鍍銅鋼系列
合金接地極
鍍錫銅系列
鋅包鋼系列
放熱焊接系列
石墨烯系列
接地五金件關(guān)于銅包鋼材料（打入式鍍銅離子接地極，鍍銅扁鋼，鍍銅鋼絞線）
銅包鋼起源于美國公司COPPERWELD（科普威），網(wǎng)上也能GOOGLE到COPPERPLUS，COPPERHEAD等類似的公司有銅包鋼產(chǎn)品，但COPPERWELD移師中國，以及從TFCAMPHENOL所聽到的傳言，美國的COPPERWELD已生存艱難，賣給FUSHI倒也是個好事情。老牌企業(yè)韓國ILJIN把銅包鋼項目賣給了老客戶SAMATRON，開始專心做光纜方面的產(chǎn)品，而ILKWANG還在高抗拉的艱難中前行。巴西的COPPERSTEEL實在不能滿足當(dāng)?shù)氐男枰?，隨著世界發(fā)達(dá)國家的污染工業(yè)向中國這個生產(chǎn)工廠的轉(zhuǎn)移，在浙江、江蘇兩地萌發(fā)了大批的銅包鋼生產(chǎn)廠家。連同包覆工藝在內(nèi)，現(xiàn)在在我國，銅包鋼的生產(chǎn)基地集中在長三角地區(qū)。
從采用的工藝來看，這些企業(yè)都有差別，高能作為后來人，是在模仿中尋求提高。在粗拉方面，老企業(yè)都采用老的工藝手段，沒有在線清洗的高效率粗拉設(shè)備，在電鍍方面很多是采用傳統(tǒng)工藝，也即氰化預(yù)鍍及硫酸銅/硫酸主鍍，也有公司使用硫酸鎳/硫酸預(yù)鍍?nèi)绯Ｖ萁鹄?，主鍍也有公司使用氟硼酸銅/氟硼酸工藝如張家港友誼，百川嘗試開發(fā)了無氰堿性預(yù)鍍工藝以擺脫氰化污染及政策控制的問題。但無論怎樣，要將銅離子鍍到鐵上去，是一定要阻止鐵與銅離子直接發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。
鐵與銅離子直接發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，是鐵基電鍍銅要解決的最基本問題，我們把這個過程表示為：鐵+銅離子==鐵離子+銅，表達(dá)式為Fe+Cu2+==Fe2++Cu；Fe2+的生成，鐵絲本身提供電子并轉(zhuǎn)化為亞鐵離子意味著鐵絲的溶解，也就是我們所說的爛絲，這個過程形成的置換銅層，不涉及電沉積，結(jié)合非常薄弱。
除了電鍍，前后環(huán)節(jié)都是圍繞拉絲在進(jìn)行，在拉絲的過程可能會需要熱處理。拉絲的控制，簡單來講是圍繞表面質(zhì)量和連續(xù)性兩點在做文章，也就是線要光，線不能斷。而電鍍的控制，重點是環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)間的清洗質(zhì)量，不管它是在線的還是獨立的工藝環(huán)節(jié)。銅包鋼工廠的工藝和技術(shù)，都在這些基本理論上發(fā)展著，追求著更高的效率和利潤率，這是每個企業(yè)的使命。
銅包鋼顧名思義，是銅包著鋼絲，因此是鋼絲外圍包裹銅層的復(fù)合線材，它利用低壓高頻信號的趨膚效應(yīng)，在高頻區(qū)沿表面行走，所以只要銅層厚度達(dá)到一定范圍，某個頻率段的信號就能被確保傳遞。銅起到傳導(dǎo)弱電信號的作用，鋼絲則起到支撐作用。依據(jù)銅包裹到鋼絲的不同方法，主要分為電鍍、包覆、熱鑄/浸以及電鑄。我公司采用的是電鍍工藝，即用電解電池工作原理的電鍍工藝將塊狀銅板“溶解”然后經(jīng)電流引導(dǎo)到覆蓋在鋼絲上。包覆是將銅帶包裹鋼絲，在包裹的接口處用氬弧焊焊接；熱鑄/浸是將銅加熱熔化為液體，鋼絲穿過后帶出銅液然后冷卻凝固；電鑄是電鍍的特殊應(yīng)用，在陰模內(nèi)實現(xiàn)銅的還原聚集，此類工藝尚不多見。
按照強(qiáng)度的不同，同時參照延伸情況，我們將銅包鋼分為：
軟態(tài)A，半硬態(tài)M，硬態(tài)HS，超硬態(tài)EHS
按照功能不同，我們又將銅包鋼分為：
深拉母線，成品線，絞線胚線
在銅包鋼的基礎(chǔ)上，仍可以進(jìn)行不同類別的深加工，包括鍍錫，鍍銀，上漆，以及束絲，成纜，制釘，或者光亮退火編織等。
銅包鋼線作為一種線材，其基本物理性能是我們用眼睛或手或簡單測量能觀察到的性能，包括線徑，表面質(zhì)量，應(yīng)力表現(xiàn)，連續(xù)性和密集排線效果。
1．線徑按照線材類普遍的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，都是控制1%的公差，比如1mm的線，標(biāo)準(zhǔn)公差是0.01mm；
2．表面質(zhì)量主要涉及氧化，擦傷，線徑的均勻度，圓度。
3．氧化是指銅表面的氧化變質(zhì)，銅氧化為氧化銅表現(xiàn)為黑色；
4．擦傷是生產(chǎn)及運(yùn)輸過程對表面的碰撞所造成的傷害，通常直接導(dǎo)致線材發(fā)毛，變形，污染，交叉甚至斷裂；
5．線徑均勻度是指一卷線材從頭到尾的直徑的穩(wěn)定性（通常是拉絲過程模具、排線及設(shè)備本身影響的），如果規(guī)律性出現(xiàn)直徑的波動，我們稱為小波浪，或者竹節(jié)，這在通訊線纜生產(chǎn)中會直接影響成品線的通訊電學(xué)性能。
6．圓度是指一段線材在各個方向測量得到的直徑數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性（通過由模具直接影響），這在通訊線纜生產(chǎn)中也會影響成品線纜的性能，而且線纜圓度在發(fā)泡后被放大，很不美觀。
7．應(yīng)力表現(xiàn)是指一段線材在松弛狀態(tài)表現(xiàn)出的應(yīng)力趨勢，我們稱為彈翹，國外稱為CASTEFFECT或者PIGTAILEFFECT。橫向應(yīng)力表現(xiàn)為成圈的收縮趨勢，縱向應(yīng)力表現(xiàn)為螺旋升高的趨勢；
8．連續(xù)性是指一卷線材從頭到尾在放線過程的連續(xù)程度，如果生產(chǎn)過程接頭多，則放線過程斷裂的幾率就高，這在通訊線纜生產(chǎn)中會導(dǎo)致客戶生產(chǎn)線停頓，廢品增多，材料消耗增多
9．密集排線效果主要涉及排線是否均勻有序，是否壓線，是否在盤邊陷落，這在通訊線纜生產(chǎn)中由于放線阻力增大造成線材斷裂，同樣會導(dǎo)致客戶生產(chǎn)線停頓及廢品增多。
1．歐姆定律和功率公式
歐姆定律是電路的基本公式，表示為：
電壓U
電流=-----------公式為I=---------；這在后面將用于推測電鍍設(shè)備異常，
電阻R
以上公式可以變?yōu)椋弘妷?電流*電阻或者電阻=電壓/電流
功率=電流*電壓公式為P=I*U
以上公式結(jié)合歐姆定律可以變?yōu)椋?/P>
功率=電流*電流*電阻或者功率=電壓*電壓/電阻；這在后面將用于推測電鍍設(shè)備的用電消耗情況。
電壓標(biāo)準(zhǔn)單位是V（伏特），電流標(biāo)準(zhǔn)單位是A（安培），功率標(biāo)準(zhǔn)單位是W（瓦特），電阻標(biāo)準(zhǔn)單位是Ω（歐姆）
2．電阻儀的作用
電子直流電阻儀的工作就是應(yīng)用歐姆定律，對1米長的導(dǎo)體施加一個電壓通電，內(nèi)部有個電流表，可以測出電流的大小，然后換算成電阻用數(shù)字方式顯示出來。這個值我們稱為米電阻，當(dāng)然客戶一般提出的是公里電阻要求，這是1000倍的關(guān)系，實際操作有時候忽略對誤差的矯正。
3．電阻及電阻率
中學(xué)物理提到，一根導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，另外與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的截面積成反比。電阻顧名思義，是對電流阻擋的能力，這與水渠的道理一樣，水渠越長，水流到最后越難；水渠越寬越大，水流得越容易。
公式為：
長度L
電阻=電阻率*--------------或表示為R=ρ----
截面積S
