltételezze a teljes lágyított állapotot |
| Hidegen hengerelt réz megmaradt hideg alakítással | A hengerlési alakváltozás megmarad elegendő utólagos lágyítás nélkül annak hatásának eltávolítására | A vezetőképesség alacsonyabb lehet, mint ugyanazon anyagé megfelelő lágyított állapotban | A folyáshatár és a keménység általában növekszik; az alakíthatóság csökkenhet |
| Hidegen hengerelt, majd megfelelően lágyított réz | A hideghengerlést hőkezelés követte, amely megváltoztatta a megmaradt állapotot. | A vezetőképesség visszanyerhető az ötvözet lágyított értékére; ellenőrizze a tényleges eredményt. | A munkahőmérséklet miatti szilárdság csökkenthető, és a nyújthatóság helyreállítható. |
Csak folyamatállapot-térkép. A nyilak a gyártási sorrendet írják le, nem az elektromos vezetékezést, a mért vezetőképességet vagy egy pontos gyártási receptet.
Gyűjtősín összehasonlításához tegye fel a következő kérdéseket: Ugyanaz az ötvözet a termékeknél? Ugyanazon a hőmérsékleten tesztelték őket? Mi a végső edzés? Milyen minimális vezetőképességet és mechanikai tulajdonságokat garantál minden szállító?
A felület megjelenése nem válasz ezekre a kérdésekre. A sima, fényes hidegen hengerelt rúd nem feltétlenül kevésbé vezető, és a melegen megmunkált felület sem bizonyíték a nagyobb vezetőképességre. A felület állapota az illesztésnél számít, de ez eltér a tömör anyag tulajdonságától.
Mit mutatnak a történelmi lágyított és keményen húzott adatok
Wolff és Dellinger 1911-es cikke, A kereskedelmi réz elektromos vezetőképessége, lágyított és keményre húzott kereskedelmi rézhuzalok összehasonlítása.
Ezek a II. táblázat szerinti értékek a első gyártói mintacsoportot, használják, átlagolva három mérést huzalméretenként, ahelyett, hogy a nyomtatott, összesített lágyított átlagot használnák. A különbségeket kerekítés előtt számítják ki.
| B&S huzalméret | Lágyított átlag, eredeti százalékos vezetőképességi alapon | Keményre húzott átlag, eredeti százalékos vezetőképességi alapon | Különbség, százalékpont |
|---|---|---|---|
| 6. sz. | 100.18% | 97.78% | 2.40 |
| 12. sz. | 100.32% | 97.48% | 2.84 |
| 18. sz. | 100.19% | 97.10% | 3.09 |
A cikk azonos anyagkötegből származó leolvasásokat párosít. Figyelmeztet, hogy a 6. és 18. sz. bizonyítékok korlátozottak voltak, és a húzási gyakorlatok befolyásolták a mérettrendet. Ez nem állít fel belső huzalátmérő-szabályt.
Két értelmezési korlát elengedhetetlen. Először is, két százalékos vezetőképességi leolvasás kivonása eredményez százalékpontot, nem automatikusan a relatív százalékos veszteséget. Másodszor, a táblázat a papír történelmi tömeg-ellenállási referenciáját használja 20 Celsius-fokon. Ez megelőzi az 1913-ban létrehozott IACS referenciát, így ezeket az értékeket nem szabad egyszerűen modern %IACS-ként átcímkézni. Ez egy lágyított és edzett huzal összehasonlítása, nem pedig egy melegen hengerelt és hidegen hengerelt áramsín tesztje.
Mit jelent a vezetőképesség változása a gyűjtősín veszteségekre
A vezetőképesség befolyásolja a vezető hosszán és keresztmetszetén keresztüli tömegetömeg-ellenállást:
R = L / (sigma x A)
P = I^2 x RItt, R az ellenállás ohmban, L a hossz méterben, sigma a térfogati fajlagos vezetőképesség sziemens per méterben, A a keresztmetszeti terület négyzetméterben, és P az ohmos teljesítményveszteség wattonként az áramerősség mellett I amperben kifejezve.
