Bu sayfada
Evet. Soğuk işleme genellikle yüksek iletkenliğe sahip bakırın elektriksel iletkenliğini azaltırken mukavemetini ve sertliğini artırır. Değişikliğin boyutu bakır kalitesine, deformasyona ve sonraki ısıl işleme bağlıdır. Bara için, belirtin nihai tav ve iletkenliği, sadece “sıcak haddelenmiş” veya “soğuk haddelenmiş” değil. İletkenlik farkı evrensel bir akım değeri düşüşü değildir.
VIOX Editör Ekibi tarafından. Bu, kaynağa dayalı bir malzeme açıklamasıdır; tarihsel ölçümler, kavramsal çizimler ve aşağıdaki örnek hesaplama VIOX ürün test sonuçları değildir.
Soğuk İşlem Bakır İletkenliğini Neden Değiştirir
Soğuk haddeleme, çekme ve şekillendirme, bakırı önemli bir yeniden kristalleşme için gereken koşulların altında kalıcı olarak deforme eder. “Soğuk” metalurjik süreci tanımlar, mutlaka olağanüstü derecede düşük bir ortam sıcaklığını değil. Deformasyon, tane yapısını değiştirir ve dislokasyonlar dahil kusurlar oluşturur. Bu değişiklikler elektron taşınımını engelleyebilir ve daha fazla plastik deformasyonu zorlaştırabilir.
Pratik ödünleşme, iletkenlikte bir miktar kayıpla artan akma mukavemeti ve sertliktir. Artan mukavemet, elastik modülde eşdeğer bir artışla karıştırılmamalıdır: daha mukavemetli bir bakır bara, orantılı olarak daha sert olmadan kalıcı deformasyona daha iyi direnebilir.
Bu Copper Development Association'ın soğuk haddelenmiş tav kılavuzu çekme ve akma dayanımındaki artışı açıklar. Onun iletkenlik tartışması ayrıca kalan soğuk işlemenin neden olduğu hafif bir iletkenlik azalmasını da tanımlar.
Kavramsal mikro yapı, mikroskop görüntüsü veya ölçülmüş tane boyutu karşılaştırması değildir. Diyagram deformasyonu göstermektedir; iletkenlik değişimini nicel olarak ifade etmez.
Azalmanın Neden Sabit Bir Yüzde Olmadığı
Etki, bileşime, başlangıç mikro yapısına, deformasyon miktarına ve yönüne ve sonraki herhangi bir termal işleme bağlıdır. Hafif bir son işlem ve ağır çekilmiş bir telin aynı durumu koruması gerekmez.
Ayrıca, iletkenliğin her olası deformasyon programı boyunca monoton olarak düşmesi garanti edilmez. Bir 2021'de düşük oksijenli bakır teller üzerine yapılan birincil çalışma incelenen koşullarında bir azalma ve ardından artış rapor etti. Tane sınırları, doku ve yeniden kristalleşme yanıta katkıda bulundu. Bu deney, evrensel bir kurala karşı bir uyarıdır, önerilen bir bara işleme programı değildir.
Tedarik için, belirtilen sınıf ve son tav için beyan edilen minimum iletkenlik, genel bir “saf bakır” değerinden varsayılan bir düşüşten daha kullanışlıdır. Birimler ve referans temeli için bkz. iletkenlik, özdirenç ve %IACS açıklandı.
Sıcak Haddelenmiş vs Soğuk Haddelenmiş Bakır: Nihai Durumu Karşılaştırın
Sıcak haddeleme ve soğuk haddeleme, işleme rotalarını tanımlar. Tavlanmış, yarı sert ve sert, malzeme koşullarını tanımlar. Etiketler farklı soruları yanıtlar ve bir bakır ürünü teslimattan önce birden fazla rotadan geçebilir.
Sıcak işleme, uygun işleme koşulları altında geri kazanmaya veya yeniden kristalleşmeye izin verir. Bu, kalan iş sertleşmesi etkisini azaltabilir, ancak sıcak haddelenmiş, tam tavlanmış eşanlamlısı değildir. Daha sonraki bitirme, deformasyon ve termal geçmiş hala önemlidir. Tersine, soğuk haddelenmiş bir ürün daha sonra tavlanabilir. Bu Bakır Geliştirme Derneği'nin tavlanmış tav kılavuzu soğuk işlem sonrası tavlamayı açıkça tanımlar.