圓面的截面積=圓周率*半徑*半徑或表示為S=π*r*r或者S=1/4*π*D*D
?。―=2r，表示直徑）其中π=3.14159，所以S=0.7854*直徑*直徑；
如上所講的，導(dǎo)體的電阻首先是其本身的性質(zhì)決定的，這個“本身的性質(zhì)”，我們稱為電阻率，符號是ρ；每個導(dǎo)體都有它的電阻率，我們所熟悉的銅的標(biāo)準(zhǔn)電阻率是17.241Ω*mm2/Km，國際上稱為IACS（國際退火軟銅標(biāo)準(zhǔn)）電阻率。
另外，電阻受到溫度的影響，下面會提到。
4．導(dǎo)電率的概念
導(dǎo)電率是一個比值，定義是相對IACS銅標(biāo)準(zhǔn)電阻率的比值，也就是“相當(dāng)于銅導(dǎo)電的能力的百分之多少”的概念。符號是γ，表示為：
銅的電阻率
導(dǎo)電率==--------------------*100%
某材料的電阻率
所以銅的導(dǎo)電率是100%，如果某材料的導(dǎo)電率是50%，說明這個材料的導(dǎo)電性能相當(dāng)于銅的一半。
依據(jù)電阻，電阻率，截面積，長度的關(guān)系，當(dāng)我們知道一個材料的截面積S，長度L，并能測到電阻R的時候，通過公式我們可以算出這個材料的電阻率，然后通過比值可以得到導(dǎo)電率，下面是推算過程：
長度
某材料電阻=某材料電阻率*-----------
截面積
得到：
某材料電阻*截面積
某材料電阻率=----------------------測試的時候長度是1米
長度
銅的電阻率銅的電阻率*1米
某材料導(dǎo)電率=---------------------------=----------------------------
某材料的電阻率某材料電阻*截面積
其中，截面積是圓形，上面講到是0.7854*直徑*直徑，這就是為什么有我們平時使用的計算公式：
導(dǎo)電率=0.017241÷0.7854÷直徑÷直徑÷米電阻
5．溫度如何影響電阻
上面講到，溫度對電阻會有影響，溫度越高，電阻越大，反之越小。為了統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)，國際上通行20℃時的電阻或電阻率或?qū)щ娐?。參照ASTM美國標(biāo)準(zhǔn)，實驗結(jié)果表明，銅包鋼電阻受溫度影響的系數(shù)為0.0038/℃，這個系數(shù)的使用是為了矯正實驗環(huán)境下測得的結(jié)果。
比如現(xiàn)在實驗室溫度是28℃，那么測到的電阻，假設(shè)是72歐姆，肯定比20℃時候的大，因為溫度高了，所以電阻也高了。那么20℃時到底多少，我們要讓72變小，就是除以一個大于1的數(shù)字，28℃是高出了8度，所以影響系數(shù)是0.0038*8=0.0304，原本是1，現(xiàn)在變?yōu)?+0.0304=1.0304，這就是轉(zhuǎn)換系數(shù)，那么可以算出，28℃時的72歐姆，相當(dāng)于20℃時的72/1.0304=69.88歐姆，所以：
假設(shè)A溫度下，電阻是R，而20度下電阻是r，那么R=r*[1+(A-20)*0.0038]
我們依據(jù)影響系數(shù)0.0038/℃專門列出了常見溫度的溫度系數(shù)表，就是為了方便計算，將溫度系數(shù)也放入到導(dǎo)電率公式，就得到最終的：
導(dǎo)電率=0.017241÷0.7854÷直徑÷直徑÷米電阻÷溫度系數(shù)
并聯(lián)電路的電阻公式為：
分電阻1*分電阻2R1*R2
并聯(lián)電阻=---------------------------表示為R=--------------
分電阻1+分電阻2R1+R2
分電阻銅管電阻R1=銅電阻率ρ銅*L/S銅，表示為R1=ρc*L/Sc
分電阻鋼芯電阻R2=鋼電阻率ρ鋼*L/S鋼，表示為R2=ρs*L/Ss
假設(shè)銅所占面積比為Ac，銅包鋼截面積為Scs，則Sc=Ac*Scs；Ss=(1-Ac)Scs
代入公式得到：
ρc*Lρs*L
----------*------------
Ac*Scs(1-Ac)Scs
R=---------------------------------
ρc*Lρs*L
----------+------------
Ac*Scs(1-Ac)Scs
簡化以上公式得到銅包鋼并聯(lián)導(dǎo)體的總電阻：
ρc
R=----------------------------------*L
[Ac+(1-Ac)*ρc/ρs]*Scs
此外根據(jù)電阻公式又能有：
R=ρcs*L/Scs
ρc
因此ρcs=----------------------------
Ac+(1-Ac)*ρc/ρs
再根據(jù)導(dǎo)電率定義，
令γcs=ρc/ρcs
令γcs=ρc/ρs
簡化上述公式得到我們最關(guān)鍵的公式之一：
即γcs=Ac+(1-Ac)*γs；或者是Ac=(γcs-γs)/(1-γs)
也就是說，銅包鋼的導(dǎo)電率由鋼芯導(dǎo)電率γs和截面上銅層所占面積比Ac決定，而且不是正比例關(guān)系。
本段是銅包鋼性能中最重要的部分，因為電學(xué)性能決定了銅包鋼在通訊線纜中的表現(xiàn)。當(dāng)我們確定了一種鋼芯材料后，需要達(dá)到客戶所要求的導(dǎo)電率要求，首先轉(zhuǎn)化的就是Ac，依據(jù)Ac將衍生出更多的技術(shù)參數(shù)，包括銅含量，電鍍參數(shù)，銅層厚度，強(qiáng)度分配，鍍前鍍后直徑變化或者脫銅實驗的脫前脫后的直徑變化等，這些都是圍繞Ac在進(jìn)行著計算。
A．銅含量（質(zhì)量比）Mc
物理學(xué)上有一個關(guān)于密度的基本概念，物質(zhì)的重量=密度*體積
鋼有鋼的密度，銅有銅的密度，假設(shè)有根銅包鋼導(dǎo)體長度為L，截面積為Scs，銅的面積比為Ac，那么銅的體積是Scs*Ac*L，銅密度為Ρc
鋼的面積比為(1-Ac)，那么鋼的體積是Scs*(1-Ac)*L，鋼密度為Ρs
銅的重量Ρc*Scs*Ac*L
Mc=-------------------=--------------------------------------------------------
銅包鋼的重量Ρc*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*L
Ac
Mc=----------------------------------
Ac+Ρs/Ρc(1-Ac)
從書上或者網(wǎng)上可以查到銅和鋼的密度，得到Ρs/Ρc的比值大約是0.8775
B．銅層厚度
銅層厚度=（銅包鋼的直徑-鋼芯的直徑）÷2
如果已知銅包鋼的直徑，導(dǎo)電率和鋼芯的選材，那么Ac已經(jīng)可以算出來，那么鋼芯直徑是多少呢？
銅包鋼面積-鋼芯面積
Ac=----------------------------
銅包鋼面積
設(shè)銅包鋼直徑為Dcs，鋼芯直徑為Ds，則：
0.7854*Dcs*Dcs–0.7854*Ds*DsDs*Ds
Ac=-------------------------------------------=1----------------
0.7854*Dcs*DcsDcs*Dcs
Ds=Dcs*√（1-Ac）
因此銅層厚度=[Dcs-Dcs*√（1-Ac）]÷2
同樣根據(jù)這個計算，可以應(yīng)用在實戰(zhàn)中，得知在脫銅實驗中脫去銅的鋼芯的直徑應(yīng)該是多少，核對實際測得的值，也就是上面計算得出的Ds值，以作為質(zhì)量情況的一個判斷標(biāo)準(zhǔn)。
C．銅包鋼密度
A中講到，銅包鋼的重量=Ρcs*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*L；那么
銅包鋼重量Ρc*Scs*Ac*L+Ρs*Scs*(1-Ac)*L