Illusztratív DC példa: 100% vs 97% IACS
Tegyünk fel két egyenes, egyenletes rézvezetőt azonos geometriával, mindkettőt értékelve 20 Celsius-fokon:
- Hossz: 1 méter.
- Keresztmetszet: 100 négyzetmilliméter, vagy
0,0001 m^2. - Áramerősség: 200 A DC.
- A vezető: egy feltételezett
58 MS/m, körülbelül 100% IACS. - B vezető: egy feltételezett
0,97 x 58 = 56,26 MS/m, körülbelül 97% IACS.
Ezek deklarált számítási bemenetek, nem mért VIOX értékek vagy a történelmi táblázat rekonstrukciója. A független Copper for Busbars útmutatóban tárgyalt vezetőképesség-különbség mértékét képviselik., 1.2.2.1.2. szakasz.
R_A = 1 / (58 000 000 x 0,0001)
= 0,000172414 ohm
R_B = 1 / (56 260 000 x 0,0001)
= 0,000177746 ohm
R_B / R_A = 100 / 97 = 1,03093| Számított mennyiség | A vezető | B vezető |
|---|---|---|
| Tömegellenállás | 172,41 mikroohm | 177,75 mikroohm |
| Teljesítményveszteség 200 A-en | 6,90 W | 7,11 W |
| Feszültségesés 200 A-en | 34,48 mV | 35,55 mV |
Ezen feltételezések mellett a B vezető körülbelül 3,09%-kal nagyobb ellenállással és ohmos veszteséggel rendelkezik, ami körülbelül 0,21 W növekedést jelent az egy méteres szakaszon. A vezetőképesség és az ellenállás reciprok mennyiségek, így az ellenállás növekedése nem pontosan a három százalékpontos vezetőképesség különbség.
Ez a példa elszigeteli az ömlesztett anyag viselkedését. Kizárja az illesztéseket, furatokat, változó keresztmetszeteket, AC felületi és közelségi hatásokat, valamint az ellenállás növekedését a vezetékek felmelegedésekor. Ez nem üzemi hőmérséklet-előrejelzés, megengedhető hőmérséklet-emelkedés számítás vagy egy validált 200 A-es névleges érték.
Miért nem állapít meg ez áramerősség-csökkentést
Egy áramsín megengedhető áramerőssége a hőtermeléstől és hőelvezetéstől, az üzemi hőmérsékleti határoktól, a méretektől, a burkolati körülményektől és a csatlakozásoktól függ. Az anyag vezetőképessége az egyik bemeneti adat. A hárompontos vezetőképesség-változás nem fordítható le egyetemes, háromszázalékos áramerősség-csökkentésre.
A mechanikai szilárdság is számít. A kizárólag a vezetőképesség miatt választott lágy állapot nem felel meg a tervezés maradandó alakváltozással szembeni ellenállásának vagy a formázási korlátainak. Egy keményebb állapot hasznos lehet, feltéve, hogy annak elektromos és mechanikai bizonyítékai alátámasztják az összeállítást. A rövidzárlati teljesítményt a teljes elrendezés értékelését igényli, nem pedig egy temperálási címkét.
Moduláris elosztáshoz a MCB gyűjtősín kiválasztási útmutató lefedi az eszköz kompatibilitását és névleges értékeit. Ezek az ellenőrzések akkor is szükségesek maradnak, ha a réz vezetőképessége ismert.
Adja meg az anyag állapotát, majd ellenőrizze a sín.