Aşağıdaki karşılaştırma, aynı bakır sınıfı ve bileşimini varsaymakta ve iletkenlik aynı referans sıcaklığında değerlendirilmektedir. Kabul edilebilir sınırlar değil, nitel beklentiler sunar.
| Teslim edilen durum | İşlem etiketinin belirlediği | Elektriksel yorumlama | Mekanik yorumlama |
|---|---|---|---|
| Sıcak haddelenmiş bakır | Yüksek sıcaklıkta haddeleme gerçekleşti | Etiket tek başına iletkenliği sağlamaz veya teslim edilen başka bir ürüne göre üstünlüğünü kanıtlamaz | Teslim edilen tavı ve mukavemeti doğrulayın; tam tavlanmış bir duruma varsaymayın |
| Soğuk haddelenmiş bakır, soğuk işlenmiş olarak | Haddelemeden kaynaklanan deformasyon, etkisini gidermek için yeterli sonraki tavlama olmaksızın kalır | İletkenlik, uygun şekilde tavlanmış durumdaki aynı malzemeninkinden daha düşük olabilir | Akma mukavemeti ve sertlik genellikle artar; şekillendirilebilirlik azalabilir |
| Soğuk haddelenmiş, ardından yeterince tavlanmış bakır | Soğuk haddelenmeyi, kalan durumu değiştiren bir ısıl işlem izlemiştir | İletkenlik, malzemenin tavlanmış değerine doğru iyileşebilir; gerçek sonucu doğrulayın | İşle sertleşme dayanımı azaltılabilir ve süneklik geri kazandırılabilir |
Yalnızca işlem durumu haritası. Oklar üretim sırasını, elektriksel kablolamayı, ölçülen iletkenliği veya kesin bir üretim tarifini değil, üretim sırasını tanımlar.
Bir bara karşılaştırması için şunu sorun: Ürünler aynı kalitede mi? Aynı sıcaklıkta test edildiler mi? Son tavlanma durumu nedir? Her tedarikçi hangi minimum iletkenliği ve mekanik özellikleri garanti ediyor?
Yüzey görünümü bu soruların cevabı değildir. Pürüzsüz, parlak soğuk çekilmiş bir bara otomatik olarak daha az iletken değildir ve sıcak işlenmiş bir yüzey daha yüksek iletkenliğin kanıtı değildir. Yüzey durumu bir bağlantı noktasında önemlidir, ancak bu, ana malzemenin özelliğinden ayrıdır.
Tarihsel Tavlanmış ve Sert Çekilmiş Veriler Ne Gösteriyor
Wolff ve Dellinger'in 1911 tarihli makalesi, Ticari Bakırın Elektriksel İletkenliği, tavlanmış ve sert çekilmiş ticari bakır tellerini karşılaştırdı.
Bu Tablo II, kullanılması anlamına gelir ilk üreticinin numune grubu, yuvarlamadan önce hesaplanan farklarla, basılı havuzlanmış tavlanmış ortalama yerine tel boyutuna göre üç okuma ortalaması alınır.
| B&S tel boyutu | Tavlanmış ortalama, orijinal yüzde iletkenlik esasına göre | Sert çekilmiş ortalama, orijinal yüzde iletkenlik esasına göre | Fark, yüzde puanı |
|---|---|---|---|
| No.6 | 100.18% | 97.78% | 2.40 |
| No.12 | 100.32% | 97.48% | 2.84 |
| No.18 | 100.19% | 97.10% | 3.09 |
Makale, aynı malzeme partisinden alınan okumaları eşleştirir. No.6 ve No.18 kanıtlarının sınırlı olduğunu ve çizim uygulamalarının boyut eğilimini etkilediğini belirtir. Bu, içsel bir tel çapı kuralı oluşturmaz.
