Файл: Ейльман, Л. С. Проводниковые материалы в электротехнике.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
говечность и надежность изделий. Освоение производства сплавов на основе меди и алюминия, дешевых заменителей меди, металлов типа натрия, особо легких проводников из бериллия, сверхпроводя щих металлов и сплавов — одна из обширных сфер деятельности современной электротехнической металлургии.
Производство новых материалов требует новых технологических процессов. Производство сверхчистой меди в широких масштабах
Рис. 49. Схема волоче |
Рис. 50. Схема получе |
|||
ния при высоком гидро |
ния проволоки из рас |
|||
статическом давлении. |
плава. |
|
||
1 —Iпуансон, создающий дав |
1 — стеклянная колба с |
ме |
||
ление; |
2 — корпус; 3 — от |
таллом; 2 — индуктор; |
3 — |
|
датчик; |
4 — |
обрабатывае |
устройство для охлаждения; |
|
мая проволока; |
5 — матрица, |
4 — приемник. |
|
|
через |
которую |
происходит |
|
|
вытягивание. |
|
|
|
стало возможным благодаря использованию электронно-лучевых и индукционных вакуумных печей; они позволяют резко снизить раз меры примесей в металле, поднять качество сплавов. Производство проводников из химически активного натрия или труднодеформируемого бериллия требует создания специальной технологии. Особенно сложна технология производства сверхпроводящих материалов типа АВ3, которые отличаются высокой хрупкостью. Некоторые изоля ционные материалы, например окись магния, перерабатываются совместно с проводниками. Технология переработки сыпучей керами ческой изоляции совместно с проводниками (магнезиальные кабели и термопары) требует индивидуальной технологической схемы и специального оборудования.
158
Одним из способов снижения стоимости проводниковых мате риалов широкого потребления является использование биметалли ческой сталеалюминиевой и алюминиево-медной проволоки. Стале алюминиевая проволока заменяет медную в линиях электропередачи. Сталь придает алюминию прочность, что позволяет устанавливать опоры электропередач на больших расстояниях друг от друга.
Недостатком алюминиевой проволоки является высокая химиче ская инертность поверхности, обусловленная окисной пленкой; это затрудняет пайку проводников. Слой меди на поверхности алюми ниевой проволоки устраняет этот недостаток и позволяет широко использовать алюминий при изготовлении монтажных проводов и кабелей.
Рис. 51. Схема совмещения процессов литья и проката.
1 — р а з л и в о ч н ы й к о в ш ; 2 — м и к с е р ; 3 — к р и с т а л л и з а т о р ; 4 — п е т л е р е г у л я т о р ; 5 — н о ж н и ц ы ; 6 — п р о к а т н ы й с т а н ; 7 — п р и е м н и к .
Производство подобных биметаллических проводников потребо вало применения специального прессового оборудования. Изготовле ние сталеалюминиевой проволоки было организовано на гидравли ческих прессах со специальным инструментом, позволяющим напрес совывать алюминий на стальной проволочный сердечник. Алюми ниево-медная и медно-серебряная проволоки производятся на гидро экструзионных прессах. Эти проволоки отличаются малой толщиной плакирующего слоя, поэтому требуют более равномерного истечения выпрессовываемого слойного прутка. Гидравлический пуансон гид роэкструдера обеспечивает более равномерное истечение совместно прессуемых металлов. Методы гидроэкструзии оказалось возмож ным распространить на процесс волочения трудно деформируемых металлов. На рис. 49 показана принципиальная схема такого про цесса.
Освоен метод вытягивания тончайшей проволоки из расплава, заключенного в стеклянную колбу, которая вытягивается одновре менно с проволокой и служит ей изоляцией. Схема такого процесса показана на рис. 50.
Методы вакуумной металлизации позволили наносить металли ческие покрытия на изоляцию и даже осаждать на металле высо котемпературные окислы, которые являются хорошей защитой при высоких температурах. Индукционная, аргонодуговая и плазменная сварка нашла применение для производства полых проводников и защитных оболочек электротехнических изделий.
