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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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