銅包鋼的綜合密度=------------------=---------------------------------------------
銅包鋼體積Scs*L
簡化得到銅包鋼密度Ρcs=Ρc*Ac+Ρs*(1-Ac)
D．銅包鋼公里重量
公里重量顧名思義是每公里銅包鋼線的重量。上述C中已經(jīng)闡述了復(fù)合材料的密度計算方法，A中也已經(jīng)講到了密度重量體積的關(guān)系，如果現(xiàn)在有一個品種的銅包鋼，直徑是1.02mm，密度正是8.15g/cm3，那么每公里的重量實際就是個圓柱體的體積計算問題，唯一要注意的是單位的統(tǒng)一，因為密度的單位是g/cm3。
每公里的重量(單位克/g)=密度(g/cm3)*每公里的體積(cm3)=8.15g/cm3*1.02mm*0.1cm/mm*1.02mm*0.1cm/mm*0.7854*1000*100cm
這個公式中0.1cm/mm*0.1cm/mm*100cm正好等于1；1000正好是轉(zhuǎn)化為Kg，因此簡化公式為：
每公里的千克重量值=密度*0.7854*直徑*直徑
E．鍍前鍍后直徑變化
這項應(yīng)用是B中所描述的反過程計算，只要變換這個公式：
Ds=Dcs*√（1-Ac）得到
Dcs=Ds/√（1-Ac）即可
這項應(yīng)用，是用于電鍍過程，判斷電鍍后的半成品是否已經(jīng)基本達(dá)到要求。如果進(jìn)線是2.2mm，要達(dá)到某個導(dǎo)電率或者說上銅的面積比例，那么鍍好了之后出來就應(yīng)該達(dá)到某個直徑，如果提前算出這個直徑Dcs，就可以在生產(chǎn)過程通過暫時停機(jī)，用千分尺測量半成品線徑協(xié)助判斷是否基本合格。
F．電鍍參數(shù)及強(qiáng)度分配在后文詳細(xì)闡述
1．破斷拉力
破斷拉力是指將一段線材拉斷時最少應(yīng)該使用的拉力大小，實際操作中可以直接在抗拉儀上數(shù)字顯示出來。標(biāo)準(zhǔn)單位為N（牛頓），也有表示成為公斤力（Kgs），甚至有表示成英制的英磅（lb），這之間的關(guān)系是1kgs=9.8N；1lb=0.45359kg在最后會給出常用的各類單位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
2．抗拉強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度是壓強(qiáng)的概念，符號δ。我們知道，壓強(qiáng)=壓力/截面積，因此，線材的抗拉強(qiáng)度=破斷拉力/線材的截面積，標(biāo)準(zhǔn)單位為N/mm2，也有表示成為Kgs/mm2，甚至lb/in2或者M(jìn)pa/psi等，這在最后也會給出轉(zhuǎn)換關(guān)系。
無論無何轉(zhuǎn)換，我國所熟悉的是N/mm2的表達(dá)方法，這個指標(biāo)顯示的是線材承受拉力的能力，我們有時候表達(dá)為硬度，有多硬，雖然不夠準(zhǔn)確，但能體現(xiàn)出大概的意思。比如1.02mm的線材破斷拉力是600N，則抗拉強(qiáng)度=600/0.7854/1.02/1.02=734N/mm2
3．延伸率
延伸率是線材在拉斷時的伸長比例，比如原來長度是1米，拉斷后的兩段加起來總長度為1.03米，那么伸長了1.03-1=0.03米，伸長的比例就等于0.03/1=3%，延伸率是表示線材柔軟可變形的程度大小的指標(biāo)。國際標(biāo)準(zhǔn)中硬線通行指標(biāo)為1%。
4．抗扭轉(zhuǎn)
前面三項指標(biāo)實際都是沿線的軸方向的性能表現(xiàn)，而抗扭轉(zhuǎn)是垂直軸方向的截面上的性能表現(xiàn)。在壓力扭曲之下，線在截面方向變形，最后斷裂，這個過程所用的最小的力和扭轉(zhuǎn)的圈數(shù)，表示出線的韌性和結(jié)構(gòu)力。國際標(biāo)準(zhǔn)一般要求將長度等于100倍直徑的試樣在轉(zhuǎn)速15rpm的情況下扭轉(zhuǎn)次數(shù)要達(dá)到20次以上。
5．纏繞實驗
纏繞實驗是將直徑為D的線材纏繞在同樣直徑為D的圓柱體上，纏繞10圈以上后所觀察到的表面的變化。由于D相同，在車間我們將銅包鋼繞在同一段銅包鋼上。纏繞實驗沒有列入基本物理性能范疇，因為它實際是靠強(qiáng)迫外側(cè)面兩倍拉伸后觀察到的結(jié)果，這個實驗的意義在于檢驗時候銅層會翹皮，裂開甚至剝落，常被用在電鍍半成品檢測環(huán)節(jié)。
按照前述分類，銅包鋼的國際標(biāo)準(zhǔn)主要是ASTM美標(biāo)和BS英標(biāo)兩類，我公司搜集的包括ASTMB227B228B229B452B869以及BS4087，其中B227針對電話線，B228和B229分別是絞線和復(fù)合絞線，B452是電子用途，B869是CATV專用標(biāo)準(zhǔn)，而BS4087則是英國的電話線標(biāo)準(zhǔn)。
由于缺乏國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，所以國際標(biāo)準(zhǔn)煩瑣的地方就只是單位之間的轉(zhuǎn)換。比如國外表達(dá)線徑用的是線規(guī)，標(biāo)記為AWG或者BWG，SWG，目前更通用的是AWG美國線規(guī)，像用于有線電視同軸電纜中心導(dǎo)體的通常是AWG14/AWG18/AWG20也就是1.628mm/1.024mm/0.813mm，當(dāng)然在國際標(biāo)準(zhǔn)中，一般附帶了直徑等同于多少英寸(inch)，根據(jù)單位轉(zhuǎn)換也可以得到直徑的具體值。
在標(biāo)準(zhǔn)中，出現(xiàn)一些簡寫字母，比如A（退火軟態(tài)），HS（高抗拉），EHS（超高抗拉），這是對銅包鋼狀態(tài)的分類。閱讀銅包鋼標(biāo)準(zhǔn)，我們可以概括出標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)：使用范圍，涉及的參考文件，確定定單需要提出的要求，直徑及公差，抗拉強(qiáng)度，延伸率，電阻率及電阻，接頭要求，銅層厚度，檢驗方法，合格證和包裝；這些也都是我們銷售和生產(chǎn)圍繞的主要問題。
國際標(biāo)準(zhǔn)中主要涉及的單位轉(zhuǎn)換為：
長度單位：
1米=10分米=100厘米=1000毫米=10,000忽米=100,000絲米=1000,000微米=1,000,000納米
1碼(yard)=3英尺(foot)=36英寸(inch)
1英里(mile)=1760碼(yard)=1609米(m)
1英寸(inch)=25.4毫米(mm)
1inch=1000mil
面積單位：
1inch2=645.16mm2；cmil=circularmil=mil2
重量單位：
1噸=1000千克(kg)=1,000,000克(g)；1鎊(lb)=16盎司(oz)=0.45359千克(kg)
力學(xué)單位：
1kgs=9.8N；1kgs/mm2=9.8N/mm2
1N/mm2=1Mpa=1000Kpa；1PSI=6.9Kpa
綜合單位：
1Ω/1000ft=3.281Ω/km；1lb/1000ft=1.48816/km
我們簡單地認(rèn)為，無應(yīng)力原始狀態(tài)鋼絲內(nèi)部的鐵原子晶體結(jié)構(gòu)如同一個個的乒乓球，經(jīng)過拉拔變形后變?yōu)樾〉闹鶢罾w維，如同一個個的圓柱體，這個過程屬于塑性加工，對金屬的擠壓將導(dǎo)致加工硬化，即引起金屬的抗拉強(qiáng)度增加。
有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，原始狀態(tài)的鋼絲通過拉拔形變發(fā)生的形變量，與抗拉強(qiáng)度的變化有一定的增函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過南通鋼絲行業(yè)的同行的指點，也通過我公司內(nèi)部若干次實驗，我們總結(jié)認(rèn)為，鋼絲拉拔形變的原理可以用公式描述為：