Комплексная автоматизация и механизация производства явля ются основными тенденциями в развитии электротехнической метал-
159
<i)
Рис. 52. Схемы агрегатов совмещения процессов.
а — ‘ В о л о ч е н и я , о т ж и г а и н а л о ж е н и я и з о л я ц и и ( / — о т д а т ч и к ; 2 — в о л о ч и л ь н а я м а ш и н а ; 3 — у с т р о й с т в о д л я о т ж и г а ; 4 ~ - ш н е к о в ы й п р е с с ) ; б — о т ж и г а и н а л о ж е н и я и з о л я ц и и {/ — о т д а т ч и к ; 2 — э л е к т р о п у л ь т ; 3 — у с т р о й с т в о д л я о т ж и г а ; 4 — ш н е
к о в ы й п р е с с ) ; |
в — л у ж е н и я , в о л о ч е н и я , о т ж и г а и н а л о ж е н и я и з о л я ц и и { / - - о т д а т ч и к ; 2 — в а н н а д л я л у ж е н и я ; |
3 — м а ш и н а |
м н о г о к р а т н о г о |
в о л о ч е н и я ; 4 — у с т р о й с т в о д л я о т ж и г а ; 5 — н а п р а в л я ю щ и е р о л и к и ; 6 — ш н е к о в ы й п р е с с ; 7 — |
ж е л о б д л я |
о х л а ж д е н и я ; 5 — щ и т у п р а в л е н и я ; 9 — у с т р о й с т в о д л я о т р е з к и ; / { / — п р и б о р д л я к о н т р о л я э к с ц е н т р и с и т е т а ; / / — н а к о п и т е л ь ; 12 — п р и е м н и к ) .
лургии. Эти тенденции выражаются, в частности, в совмещении ряда технологических операций в одном агрегате, что привело по существу к применению новых комбинированных процессов. Созда ние комплексных агрегатов — крупный шаг к полностью автомати зированным заводам.
Рассмотрим некоторые примеры таких агрегатов. Медленный процесс непрерывного литья, основанный на постепенном вытя
гивании |
слитка |
из |
интенсивно |
охлаждаемого кристаллизатора, |
оказалось |
возможным |
совместить |
с высокоскоростным процессом |
|
прокатки |
(рис. |
51). |
Это достигается применением оригинального |
кристаллизатора — большого колеса, по ободу которого сделана тре угольная канавка, прикрываемая стальной бесконечной лентой. В эту канавку из миксера заливается расплавленный металл. Колесо-кри сталлизатор охлаждается и вращается. После его поворота на угол 120’ затвердевший металл готов к прокатке. Металл выходит из кристаллизатора горячим, поэтому отсутствует необходимость подо гревать его перед прокаткой. Конечно, скорость процесса прокатки является не максимально возможной для данного сечения металла, однако непрерывность процесса полная.
Ряд зарубежных фирм и отечественных заводов эксплуатирует агрегаты, совмещающие процессы волочения и отжига. Отжиг про волоки после волочения осуществляется, как правило, электроконтактным способом. Появились также агрегаты, совмещающие волоче ние, отжиг и наложение изоляции. На рис. 52 приведены схемы та ких агрегатов, изготавливаемых фирмой Генрих.
Фирма Вестерн Электрик Компани (США) эксплуатирует более сложные агрегаты, совмещающие операции волочения, отжига, галь ванического лужения и наложения изоляции. При этом возможны различные варианты расположения ванн лужения. При расположе нии ванны лужения до многократной волочильной машины использу ются фторсодержащие электролиты (фтористое олово, фторборатная кислота), требующие химически стойкой футеровки ванны, подогре ва ее до 50 °С. Принимаются меры для уменьшения катодной поляризации и образования дендритов. Через ванну проходит одна проволочная петля с двумя участками проволоки, покрываемыми оловом.
При расположении ванны лужения после волочильной машины используются обычные кислые электролиты: сульфат олова, серная кислота, а также коллоидные добавки для уменьшения катодной поляризации. Олозянный анод располагается на дне ванны, прово лока в ванне делает три петли, образуя шесть участков, покрывае мых оловом. Ванна специально не подогревается.