İki yorum sınırı esastır. Birincisi, iki yüzde iletkenlik okumasının çıkarılması şunları üretir yüzde puanı, otomatik olarak göreceli yüzde kaybı anlamına gelmez. İkincisi, tablo, kağıdın 20 santigrat derecedeki tarihsel kütle-direnç referansını kullanır. 1913'te kurulan IACS referansından önce gelir IACS referansı, bu nedenle bu okumalar modern %IACS olarak yeniden etiketlenmemelidir. Bu, sıcak haddelenmiş-soğuk haddelenmiş bara testi değil, tavlanmış-sert çekilmiş tel karşılaştırmasıdır.
İletkenlik Değişikliği Bara Kayıpları İçin Ne Anlama Geliyor
İletkenlik, iletkenin uzunluğu ve kesiti aracılığıyla toplu direnci etkiler:
R = L / (sigma x A)
P = I^2 x RBurada, R ohm cinsinden dirençtir, L metre cinsinden uzunluktur, sigma siemens/metre cinsinden hacimsel elektriksel iletkenliktir, A metrekare cinsinden kesit alanıdır ve P akımdaki (I) rezistif güç kaybıdır (watt cinsinden) I amper cinsinden.
Örnek DC Örneği: 100% - 97% IACS
Aynı geometriye sahip, her ikisi de şu değerde değerlendirilen iki düz, homojen bakır iletken varsayalım 20 derece Santigrat:
- Uzunluk: 1 metre.
- Kesit alanı: 100 milimetre kare veya
0,0001 m^2. - Akım: 200 A DC.
- İletken A: varsayılan bir
58 MS/m, yaklaşık 100% IACS. - İletken B: varsayılan bir
0,97 x 58 = 56,26 MS/m, yaklaşık IACS.
Bunlar, bağımsız Bakır Bara kılavuzunda, tartışılan bir iletkenlik farkının ölçeğini temsil eden, ölçülmüş VIOX değerleri veya geçmiş tablonun yeniden oluşturulması değil, beyan edilmiş hesaplama girdileridir.
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| Hesaplanan miktar | İletken A | İletken B |
|---|---|---|
| Toplu direnç | 172,41 mikroohm | 177,75 mikroohm |
| 200 A'da güç kaybı | 6,90 W | 7,11 W |
| 200 A'de voltaj düşüşü | 34,48 mV | 35,55 mV |
Bu varsayımlar altında, İletken B'nin yaklaşık olarak %3,09 daha yüksek dirence ve rezistif kayba sahiptir, bir metrelik kesitte yaklaşık 0,21 W'lık bir artış anlamına gelir. İletkenlik ve özdirenç birbirinin tersi niceliklerdir, bu nedenle direnç artışı tam olarak %3'lük iletkenlik farkı değildir.
Bu örnek, yığın malzeme davranışını izole eder. Birleşim yerlerini, delikleri, değişen kesitleri, AC yüzey ve yakınlık etkilerini ve iletkenler ısındıkça artan direnci hariç tutar. Bu, çalışma sıcaklığı tahmini, izin verilen sıcaklık artışı hesaplaması veya doğrulanmış bir 200 A değeri değildir.
Bu Neden Bir Akım Taşıma Kapasitesi Düşüşü Oluşturmuyor
Bir bara'nın izin verilen akımı, ısı üretimine ve ısı giderimine, çalışma sıcaklığı limitlerine, boyutlara, muhafaza koşullarına ve bağlantılara bağlıdır. Malzeme iletkenliği bir girdidir. Üç noktalı bir iletkenlik değişikliği, evrensel bir yüzde üç akım değeri azaltımına dönüştürülemez.
Mekanik dayanım da önemlidir. Yalnızca iletkenlik için seçilen yumuşak bir koşul, tasarımın kalıcı deformasyona karşı direncini veya şekillendirme kısıtlamalarını karşılamayabilir. Daha sert bir koşul, elektriksel ve mekanik kanıtları montajı destekliyorsa faydalı olabilir. Kısa devre performansı, bir tavlama etiketi değil, tüm düzenlemenin değerlendirilmesini gerektirir.
Modüler dağıtım için, MCB bara seçim kılavuzu cihaz uyumluluğunu ve değerlerini kapsar. Bakır iletkenliği bilindiğinde bile bu kontroller gereklidir.