Réz áramsínek, réz földelő vagy nulla sínek és réz kapocselemek esetén kérjen olyan igazolást, amely azonosítja a szállított állapotot. Egy hasznos anyagjegyzéknek tartalmaznia kell:
| Kért bizonyítékok | A kérdés, amelyre választ ad |
|---|---|
| Réz minőség és alkalmazandó anyag-előírás | A összehasonlított alkatrészek valóban azonos anyagúak, vagy pusztán mindkettőt rézként írják le? |
| Végső edzettség vagy megegyezett szállítási állapot megjelölése | A hideg-megmunkálás megmarad, részben enyhítve vagy lágyítás követi? |
| Minimális vezetőképesség vagy maximális ellenállás, referenciatartomány hőmérséklettel | Milyen elektromos tulajdonságot garantálnak ehhez a minőséghez és állapothoz? |
| Az alkatrészre vonatkozó mechanikai tulajdonságok | A szállított állapot megfelel a vonatkozó szilárdsági és alakítási követelményeknek? |
| Kész méretek és releváns tűrések | A tényleges vezető keresztmetszet megegyezik az ellenállás számítással? |
| Vizsgálati módszer, mintavételi alap és kötegtracabilitás | A bejelentett tulajdonság összekapcsolható-e a leszállított anyaggal? |
A polírozott felület vagy a keménységmérés önmagában nem állapítja meg az elektromos vezetőképességet. Hasonlóképpen, a nyersanyag-tanúsítvány önmagában nem tudja igazolni a kész áramsín hőemelkedését, a kapocs kompatibilitását vagy az összeállítás rövidzárlati teljesítményét.
Tartsa külön a tömeg- és a csatlakozási ellenállást. Ha a melegedés egy csatlakozásnál koncentrálódik, a réz edzettségének megváltoztatása nem helyettesíti az interfész ellenőrzését. A réz áramsín csatlakozás túlmelegedésének magyarázata a érintkezési nyomás, a degradáció és a hőmérsékleti hatásokkal foglalkozik; ezek a mechanizmusok eltérnek az ép sín vezetőképességének változásától.
Ne melegítse a beszerelt áramsínt a vezetőképesség helyreállításának érdekében. Az anyag hőkezelése megváltoztathatja a mechanikai tulajdonságokat, a méreteket, a bevonatot és a szomszédos szigetelést. Minden szükséges izzítás ellenőrzött gyártási előírás szerint történjen, amelyet a kész alkatrész ellenőrzése követ.
A szélesebb rendszerkontextushoz használja a áramsín áttekintést. számára. Értékeléskor VIOX MCB áramsíneket, kérje el a pontos modell anyag- és termékdokumentációját ahelyett, hogy ebből a példából rendelne vezetőképességet vagy áramerősséget.
Az előírásnak le kell írnia, hogy mit szállítanak: réz minőség, végső edzettség, elektromos tulajdonság és mechanikai követelmények. A “melegen hengerelt” és “hidegen hengerelt” hasznos folyamatinformációk, de egyik sem helyettesíti ezt a bizonyítékot.
Források
- Wolff, F. A., és Dellinger, J. H. (1911), A kereskedelmi réz elektromos vezetőképessége, II. táblázat, valamint a mintapárosítás, a rajzgyakorlat és a százalékos vezetőképesség tárgyalása.
- Copper Development Association / European Copper Institute (2014), Réz áramsínekhez: Útmutató tervezéshez és telepítéshez, vezetőképesség, mechanikai tulajdonságok és áramterhelhetőségi elvek. Ez a kiadás műszaki háttéranyag, nem pedig a jelenlegi kötelező projektkövetelmények nyilatkozata.
- Yang és munkatársai (2021), A hideghúzási alakváltozás hatása az oxigénmentes rézhuzalok mikroszerkezetére, mechanikai tulajdonságaira és elektromos vezetőképességére, elsődleges kutatás a vizsgált huzal-feldolgozási feltételekről.
- Copper Development Association, Hegesztett temperálások, Hidegen hengerelt temperálások, és Vezetőképesség tárgyalása.
- Copper Development Association (2006), Magas réztartalmú ötvözetek, Elektromos vezetőképesség/ellenállás szekció, kizárólag az IACS referenciat dátumra és 58 MS/m alapra vonatkozóan.