Совмещение нескольких технологических операций в одном агре гате прежде всего позволяет провести комплексную автоматизацию процессов, свести к минимуму внутрицеховые транспортные перевоз ки, исключить промежуточное складирование. Комбинированные агрегаты высвобождают значительное число вспомогательных рабо чих, обеспечивают возможность резкого повышения квалификации обслужизающего персонала. Применение таких агрегатов позволяет экономить производственную площадь; непрерывность осуществляе мых процессов сводит к минимуму расходы сырья.
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Г |
||||
Таблица для определения сечения и массы медной, |
|
||||||
|
стальной и алюминиевой |
проволоки |
|
|
|
|
|
Диаметр, мм |
Сечение, мм* |
Масса медной |
Масса сталь |
Масса алю |
|||
проволоки» |
ной проволо |
миниевой про |
|||||
|
|
кг/км |
ки, кг/км |
волоки, кг/км |
|||
0 ,0 3 |
0,00071 |
0,0063 |
0,005538 |
0,001917 |
|||
0 ,0 4 |
0,0012 |
0,0 1 1 2 |
0,00936 |
0,0 |
0 3 2 |
4 |
|
0 ,0 5 |
0,00196 |
0,0175 |
0,015288 |
0,00529 |
|||
0 ,0 6 |
0,00283 |
0,0 2 5 2 |
0,022074 |
0,0 |
0 7 6 |
4 |
|
0 ,0 7 |
0,00385 |
0,03423 |
0,03003 |
0,0 |
1 0 3 |
9 |
|
0 ,0 8 |
0,00503 |
0,0 4 4 7 |
0,039234 |
0,013581 |
|||
0 ,0 9 |
0,00636 |
0,0 5 6 5 |
0 ,049608 |
0,017172- |
|||
0 ,1 0 |
0,00785 |
0,0 6 9 8 |
0,061230 |
0 ,0 2 1 1 9 5 |
|||
0,11 |
0,0 0 9 5 |
0,0 8 4 5 |
0,07410 |
0,02565 |
|||
0 ,1 2 |
0,01131 |
0,1005 |
0,088218 |
0 |
,0 |
3 0 5 3 7 |
|
0 ,1 3 |
0,0 1 3 2 7 |
0,1 1 7 9 |
0,103506 |
0,03583 |
|||
0 ,1 4 |
0,01539 |
0 ,1 3 6 8 |
0,120042 |
0,04155 |
|||
0 ,1 5 |
0,01767 |
0 ,1 5 7 0 |
0,137826 |
0,04771 |
|||
0 ,1 6 |
0,02011 |
0,1 7 8 7 |
0,156858 |
0,0 |
5 4 3 |
|
|
0 ,1 7 |
0,0 2 2 7 |
0,2 0 1 8 |
0,17706 |
0 ,0 6 1 2 9 |
|||
0 ,1 8 |
0,02545 |
0,2 2 6 3 |
0,19851 |
0 |
,0 |
6 8 7 2 |
|
0 ,1 9 |
0,02835 |
0,2 5 2 0 |
0,22113 |
0 ,0 7 6 5 5 |
|||
0 ,2 0 |
0,03142 |
0,2 7 9 3 |
0,24508 |
0 |
,0 |
8 4 8 3 |
|
0,21 |
0,03464 |
0,3 0 7 9 |
0,27019 |
0 |
,0 9 3 5 3 |