?。吻暗闹睆嚼魏蟮膹?qiáng)度
√------------------=-------------------------
拉拔后的直徑拉拔前的強(qiáng)度
這是個經(jīng)驗公式，對于我們的鋼芯選材起到根本性的指導(dǎo)意義。
鋼絲的彈性形變，是指在非斷裂情況下通過形變向拉力屈服，如同彈簧一樣。彈性形變基本符合胡克定律，即拉力=彈性系數(shù)*形變量，表示為f=k*x。
在彎曲或者斷裂之前，普通金屬都能發(fā)生彈性形變，極限拉力就是破斷拉力。
所以銅管與鋼芯兩者結(jié)合起來，相當(dāng)于兩根不同的彈簧捆綁在一起，由于兩者相互結(jié)合，在一個拉力之下，不可能發(fā)生彎曲，他們的形變是同步的，基于這一點，在第八章中將涉及到強(qiáng)度的加法理論。
通過計算發(fā)現(xiàn)，銅包鋼的如下三個指標(biāo)都符合加法原則：
1．導(dǎo)電率加法
這是之前所得出的公式γcs=Ac+(1-Ac)*γs，變化一下發(fā)現(xiàn)：γcs=Ac*100%+(1-Ac)*γs=γcs=Ac*γc+(1-Ac)*γs，表述成中文就是：銅包鋼的導(dǎo)電率=銅的導(dǎo)電率*銅的面積比+鋼的導(dǎo)電率*鋼的面積比
2．強(qiáng)度加法
第七章中講到同步形變，比如鋼的彈性形變系數(shù)為K，銅的形變系數(shù)為k，同步變形量為x，那么鋼所承載的拉力F=Kx，銅所承載的拉力f=kx，拉力的比是K：k，也就是說施加的力是按照兩個人的承受能力來分配的，俗話說能者多勞。如果不按K：k來分配，那么x就不相等，也就不是同步形變，非同步形變的捆綁彈性體，就意味著向某個方向彎曲變形，這是很簡單的道理。
假如某個狀態(tài)鋼芯強(qiáng)度為δs，銅的強(qiáng)度為δc，銅的面積比為Ac，那么
總的拉力δs*（1-Ac）*S+δc*Ac*S
總的強(qiáng)度=----------------=---------------------------------------=δs*（1-Ac）+δc*Ac
總的面積S
表述成中文就是：銅包鋼的強(qiáng)度=銅的強(qiáng)度*銅的面積比+鋼的強(qiáng)度*鋼的面積比
3．密度加法
上面已經(jīng)推算出銅包鋼密度Ρcs=Ρc*Ac+Ρs*(1-Ac)，表述成中文就是：銅包鋼的密度=銅的密度*銅的面積比+鋼的密度*鋼的面積比
對比這三個加法，可以歸納成貢獻(xiàn)比，也還是圍繞Ac做出的文章。
電鍍實際是化學(xué)中的電解池，可以理解為在電力的驅(qū)動下，正極從銅板抽取電子，然后先像水泵一樣把電子打到鋼絲表面。
銅板失去電子成為銅離子，離子可以在溶液中呈現(xiàn)游離態(tài)，如蝌蚪游泳。在鋼絲表面，富集了大量電子，溶液與鋼絲接觸的表面的銅離子很快就得到電子，還原成銅原子“跑”到鋼絲表面形成鍍層。
離子狀態(tài)的銅在溶液中是藍(lán)色的，而原子狀態(tài)的銅在陽光下是亮金黃色。
溶液與鋼絲接觸的最緊密的一層，稱為擴(kuò)散層，是一個靠濃度傳遞的接觸層，可以想象，在這個接觸層，銅離子拼命地想游到鋼絲表面得到電子，如果銅離子跟不上供給，那么水中的H+也會得到電子生成氫氣，生成氫氣的過程屬于副反應(yīng)，生成銅的屬于正反應(yīng)，正反應(yīng)的比例我們稱為電流效率；能否來得及供給實際上反映的是電子流速，我們稱為極限電流密度。
下面再講幾個基本概念：
A．銅離子活度：由溶液中的所有離子的濃度以及銅離子濃度決定，增函數(shù)；
B．銅電極電位：由銅離子活度和溫度決定，增函數(shù)，決定電鍍工作電壓；
C．極限電流密度：與銅離子的擴(kuò)散系數(shù)，銅離子的濃度成正比，與擴(kuò)散層的厚度成反比
從這幾個概念可以看出，銅離子濃度越高應(yīng)該是活度越高，但是電位也越高。溫度越高，電位也是越高，擴(kuò)散層厚度越大，電流密度越小；
上面提到的擴(kuò)散層，對于電流密度有著重要意義，由于電流密度和設(shè)備的設(shè)計決定實際生產(chǎn)時的最大電流，最后決定產(chǎn)量，所以擴(kuò)散層對產(chǎn)能問題有著直接影響。
有文獻(xiàn)稱極限電流密度狀況下是能斯特擴(kuò)散層模型，我們可以想象，比如在某濃度的銅離子中，從本體溶液到離鋼絲表面的這段距離內(nèi)，本體濃度為C，越向鋼絲，濃度呈現(xiàn)線性下降趨勢，一直到鋼絲表面濃度為0，這段距離很短，可以假定在這個流體層是靜止的，在超過這個距離，濃度可以被認(rèn)為就是和本體一樣，都是C，銅離子必須通過穿越這個擴(kuò)散層才能到達(dá)鋼絲表面。
在極限電流密度的能斯特擴(kuò)散區(qū)，銅離子一到達(dá)鋼絲表面就減少，迅速變成銅原子固體，這個時候接觸表面濃度就是0，沉積反應(yīng)的速率由銅離子到鋼絲表面的運(yùn)輸速度決定。
如果鋼絲上施加比這個時候的極限電流更大的電流，那么在鋼絲表面電位就發(fā)生進(jìn)一步變化，也就導(dǎo)致上面所說的其他比如的H+還原。
在開篇的時候我們提到，鋼鐵直接暴露在酸銅溶液中，不用施加電位就會發(fā)生置換反應(yīng)，所以在厚鍍銅的要求下，需要對鋼絲進(jìn)行保護(hù)，在鋼絲不腐爛的情況下使鋼絲表面鍍一層比銅更不活躍或者相同活躍的金屬，使他們不發(fā)生置換反應(yīng)，而發(fā)生致密的電沉積。
初中化學(xué)講到，金屬的活動性順序為：
鉀-鈣-鈉-鎂-鋁-鋅-鐵-錫-鉛-（氫）-銅-汞-銀-鉑-金；另外鎳也是非活潑金屬，由于比銅懶惰的金屬都是貴金屬，會導(dǎo)致生產(chǎn)成本加大，所以我們采用了預(yù)鍍銅工藝，使用的媒介是傳統(tǒng)的NaCN/CuCN溶液。
由于在氰化溶液中多種絡(luò)合物，使沉積電位大幅度負(fù)移，這就避免了鋼絲基底上生成置換銅層，簡單理解是，這個溶液把鋼絲保護(hù)起來，不會讓鋼絲與銅離子發(fā)生反應(yīng)，否則就會生成“虛銅”。
包括當(dāng)前改進(jìn)的以KOH濃度185g/L以及CuSO4濃度45g/L為基底的無氰電鍍工藝，也必然是需要靠電位控制才能保障電鍍效果的工藝方法。
前文講到了歐姆定律和功率公式，在我們實際生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到這兩個公式來判斷電鍍機(jī)的狀況。
電阻=電壓/電流，電鍍的生產(chǎn)需要確定的是電流，這在后文將會闡述。為了控制穩(wěn)定的電流，而整個電鍍電路的電阻是可變的，因此電壓需求跟著變動。
那么整個電鍍電路的電阻由哪些方面組成？首先這是個串聯(lián)電路，電阻是由各個部分累加起來的。其次看這個串聯(lián)電路的組成部分，從整流器正極出來，流經(jīng)銅條導(dǎo)體，再經(jīng)過銅條框架，連接到鈦牌，鈦牌與銅板接觸，銅板與溶液接觸，溶液再與鋼絲接觸，鋼絲連到不銹鋼滾筒，滾筒側(cè)面連接碳刷，碳刷與銅環(huán)連接，銅環(huán)連接到銅條，最后到達(dá)負(fù)極。
該線路中任何一個點發(fā)生接觸不良，或者狀況異常，都將引發(fā)電壓升高。由于全電路要控制穩(wěn)定的電流，所以線路功率按照公式P=I*I*R，可以知道功率是增加的，線路功率的表現(xiàn)就是發(fā)熱，特別是銅條上，銅條占據(jù)了大部分線路，如果在某個電流發(fā)熱得更厲害了，說明整個線路電阻出現(xiàn)了異常，應(yīng)該仔細(xì)檢查。
另外一個可以應(yīng)用的方面是估算電鍍環(huán)節(jié)的用電成本。