Malzeme Durumunu Belirtin, Ardından Barayı Doğrulayın
Bakır baralar, bakır toprak veya nötr baralar ve bakır terminal parçaları için, teslim edilen durumu belirten kanıt talep edin. Faydalı bir malzeme kaydı şunları içermelidir:
| Talep edilecek kanıtlar | Yanıtladığı soru |
|---|---|
| Bakır sınıfı ve geçerli malzeme spesifikasyonu | Karşılaştırılan parçalar, sadece bakır olarak tanımlanmış olmaktan ziyade, aslında aynı malzemeden mi yapılmıştır? |
| Son tav veya mutabık kalınan teslimat durumu tanımı | Soğuk işleme korunmuş mu, kısmen giderilmiş mi yoksa tavlama ile mi takip edilmiş? |
| Referans sıcaklığı ile minimum iletkenlik veya maksimum özdirenç | Bu derece ve durum için hangi elektriksel özellik garanti edilmektedir? |
| Parçaya uygun mekanik özellikler | Tedarik edilen durum, ilgili mukavemet ve şekillendirme gereksinimlerini karşılıyor mu? |
| Son boyutlar ve ilgili toleranslar | Gerçek iletken kesiti direnç hesaplamasıyla eşleşiyor mu? |
| Test yöntemi, numune alma esası ve parti izlenebilirliği | Beyan edilen özellik, teslim edilen malzeme ile ilişkilendirilebilir mi? |
Yalnızca cilalı bir yüzey veya sertlik değeri, elektriksel iletkenliği sağlamaz. Benzer şekilde, ham madde sertifikası tek başına bitmiş bara'nın sıcaklık yükselmesini, terminal uyumluluğunu veya montaj kısa devre performansını doğrulayamaz.
Dökme ve bağlantı direncini ayrı tutun. Isınma bir bağlantıda yoğunlaşıyorsa, bakır tavını değiştirmek bu arayüzü kontrol etmenin yerine geçmez. Bu bakır bara bağlantı aşırı ısınma açıklaması kontak basıncı, bozulma ve sıcaklık etkilerini ele alır; bu mekanizmalar, sağlam bir bara içindeki iletkenlik değişiminden farklıdır.
İletkenliği geri kazanmak için takılı bir bara'yı ısıtmayın. Malzeme ısıl işlemi, mekanik özellikleri, boyutları, kaplamayı ve komşu yalıtımı değiştirebilir. Gerekli herhangi bir tavlama, kontrollü bir üretim spesifikasyonunda yer almalı ve ardından bitmiş parçanın doğrulanması gelmelidir.
Daha geniş sistem bağlamı için, bara genel bakışını. kullanın. Değerlendirirken VIOX MCB baraların, bu örnekten bir iletkenlik veya akım değeri atamak yerine, tam modelin malzeme ve ürün belgelerini isteyin.
Şartname, teslim edilecek olanı açıklamalıdır: bakır kalitesi, son tav, elektriksel özellik ve mekanik gereksinimler. “Sıcak haddelenmiş” ve “soğuk haddelenmiş” faydalı proses bilgileridir, ancak hiçbiri bu kanıtın yerini tutmaz.
Kaynaklar
- Wolff, F. A. ve Dellinger, J. H. (1911), Ticari Bakırın Elektriksel İletkenliği, Tablo II ve örnek eşleştirme, çizim pratiği ve yüzde iletkenlik tartışması.
- Copper Development Association / European Copper Institute (2014), Bakır Bara İçin: Tasarım ve Kurulum Kılavuzu, iletkenlik, mekanik özellikler ve akım taşıma kapasitesi prensipleri. Bu baskı, mevcut zorunlu proje gereksinimlerinin bir beyanı değil, teknik bir arka plandır.
- Yang ve arkadaşları (2021), Soğuk çekme gerilmesinin düşük oksijenli bakır tellerinin mikroyapısı, mekanik özellikleri ve elektriksel iletkenliği üzerindeki etkisi, incelenen tel işleme koşulları üzerine birincil araştırma.
- Copper Development Association, Tavlanmış Temperler, Soğuk Haddelenmiş Temperlerve İletkenlik Tartışması.
- Copper Development Association (2006), Yüksek Bakır Alaşımları, Elektriksel İletkenlik/Özdirenç bölümü, yalnızca IACS referans tarihi ve 58 MS/m esası için.