||
0 ,2 2 |
0,03801 |
0,3 3 7 9 |
0,29648 |
0,10263 |
|||
0 ,2 3 |
0,04155 |
0,3691 |
0,3241 |
0,112185 |
|||
0 ,2 4 |
0,04524 |
0,4 0 2 2 |
0,35287 |
0,12215 |
|||
0 ,2 5 |
0,04909 |
0 ,4 3 6 4 |
0 ,3 8 2 9 |
0,13254 |
|||
0 ,2 6 |
0,0531 |
0,4721 |
0,41418 |
0 |
,1 |
4 3 3 |
7 |
0 ,2 7 |
0,05726 |
0,5090 |
0,446628 |
0 |
,1 |
5 4 6 |
|
0 ,2 8 |
0,06158 |
0,5471 |
0,4 8 0 3 2 |
0,1 |
6 6 3 |
|
|
0 ,2 9 |
0,06605 |
0 ,5 8 7 2 |
0,51519 |
0,17834 |
|||
0 ,3 0 |
0,07069 |
0 ,6 2 8 4 |
0,5 5 1 4 |
0 ,1 |
9 0 8 |
5 |
|
0,31 |
0,07549 |
0 ,6 7 1 0 |
0,5 8 8 7 |
0,2 |
0 3 8 |
|
|
0 ,3 2 |
0,08043 |
0 ,7 1 5 0 |
0,6 2 7 4 |
0 |
,2 1 7 2 |
|
|
0 ,3 3 |
0,08553 |
0,7 6 0 4 |
0,66713 |
0 ,2 3 0 9 |
|
||
0 ,3 4 |
0,0 9 0 8 |
0 ,8 0 7 2 |
0,70824 |
0 ,2 |
4 5 2 |
|
|
0 ,3 5 |
0,09621 |
0,8 5 5 3 |
0,75044 |
0 ,2 5 9 8 |
|
||
0 ,3 6 |
0,1 0 1 8 |
0,9 0 4 9 |
0,7 9 4 0 |
0,2 |
7 5 0 |
|
|
0 ,3 7 |
0,1 0 7 5 |
0,9 5 6 |
0,8 3 8 7 |
0 ,2 9 0 3 |
|
||
0 ,3 8 |
0,1 1 3 4 |
1,0082 |
0 ,8 8 4 6 |
0 |
,306 |
|
|
0 ,3 9 |
0,1195 |
1,06 |
0,9318 |
0 ,3 |
2 2 5 |
|
|
0 ,4 0 |
0,1257 |
1,117 |
0,98015 |
0 |
,3 |
3 9 3 |
|
0,41 |
0 ,1 3 2 |
1,173 |
1,0297 |
0,3 |
5 6 4 |
|
|
0 ,4 2 |
0,1 3 8 5 |
1,232 |
1,0806 |
0 ,3 |
7 4 |
|
|
0 ,4 3 |
0 ,1 4 5 2 |
1,291 |
1,1327 |
0 |
,3 9 2 |
|
|
0 ,4 4 |
0 ,1 5 2 |
1,3517 |
1,186 |
0 |
,4 1 0 5 |
|
|
0 ,4 5 |
0 ,1 5 9 |
1,414 |
1,2405 |
0 ,4 2 9 4 |
|
||
0 ,4 6 |
0,1 6 6 2 |
1,4774 |
1,2963 |
0 |
,4 4 8 7 |
|
|
0 ,4 7 |
0,1 7 3 5 |
1,5423 |
1,3532 |
0 |
,4 6 8 4 |
|
|
0 ,4 8 |
0,18096 |
1,6087 |
1,405 |
0 |
,4 8 8 6 |
|
1 6 2
П р о д о л ж е н и е п р и л ож. I
Диаметр, мм |
Сечение, мм2 |
Масса медной |
! |
Масса сталь- |
проволоки, |
ной прозоло- |
|||
|
|
кг/км |
! |
ки, кг(к.м |
0 ,4 9 |
0,18857 |
1,6764 |
|
1,4708 |
0 ,5 0 |
0,19635 |
1,7456 |
|
1,5315 |
0,51 |
0,20428 |
1,816 |
|
1,5934 |
0 ,5 2 |
0 ,2 1 2 3 7 ' |
1,888 |
|
1,6565 |
0 ,5 3 |
0,22062 |
1,961 |
|
1,7208 |
0 ,5 4 |
0,22902 |
2 ,0 3 6 |
|
1,7864 |
0 ,5 5 |
0,2 3 7 6 |