電鍍機(jī)工作的電壓是可以從顯示儀表讀出來的，工作電流也是可以讀出來的，因此電鍍環(huán)節(jié)的功率=U*I，24小時的用電量就可以算出來。此外根據(jù)電流和上銅量，可以粗略估算24小時的產(chǎn)量（后面詳細(xì)闡述），大概是I/36/Mc，那么無論如何變換材料，變換導(dǎo)電率，如果都參照相同的工作電流，比如4000A，溶液狀況認(rèn)為不變，則電壓也是不變的，功率是不變的，那么就可以估算不同品種的用電量。
電鍍機(jī)器除了主鍍的電鍍環(huán)節(jié)可變性較大以外，其他組成的輔助設(shè)備在正常工作的情況下幾乎不存在功率變動，因此可以認(rèn)為是不變成本。
目前的鐵絲生產(chǎn)工藝流程為：
1．在線機(jī)械剝殼
橫向與縱向輪子的配合使用，使進(jìn)線的盤條經(jīng)過大幅度折彎，這樣在表面的鱗狀銹斑就在來回的扭曲之下剝離，脫落在地。
2．在線電解酸洗
經(jīng)過機(jī)械剝殼的盤條進(jìn)入酸洗槽，槽分為多格間隔，與小型整流器連接，槽中為鉛板，通過交叉連接，盤條經(jīng)過酸洗槽時實際是在變換陰陽極，實現(xiàn)陰極電解酸洗和陽極電解酸洗的交替，能達(dá)到更好的酸洗效果，且不會發(fā)生氫脆。酸采用硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度20-30%，波美表18-25度，電流40-100A，一般取50A左右，進(jìn)線粗一點的可以選擇大一點的電流。
3．在線清洗
在線清洗的目的是去除殘留在盤條表面的硫酸
4．在線涂硼砂
一般認(rèn)為，硼砂的作用一是潤滑二是粘性，其中潤滑包括硼砂潤滑性本身以及填補(bǔ)盤條表面彌補(bǔ)清洗不足使表面更光滑。硼砂在高溫下溶解于水，清潔的盤條經(jīng)過硼砂溶液則在表面沾染上硼砂溶液，為進(jìn)入下一道做準(zhǔn)備
5．在線加熱烘干
由于滑輪式連續(xù)拉絲也是干拉機(jī)器，使用的是拉絲粉，因此在真正進(jìn)入拉絲環(huán)節(jié)之前應(yīng)對盤條進(jìn)行烘干，高溫烘箱使硼砂在加熱后更好地沾在盤條表面。從最初的盤條到這里，都是粗拉的前處理，前處理的質(zhì)量直接影響到拉絲，進(jìn)而影響到電鍍的質(zhì)量，所以非常重要。
6．存儲式多頭滑輪式連續(xù)拉絲機(jī)拉拔
存儲式多頭滑輪式連續(xù)拉絲機(jī)對于拉拔配模沒有太大的要求，因為每道都有一個儲存一定量絲的輪轂，操作工可以根據(jù)當(dāng)時的情況及時調(diào)整各個輪子的轉(zhuǎn)速而不會斷線。這道環(huán)節(jié)往往因前道的問題而出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量表現(xiàn)，比如絲發(fā)毛或斷線。鋼絲發(fā)毛除了線路摩擦外，主要是酸洗，涂硼砂和模具三大因素導(dǎo)致。
7．象鼻式/吊鉤收線，成卷
傳統(tǒng)使用吊鉤收線，象鼻式收線為高速拉絲提供了保障，但也應(yīng)密切關(guān)注，防止線過度集中未能及時落下，或落下成圈混亂。
8．熱處理
熱處理是通過溫度變化讓鋼絲內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生本質(zhì)變化，不同成分的鋼絲在不同的溫度有結(jié)構(gòu)臨界點，國內(nèi)的工廠普遍都是在抄襲他人的數(shù)據(jù)然后微調(diào)。我們一般涉及到的是三類熱處理，一類是回火，不改變機(jī)械性質(zhì)，可以緩解拉絲導(dǎo)致的鋼絲內(nèi)部疲勞，利于進(jìn)一步拉拔；一類是退火，改變?nèi)趸瘷C(jī)械性質(zhì)的熱處理，還有一類是淬火，是改變加強(qiáng)機(jī)械性質(zhì)的熱處理。淬火通常在高碳鋼領(lǐng)域使用，比如使低一級別含碳量的鋼絲通過鉛淬火達(dá)到更高一級的抗拉強(qiáng)度。
常規(guī)而言，銅包鋼領(lǐng)域所涉及的熱處理主要是：
1.中溫回火，加熱時間1.5-2.5小時，保溫時間3-5小時，溫度400-550度，這項熱處理被用于對M6拉拔高強(qiáng)度銅包鋼時使用。
2.退火，恒溫700-780度，時間6-10小時，隨爐冷卻12小時，到300度以下可以出爐，也有將冷卻時間延長的，冷卻時間延長是為了讓結(jié)構(gòu)體更好的融合，使延伸更佳。
3.管道退火，790-500度管道遞減溫區(qū)，出口為200度烘干，用于細(xì)線的連續(xù)退火，管道退火設(shè)備一般同時設(shè)計有在線熱浸鍍錫工序。
目前的電鍍過程生產(chǎn)工藝流程為：
1．浸蝕（酸洗）
除去鋼鐵絲表面的銹，成分主要為氧化亞鐵，氧化鐵以及四氧化三鐵。如果是經(jīng)過高溫處理過的，一般四氧化三鐵相對較多，酸的強(qiáng)度需要高一點才能有效處理。我公司使用鹽酸進(jìn)行酸洗，正常濃度為15%左右，配比是剛買回來的鹽酸與水按1：1.5混合，濃一點是1：1；差一點的鹽酸為黃綠色，純一點的鹽酸無色。
酸洗過程不斷消耗鹽酸，生成氯化亞鐵和氯化鐵，分別是淺綠色和黃綠色溶液。此外鹽酸也能起到輕微的除油功能。另外應(yīng)該注意的是，鹽酸如果在除去銹的同時接觸到鋼絲基體，同樣能與鋼絲發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣，如果過量反應(yīng)，將形成氫脆。氫脆是溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應(yīng)力集中,超過鋼的強(qiáng)度極限,在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，這將直接嚴(yán)重影響后續(xù)的銅包鋼拉拔。
2．清洗
這一步的清洗主要是除去鋼絲酸洗過程殘留在表面的液體，為下一步清洗做準(zhǔn)備。殘留液體主要是鹽酸，氯化亞鐵和氯化鐵。殘留液體更換不及時將導(dǎo)致大量鐵類離子沾在鐵絲表面，導(dǎo)致一進(jìn)入堿洗就表面形成黃色物質(zhì)。
3．除油（堿洗）
經(jīng)過上一步清洗，殘留的鹽酸，氯化亞鐵和氯化鐵基本被清除，但仍會有少量帶入堿液氫氧化鈉，生成沉淀，另外一方面是堿被帶進(jìn)來的鹽酸中和掉。堿洗的作用是讓油脂類與堿發(fā)生皂化反應(yīng)，生成溶解于水的物質(zhì)。所以堿不斷地被消耗，沉淀不斷地增加。
4．磷化洗
除去銹蝕和油膩之后，鋼絲表面已經(jīng)非常光潔，但混合物質(zhì)實際還是比較多的，主要是皂化反應(yīng)后的多鏈脂肪酸鈉，磷化洗所用的磷酸鈉溶液提高了鋼絲表面的水洗性能，更有效地清理表面的雜質(zhì)，同時我們認(rèn)為磷酸鈉溶液能為鋼絲提供良好的保護(hù)效果，形成中性水膜防止在空氣中氧化。
5．電子酸洗
電子酸洗采用稀硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度大約8%，用濃硫酸按1：10兌水混合，通電，陽極為鉛板，陰極為鋼絲，滾鍍，實質(zhì)是電解質(zhì)為硫酸的電解反應(yīng)，在陽極生成氧氣，在陰極生成大量氫氣，氫氣氣泡從空隙噴涌而出，有人稱這個為“爆炸清洗”，在氣體的迅速沖擊之下，徹底地去除鋼絲表面最后仍殘留的物質(zhì)，為預(yù)鍍打下良好的表面基礎(chǔ)。電子酸洗不能過于猛烈，否則也可能埋下氫脆的隱患，如果電解硫酸濃度不夠，則會影響爆炸清洗的效果。當(dāng)溶液顏色很綠很黃的時候，往往是硫酸濃度過低的時候，則需要考慮將亞鐵和鐵離子去除以及添加硫酸。
6．多道清洗
此處的多道清洗，是為了清除電子酸洗殘留的液體包括稀硫酸和硫酸亞鐵以及硫酸鐵。預(yù)鍍?nèi)芤菏菈A性的，所以不能讓酸液帶入到預(yù)鍍液中去。另外亞鐵和鐵離子都能與氰根離子發(fā)生反應(yīng)生成更復(fù)雜的物質(zhì)粘在鋼絲表面，甚至污染溶液。此處多道清洗不僅包括水沖洗，還包括棉布在壓力狀態(tài)下的擦洗。
7．預(yù)鍍
