銅包鋼雙金屬復合材料是將銅與鋼兩種金屬通過一定的工藝加工而成的復合導體。該導體既有鋼的高強度,又有銅的良好導電性能和優良的抗腐蝕性能,因而被廣泛用于防雷接地要求較高的領域:如石化系統,電力系統,氣象防雷系統,通信系統,軌道交通系統等。還有其他一些領域,目前也開始普遍接受這一類產品,如信號傳輸(如同軸電纜內導體、電子管腳、**引入線、波傳輸反射網等)、承力索(如鐵路吊弦、載流承力索、機車牽引線)等等。制造銅包鋼雙金屬復合材料的工藝目前主要有以下三種:
1、電鍍法:將外理干凈的鋼絲(鋼棒)通過電鍍槽,利用電解原理,在鋼的表面電鍍上一層銅,該工工藝也稱電鍍工藝。制造成本雖低,但主要缺點太多:銅層??;銅鋼結合面會殘留電解液,對環境的污染嚴重。
2、套管法:將處理干凈的鋼棒插入銅管內,利用直拉機拉絲模的束緊力將銅管束緊在鋼棒的外表面。該工藝也稱冷軋包覆法,即用機械力將銅層包覆在鋼芯上,該種方法工藝簡單,成本低廉,存在的主要缺點是:銅鋼結合力差,無法滿足大長度要求。另因兩種不同金屬間存在間隙,深入地下易形成原電池效應,從而增加腐蝕速率,使用壽命短。銅層容易剝落。
3、水平連鑄法:將處理干凈的鋼絲在氮氣保護下加熱到較高溫度,同時利用工頻爐將電解銅加熱熔化,將鋼絲快速通過銅液并在出口處結晶成銅包鋼復合體,再加工,拉制成銅包鋼復合導體。相比上兩種工藝,該方法的優點是顯而易見的:銅與鋼之間實現分子的結合;銅層粘合度高;成為單一合體、可任意調節銅層厚度,產品品種較多;使用壽命長。但目前這樣的工藝主要存在:工藝復雜;生產成本高的問題。水平連鑄銅包鋼防雷接地產品隨著電子通訊的不斷普及和大型電站、超高壓輸變電線路及高層建筑不斷涌現,防雷接地優良于否,在人和電力、電子設備的安全保護方面扮演著生死攸關、極其重要的角色,其可靠性已越來越受到人們的重視。用型鋼或建設物基礎作為接地體,由于耐腐蝕效果差原因而影響了接地裝置的可靠性。采用鍍鋅角鋼(圓鋼)做接地體,雖然減慢了鋼的腐蝕,但因鋅比鋼活潑,鋅的腐蝕速度比鋼更快,由于鍍層鋅與土壤接角,而它卻在不斷的腐蝕不斷的變化,穩定性差,使用壽命較短(一般均在18年以下)每年還需檢測電阻阻值,工作量大,而采用銅包金屬復合材料做接地體及防雷導體,由于銅的金屬活潑性差,一般不會與酸、堿、鹽發生反應。根據集膚效應,當表面銅層大于0.25mm時,鋼芯載流很小,利用鋼的強度將銅導體送到地下,表面銅導體送到地下,表面銅層不會發生腐蝕現象,因而接地棒電阻不會隨著時間的推移發生變化,可實現免維護,壽命一般可達50年。這就是為什么銅包鋼雙金屬復合導體被廣泛接受和運用于防雷接地系統的原因。水平連鑄銅包鋼的特點
1、制造工藝獨特:采用水平連鑄生產工藝,該工藝為國內首創。連鑄工藝采用的是將電解銅加熱至1200C時銅結合面形成合金化過鍍層,雙金屬界面完全牢固結合,從而實現銅與鋼之間可延性冶金熔接,成為單一復合體,可像拉拔單一金屬一樣任意拉拔,不出現脫節、翹皮、開裂現象。
2、防腐特性更優:雙金屬內部無殘留,耐腐蝕性更優。水平連鑄工藝采用高溫熔化,殘留物被煅燒后溢出銅面,不會殘留在銅包剛導體內,因而內部不會出現腐蝕現象。
3、電氣性能更佳:表層為無氧銅,導電性能好,內層為優質碳素鋼,集膚效應原理導電,導磁特性優異。電阻遠低于鋼材、鍍鋅鋼材等常規材料。表層為無氧銅。
4、銅層粘合度高:因為是銅層和鋼的表面是分子的結合,所以粘合度高,在絞合成絞線的時候,銅層都不會遭到破壞,不會出現脫節、翹皮、開裂現象。
5、價格低廉:因其防腐蝕
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