2,1 1 2 |
|
1,853 |
0 ,5 6 |
0,2463 |
2,1896 |
|
1,921 |
0 ,5 7 |
0,2552 |
2,2686 |
|
1,9904 |
0 ,5 8 |
0,2642 |
2,3488 |
|
2,061 |
0 ,5 9 |
0,2734 |
2,4305 |
|
2,1325 |
0 ,6 0 |
0,2827 |
2,5136 |
|
2,2054 |
0,61 |
0,29225 |
2,5 9 8 |
|
2,2796 |
0 ,6 2 |
0,3019 |
2,6 8 4 |
|
2,355 |
0 ,6 3 |
0,31172 |
2,771 |
|
2 ,4 3 Ц |
0 ,6 4 |
0,3217 |
2,8 6 0 |
|
2,5093 |
0 ,6 5 |
0,33183 |
2,950 |
|
2,5883 |
0 ,6 6 |
0 ,3 4 2 |
3,041 |
|
2 ,6 6 8 5 |
0 ,6 7 |
0,3526 |
3,1 3 4 |
|
2,7 5 0 |
0 ,6 8 |
0,36317 |
3,2286 |
|
2,833 |
0 ,6 9 |
0,37393 |
3,3242 |
|
2,9166 |
0 ,7 0 |
0,38484 |
3,4212 |
|
3,00175 |
0,71 |
0,39592 |
4,5197 |
|
3,0082 |
0 ,7 2 |
0,40715 |
3,6018 |
|
3,1758 |
0 ,7 3 |
0,41854 |
3,7208 |
|
3,2646 |
0 ,7 4 |
0,43008 |
3,8234 |
|
3,354 б |
0 ,7 5 |
0,44176 |
3,9272 |
|
3,446 |
0 ,7 6 |
0,45365 |
4 ,0 3 3 |
|
3 ,5 4 0 |
0 ,7 7 |
0,46566 |
4,1397 |
|
3,6 3 2 |
0 ,7 8 |
0,47784 |
4,2 4 8 |
|
3,7 2 7 |
0 ,7 9 |
0,49017 |
4,3576 |
|
3 ,8 2 3 |
0 ,8 0 |
0,50265 |
4,4686 |
|
3 , 9207 |
0,81 |
0,5153 |
4,581 |
|
4 ,0 1 9 |
0 ,8 2 |
0,5218 |
4 ,695 |
|
4 ,0 7 |
0 ,8 3 |
0,54106 |
4,81 |
|
4 ,2 2 |
0 ,8 4 |
0,55418 |
4,9267 |
|
4,3 2 3 |
0 ,8 5 |
0,56745 |
5,0446 |
|
4 ,4 2 6 |
0 ,8 6 |
0,58088 |
5 ,1 6 4 |
|
4,531 |
0 ,8 7 |
0,59447 |
5,2848 |
|
4 ,6 3 7 |
0 ,8 8 |
0,60821 |
5,4 0 7 |
|
4,7 4 4 |
0 ,8 9 |
0,62211 |
5,5306 |
|
4,853 |
0 ,9 0 |
0,63617 |
5 ,6 5 6 |
|
4 ,962 |
0,91 |
0,65039 |
5 ,7 8 2 |
|
5 ,0 7 3 |
0 ,9 2 |
0,6 6 4 7 6 |
5,9 0 9 7 |
|
5,1 8 5 |
0 ,9 3 |
0,6 7 9 3 |
6 ,0 4 |
|
5,2 9 8 |
0 ,9 4 |
0,69398 |
6 ,1 7 |
|
5,4 1 3 |
0 ,9 5 |
0,70882 |
6,3 0 1 4 |
|
5 ,5 2 9 |
Масса алю миниевой пре волоки, кг)кл
0,5091
0 ,5 3 0
0,551
0,5 7 3 4
0,5 9 5 6
0 ,6 1 8 4
0,6 4 1 5
0,6 6 5 0
0,68899
0 ,7 1 3 4
0,7 3 8 2
0,7 6 3 4
0,7891
0,8 1 5
0,8416
0,8686
0 ,8 9 6
0,9 2 4
0,9 5 2
0,9806
1,0096
1,03907
1,069
1,0993
1,130
1,161
1,193
1,225
1,2573
1,2902
1,3235
1,357
1,391
1,409
1,461
1,4963
1,532
1,5684
1,605
1,642
1,6797
1,718
1,756
1,795
1,834
1,874
1,914
163