預(yù)鍍，又稱閃鍍，是快速地在鋼絲表面鍍上一層薄的銅層，有效地保護(hù)鋼絲基體，預(yù)鍍?nèi)芤簽閯《镜那杌c/氰化亞銅混合溶液，鋼絲仍然是滾鍍。此過程非常關(guān)鍵，因為銅包鋼一共就兩個結(jié)合點，一是預(yù)鍍層與鋼絲基體的結(jié)合點，再一是預(yù)鍍層與主鍍層的結(jié)合點，兩個結(jié)合點一定要清洗干凈，而且預(yù)鍍層質(zhì)量須狀態(tài)良好，鑒于此，我們可以理解，進(jìn)出預(yù)鍍的清洗環(huán)節(jié)很重要，而且預(yù)鍍環(huán)節(jié)的溶液濃度控制也很重要。
8．多道清洗
此處的多道清洗，是為了清除預(yù)鍍槽出來后殘留的液體，主要是堿性的預(yù)鍍混合溶液，堿性鍍液在產(chǎn)品表面形成一層致密的堿膜，會妨礙進(jìn)一步的增厚電鍍，因此這里的多道清洗不僅包括水沖洗，還包括棉布在壓力狀態(tài)下的擦洗，特別在這里不能省略棉布的壓力擦洗。
9．活化
活化使用稀硫酸，但濃度不能超過主鍍?nèi)芤豪锏牧蛩釢舛?。我公司對于活化目前沒有形成成熟意見。筆者認(rèn)為活化的硫酸在理論上是有必要的。如果從預(yù)鍍出來的帶有薄銅層的鋼絲能被清水和夾緊的棉布有效地清除表面，那么在從預(yù)鍍到主鍍之間，唯一可能發(fā)生的就是銅的干燥和氧化，另外酸對銅表面的活化有書本可查。實踐表明，活化環(huán)節(jié)去除后也并沒有造成不良后果，所以筆者認(rèn)為不是關(guān)鍵因素。
10．正鍍
正鍍采用的是傳統(tǒng)的酸銅電鍍工藝，前道環(huán)節(jié)都得到確保的情況下，正鍍將變得非常輕松。正鍍的關(guān)鍵性體現(xiàn)在銅包鋼最終質(zhì)量的控制上，特別是導(dǎo)電率，真正厚度的銅層是在這個環(huán)節(jié)實現(xiàn)的，所以要通過準(zhǔn)確的計算和不斷的檢查控制住質(zhì)量，另一方面也是有效地節(jié)約成本。正鍍在操作上的困難以往發(fā)生在旋轉(zhuǎn)排線上，通過將放線調(diào)整為滾動放線，有望得到徹底改善，因為鋼絲在設(shè)備中展開方向是一致的，就有效地緩解了鋼線本身的殘留應(yīng)力。
11．鍍后清洗
鍍后的清洗用略帶堿性的肥皂液是為了中和酸性的主鍍液，否則殘留在半成品銅包鋼的酸性主鍍液暴露在空氣中將形成微型電解池，加速銅的氧化導(dǎo)致發(fā)黑。氧化的半成品在后續(xù)拉拔時仍會殘留氧化斑在成品表面，嚴(yán)重影響表面質(zhì)量。
12．加熱烘干
加熱烘干是為了強(qiáng)化表面保護(hù)的效果，將水溶液最后去除，使銅層能夠在干燥的環(huán)境下得到保存，特別是在夏天，加熱烘干的作用特別明顯。
13．收線
我公司原來采用100公斤塑料盤收線，隨著客戶要求的提高，為了減少大盤包裝中接頭的數(shù)量，現(xiàn)在已經(jīng)改進(jìn)為500公斤鐵盤收線，收線的排線質(zhì)量同樣影響在本公司后續(xù)拉拔時的效率，因此現(xiàn)場操作也應(yīng)該對排線特別注意。
14．拉絲機(jī)拉拔
拉拔過程是通過拉絲機(jī)牽引，將鍍完的半成品線經(jīng)過數(shù)道模具拉拔達(dá)變形到最終要求的線徑。目前我公司的拉絲機(jī)拉拔能力不統(tǒng)一，收線能力也不統(tǒng)一，生產(chǎn)主管應(yīng)該對拉絲機(jī)的性能有充分了解，拉絲機(jī)的總體產(chǎn)能也缺乏有效評估。
15．最終收線
按照客戶定單的包裝要求，我們將不同的鐵盤或木盤裝到拉絲機(jī)的收線設(shè)備上，完成排線、收線，到達(dá)一定重量后下盤進(jìn)入包裝流程
16．包裝
包裝主要是內(nèi)包，外包和固定。內(nèi)包應(yīng)使用薄塑料膜保護(hù)，外包使用蛇皮袋、硬紙板甚至木條包圍，最后使用木托架，鐵支架等固定，用鋼鐵打包帶捆綁。在包裝盤的明顯位置標(biāo)貼麥頭、檢測報告等客戶要求的內(nèi)容。
電鍍參數(shù)的目的是實現(xiàn)上銅重量比的控制，要弄懂電鍍參數(shù)首先要理解與電鍍相關(guān)的幾個重要概念及公式：
1．法拉第定律
法拉第定律的電鍍計算的最根本，公式為電鍍銅的重量=銅的電化當(dāng)量*工作電流*工作時間*電流效率，表達(dá)為m=Q*I*t*η
電化當(dāng)量表示的是一庫侖電子所產(chǎn)生或消耗的以克為單位的重量，銅的電化當(dāng)量Q=63.55/2/96487=3.293*10-4g*C-1
2．電流密度
之前提到極限電流密度的概念，電流密度表達(dá)的意思是在單位面積上分布的電流的密度，所以電流密度=總工作電流/總工作表面積，表達(dá)為ASD=I/S，電流單位為A，表面積單位為平方分米dm2，ASD的單位寫為asd，表示每平方分米多少安培。由于法拉第定律涉及電流和電流效率參數(shù)，所以必須考慮電流密度是否超過極限電流密度，如果超過將影響電流效率的值。
3．轉(zhuǎn)速采集
轉(zhuǎn)速采集是滾鍍中牽涉的有關(guān)角速度值的特殊采集過程，不像掛鍍，掛鍍從進(jìn)入溶液到出溶液的時間是可以用秒表測出來的，線材的連續(xù)滾鍍，如果取線材上的某一點從進(jìn)入溶液到出溶液時間是可以測算出來的，但某一質(zhì)點用于計算太難理解。無論無何，由于法拉第定律還涉及時間參數(shù)，所以滾筒的轉(zhuǎn)速采集也至關(guān)重要。一是要搞清楚轉(zhuǎn)速與儀表控制是否同比例，二是要搞清楚儀表上的顯示與實際轉(zhuǎn)動速度到底是什么關(guān)系。
轉(zhuǎn)速采集可以采用紅外線掃描法，在滾筒側(cè)面粘貼反光標(biāo)簽，用紅外線掃描計轉(zhuǎn)速，單位RPM，即每分鐘多少轉(zhuǎn)；也可以采用定圈計時法，選取一枚滾筒上的螺絲定位，以這枚螺絲到達(dá)某位置開始計算，轉(zhuǎn)動數(shù)圈后再次經(jīng)過同一位置需要多少時間，則可計算出轉(zhuǎn)速。
4．電流效率
電流效率前面已經(jīng)闡述過，η的變化根本原因是電壓的變化導(dǎo)致的過電位，使得允許發(fā)生更多的副反應(yīng)，無論是發(fā)生在陰極還是陽極。電壓變化的問題應(yīng)該考察溶液濃度，電流密度，陽極面積，溶液溫度等。
5．陰、陽極面積
陽極是銅板，工作面主要是朝向溶液方向的一面，背向溶液方向的一面一般認(rèn)為按50%計算。陰極是鋼絲，完全暴露在溶液中，而且是行進(jìn)狀態(tài)，溶液也是流動的，所以鋼絲浸泡在溶液內(nèi)的表面積全部被認(rèn)為是有效陰極面積。有資料顯示，陽極和陰極在酸銅溶液電鍍非攪拌情況下，極限電流密度幾乎相同，都為10asd，因此按照這個理論推算，陰極和陽極的面積比應(yīng)該是1：1，但是存在一個問題，電鍍銅使用的是可溶性的陽極銅，所以銅是在不斷消耗的，如果起點狀態(tài)就是陰極和陽極1：1，當(dāng)陽極消耗時，陽極電流密度勢必增加而很快超過極限電流密度，那時將導(dǎo)致陽極過極化，電位增加，電解水生成氧氣。所以一般我們采用1：2的陰極、陽極比例，為的就是給陽極留一點不斷溶解的空間。
準(zhǔn)備好了以上的知識，可以進(jìn)入實戰(zhàn)的演算：
依據(jù)法拉第定律，拆分電鍍槽的連續(xù)電鍍?yōu)橥ｎD式電鍍，我們假設(shè)線上的某個點從進(jìn)入鍍槽到出鍍槽所需要的時間是t，所經(jīng)過的距離為L，那么在t這個時間段，電鍍產(chǎn)生的銅實際是均勻地分布到這個長度L上的。通過計算可以得到：
單位長度(1m)鐵絲上的銅重量AVGm=QI(L/v)η/L=QIη/v，其中v是線行進(jìn)的速度，單位m/s，L是上面假設(shè)的長度，單位m，所需要的時間t，單位s，其他QI都是前面提到的銅的電化當(dāng)量和電鍍槽的工作電流。
單位長度(1m)鐵絲重量為Sm=(π/4)*D*D*Ρ鐵，其中Ρ鐵為鋼鐵絲密度，單位g/cm3，D表示鋼鐵絲進(jìn)線線徑，單位mm；
兩者的比例就是單位長度（1m）銅包鋼當(dāng)中的銅與鐵的比例：
McQIη/v
----------=---------------------------
(1-Mc)(π/4)*D*D*Ρ鐵
生產(chǎn)前，我們已經(jīng)通過計算知道了要實現(xiàn)的銅含量的比例，也確定了選材的直徑，鋼鐵的密度范圍是確定的，相差無幾，Q值是常量，η是基本穩(wěn)定在某個范圍的值，這樣就可以得出I/v的取值，線速度v值可以通過角速度轉(zhuǎn)速采集，與滾筒的周長掛鉤即可得到。
但在實際操作中，上述計算所涉及的參數(shù)中I和v都是操作工按照要求人工調(diào)節(jié)的，當(dāng)然也可以通過儀表顯示，但儀表的精度性能會導(dǎo)致誤差，D為存在波動的鋼鐵絲的線徑，應(yīng)該分類控制；計算Mc時候的γs為存在波動的鋼鐵絲的導(dǎo)電率，應(yīng)該分類控制；計算Mc時候的Ρ鐵和Ρ銅為固定值，Q為固定值，最后是η，受到溶液狀態(tài)的影響，也是受影響因素最多的參數(shù)。慶幸的是，即便對溶液控制不夠嚴(yán)格，η的波動范圍也不會太大（理論上硫酸銅硫酸體系的效率被認(rèn)為接近100%，但經(jīng)統(tǒng)計在94-98%之間）。
所以從控制的角度，無論如何，D和γs的分類控制是必要的，另外要盡可能維持好η值，一方面可以降低副反應(yīng)消耗，另一方面可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。維持好η值，應(yīng)該考察溶液濃度，電流密度，陽極面積，電壓狀況，溶液溫度等，前面已經(jīng)詳細(xì)闡述過。
參數(shù)的演算，真正意義在于已知某參數(shù)的情況下進(jìn)行快速地變換，從之前推算出來的公式可以看出，其他參數(shù)不變，只要維持I/v的比值，生產(chǎn)出來的貨物品質(zhì)就不會發(fā)生變動。所以現(xiàn)在常規(guī)的做法就是假設(shè)v不變通過比值反過來計算電流，得到電流后再適當(dāng)同步調(diào)整電流和速度。比如已經(jīng)知道某設(shè)備上次生產(chǎn)的時候電流I1，速度V1，直徑D1，銅含量是Mc1；而這次生產(chǎn)的時候，如果速度還是V1，直徑D2，銅含量是Mc2，那么電流應(yīng)該調(diào)節(jié)到多少呢？
都還是運(yùn)用這個公式，兩者對比相除就能得到答案：
Mc1QI1η/V1
----------=---------------------------
(1-Mc1)(π/4)*D1*D1*Ρ鐵
Mc2QI2η/V1
----------=---------------------------
(1-Mc2)(π/4)*D2*D2*Ρ鐵
Mc1(1-Mc2)I1*D2*D2
---------------=-------------------------
Mc2(1-Mc1)I2*D1*D1
如果能熟練運(yùn)用上面的公式就可以快速解決很多問題。
我們也注意到，很多生產(chǎn)線上鍛煉出來的老師傅，他們靠經(jīng)驗積累了土方法，雖然不夠準(zhǔn)確，但很實用，很簡便，在這里也一并闡述一下：
前面講的參數(shù)演算是以微觀為基礎(chǔ)的準(zhǔn)確計算，各方面數(shù)字講究精確，測速也要盡可能準(zhǔn)確，有人總結(jié)出了宏觀的參數(shù)演算方法，我們可以稱之為產(chǎn)量法。
第一點，同樣依據(jù)法拉第定律，整流器在電流I時連續(xù)工作24小時的電解銅產(chǎn)量是3.293*10-4*I*24*60*60*97%單位是克，結(jié)果是27.6*I，在以往的計算過程偶然發(fā)現(xiàn)，電流7200A的時候，27.6*7200=198720克，大約是200公斤，所以就形成經(jīng)驗值：工作電流7200A，日產(chǎn)銅200公斤；
第二點，同樣依據(jù)轉(zhuǎn)速采集，如果轉(zhuǎn)速是Rrpm，滾筒周長是Ncm，在進(jìn)線速度是R*N/100/60，24小時內(nèi)進(jìn)線長度為（R*N/100/60）*24*60*60=14.4R*N；
單位長度的直徑為D的鋼絲重量=0.7854*D*D*鋼絲密度=0.7854*D*D*7.86，這樣24小時之內(nèi)設(shè)備“吞”進(jìn)鋼絲的總重量為14.4*R*N*0.7854*7.86*D*D簡化為88.895*R*N*D*D
第三點，兩者對比得到含量比例，一般來說N=175cm，如果取直徑2.0的鋼絲，那么日進(jìn)鋼絲：88.895*R*175*2*2=62226克，在某個速度時如果采集到了R值，就知道了在這個速度下24小時的鋼絲吞進(jìn)量，按照含量比可以得到24小時應(yīng)該電解銅的重量，對照7200A是200公斤等比例變化就可以得到電流參數(shù)。
由于目前最摸不透的是電流效率，特別是在冷啟動的情況下，而且剛啟動時銅板與鈦牌接觸也不好，電壓相對很高，所以比較難把握，必須提高巡回檢測頻率縮短參數(shù)調(diào)整所需要的時間。當(dāng)溶液問題，電壓等到達(dá)基本正常的狀態(tài)，則以上精確計算和經(jīng)驗估算，都能比較準(zhǔn)確地把握住銅含量。
對于軟線生產(chǎn)，由于軟線在電鍍過程的延伸，其實不會對產(chǎn)量和質(zhì)量造成影響，如同線材穿過模具，只要不松弛（等同打滑）不斷線，延伸在單位時間通過線材上某個截面的體積是一樣的，也就是：
v1*S1=v2*S2，當(dāng)S2變小時v2必然增大
或者說v1*(π/4)*D1*D1=v2*(π/4)*D2*D2
通過上文關(guān)于銅含量控制的表達(dá)式可以看出，上銅比例不會變。但是誤差在于，從放線到進(jìn)入主鍍?nèi)芤哼@段距離之內(nèi)軟線所發(fā)生的形變造成的縮小的線徑，才應(yīng)該是真正用于理論測算的線徑，進(jìn)入溶液后發(fā)生的形變則不再產(chǎn)生影響。
一．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的決定性要素
由于硬態(tài)線在電鍍過程的延伸幾乎可以忽略，產(chǎn)量可以從電鍍收線的角度理解為24小時正常生產(chǎn)收多少公斤線的問題，表示為：
產(chǎn)量P(g)=[(π/4)*D*D*v*ρ鐵*60*60*24]/(1-Mc)--------------------①
D:鐵絲進(jìn)線線徑，單位mm
v:鐵絲在鍍槽中的移動速度，單位m/s
Mc:銅層質(zhì)量比，單位%
ρ鐵:鐵絲密度，單位g/cm2
根據(jù)銅包鋼雙金屬導(dǎo)體本身的特征，鐵絲導(dǎo)電率與最終成品導(dǎo)電率直接決定銅層體積比，從而間接決定銅層質(zhì)量比，因此同一導(dǎo)電率產(chǎn)品的產(chǎn)量函數(shù)的變量只剩下D與v，那么這兩者是什么關(guān)系？能不能理解為線徑大產(chǎn)量就大，或者v大產(chǎn)量就大？不能忽略的是，Mc的值跟D與v有直接限制關(guān)系，所以D與v不是隨意可以變動的，演算D與v的關(guān)系有助于進(jìn)一步查找關(guān)鍵變量。
鐵絲上任意一個質(zhì)點，從進(jìn)鍍槽開始到出鍍槽，都均勻地經(jīng)過鍍液環(huán)境電流的“洗禮”，假設(shè)鐵絲進(jìn)出鍍槽的總長度L(m)，電流I，電流效率η，那么
整流器放電時間t=L/v----------------------------------------------------------------②
放電過程電鍍銅總重量為M=QItη-----------------------------------------------③
這些銅均勻地分布在總長L的鐵絲上，所以
單位長度(1m)鐵絲上的銅重量AVGm=QI(L/v)η/L=QIη/v------------------④
單位長度(1m)鐵絲重量為(π/4)*D*D*ρ鐵
McQIη/v
----------=-----------------------------------------------⑤
(1-Mc)(π/4)*D*D*ρ鐵
由⑤式變?yōu)?/P>
vQIη
--------=--------------------------------------------------------⑥
(1-Mc)(π/4)*D*D*ρ鐵*Mc
將⑥式代入①式得到
[(π/4)*D*D*ρ鐵*60*60*24]*QIη60*60*24*QIη
產(chǎn)量P(g)=--------------------------------------------------------=---------------------------
(π/4)*D*D*ρ鐵*McMc
上式中Q為銅的電化當(dāng)量定值63.54/192969.12，η受設(shè)備狀態(tài)、溶液情況以及電流密度等影響，根據(jù)我公司實際情況統(tǒng)計一般在94%-97%，由此可見，同一導(dǎo)電率的硬線的產(chǎn)量直接由電流決定，取94%作為電流效率的保守估計，再進(jìn)一步代入數(shù)據(jù)得到
產(chǎn)量（公斤）=I/37.394Mc
二．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的工藝限制性要素
那么電鍍過程的電流是否可以無限制地高以追求最大產(chǎn)量化？我們知道電鍍過程對于電流的限制在于電流密度和體積電流密度，其中陰極電流密度影響相對較大。假設(shè)電鍍槽有效長度L1(單位m)，纏繞道數(shù)N，則
陰極電流密度ASD=I/（π*D*0.01*L1*10*2*N）
電流體積密度A/L=I/溶液總體積
硫酸銅電鍍非空氣攪拌情況下，以張家港設(shè)計出來的槽長L1=8米為例，
則ASD=I/(5.02655*D*N)----------------------------------------------⑦
由于普通硫酸銅電鍍ASD一般在10以內(nèi)，ASD=8屬于理想情況的高密度段，更高的ASD會明顯增加副反應(yīng)降低η值，加快水溫升高，耗電增加。因此一般最大電流=5.02655*8*D*N=40.2124D*N，將此結(jié)論代入第一節(jié)的產(chǎn)量簡化公式，得到
產(chǎn)量（公斤）=40.2124D*N/37.394Mc=1.07535D*N/Mc
為了方便估算最大產(chǎn)量，我們略去1.07535，直接記憶為
產(chǎn)量（估算公斤）=D*N/Mc--------------------------------------------⑧
其他鍍種及攪拌情況決定不同的ASD，但計算原理一致，由此可見，根據(jù)鍍種工藝不同和攪拌情況引起的ASD極值不同成為了理論產(chǎn)量的限制性要素，電流因素由于工藝的原因被進(jìn)線線徑D和纏繞道數(shù)N兩者相結(jié)合的新要素所取代。
三．影響電鍍銅包鋼產(chǎn)量的技術(shù)及設(shè)備限制性要素
根據(jù)表達(dá)式⑧，做同一導(dǎo)電率產(chǎn)品進(jìn)線線徑越大，道數(shù)越多則產(chǎn)量越高，這不同于表達(dá)式①，表達(dá)式①中的D,v組合與Mc有直接關(guān)系，而表達(dá)式⑧中的D,N組合與Mc沒有直接關(guān)聯(lián)。
D,N的乘積最大值直接受到I最大值的制約，也就是整流器電流最大值的制約。本文第一部分論證了追求產(chǎn)量I越大越好，第二部分闡述了ASD要小于某個值，也就是DN乘積要最大，然后看I最大可以達(dá)到多少以確保ASD不超標(biāo)。
假設(shè)I<=10000A，而N受到生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計的制約，另假設(shè)N<=120，最后考察的是D是否也有制約。對于硬態(tài)線的生產(chǎn)，電鍍后的拉拔要達(dá)到某個抗拉強(qiáng)度指標(biāo)，回火狀態(tài)的直徑D直接影響到最終成品的抗拉強(qiáng)度，因此按照不同產(chǎn)品的技術(shù)要求，D也可能有其最大值限制。用纖維拉拔形變量與抗拉強(qiáng)度關(guān)系的理論以及雙金屬復(fù)合法則可以估算成品抗拉強(qiáng)度的范圍，反推可以得到初始回火線徑的大小。此外D越大，N越高，機(jī)器轉(zhuǎn)動負(fù)荷也大，特別是在做高導(dǎo)超高抗拉線出現(xiàn)意外斷線時增加處理難度。
以2.0mm進(jìn)線，120道纏繞做30%導(dǎo)電率硬線（銅含量Mc20%左右）為例，ASD=8的時候I=9650A，接近10000A整流器極限，通過計算得到理論日產(chǎn)量是1290KG.；以2.0mm進(jìn)線，80道纏繞做21%導(dǎo)電率硬線（銅含量Mc8%左右）為例，ASD=8的時候I=6434A，理論日產(chǎn)量2150KG
到這里并沒有結(jié)束，技術(shù)與設(shè)備限制因素必須考慮任何對生產(chǎn)有限制的環(huán)節(jié)，也就是參數(shù)極值。雖然表達(dá)式中v都沒有體現(xiàn)出來，但在生產(chǎn)過程v受到電機(jī)與傳動設(shè)計的制約，而并不是任意范圍，這一點也值得注意。
四．產(chǎn)量問題的經(jīng)驗算法：
在講到參數(shù)算法的段落中，提到了經(jīng)驗值，就是整流器工作24小時，在7200電流的時候是電鍍200公斤銅，用這個比例，我們可以演算任何電流時24小時工作時間電鍍的銅的重量，關(guān)系是：
7200I
-------=-------變換一下得到m=I/36
200m
做任何品種的時候，我們已經(jīng)提前計算出了Mc，那么m重量的銅按照Mc的上銅比例做成銅包鋼，銅包鋼的重量=m/Mc=I/36Mc，這是最容易記憶的經(jīng)驗算法。
絞線是用于接地防雷的銅包鋼延伸產(chǎn)品，由兩個參數(shù)部分組成，一是單根線的狀態(tài)，二是絞股的要求。單根線的狀態(tài)就是常規(guī)銅包鋼所具備的狀態(tài)，國內(nèi)市場一般使用退火軟態(tài)，而國際市場一般使用硬態(tài)，特別是ASTMB228/B229兩大標(biāo)準(zhǔn)，都是規(guī)定的HS和EHS狀態(tài)的絞線。
單根線的狀態(tài)在此不在贅述。絞股的要求主要包括股數(shù)，完成直徑，截面積，節(jié)距等。
股數(shù)一般為3股，7股，19股，37股
經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示，節(jié)距一般是總完成直徑的15-20倍之間，國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)顯示，3股絞線節(jié)距一般是14-20倍之間，理想狀況是16.5倍；7股和19股一般是10-16倍之間，理想狀況是13.5倍。
完成直徑按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，是√股數(shù)*1.15*單根直徑（單線<0.3mm）以及
√股數(shù)*1.25*單根直徑（單線>0.3mm）
總截面積可以粗略估算為單根截面積*股數(shù)，實際要比計算出的截面積略大。
3股絞線是交叉型，在一個節(jié)距內(nèi)展開，看到的是斜向排列的三根單線；
7股以上的絞線正中間一根筆直，但周圍也是交叉型，在一個節(jié)距內(nèi)展開，看到的也是斜向排列的單線，原理參照中學(xué)立體幾何講到的螞蟻爬圓柱體表面的基本原理。
正因為絞線中大部分單線是斜向走行，所以1公里長度的絞線展開后，實際單線長度平均都大于1公里，這就涉及一個計算系數(shù)，參照美國標(biāo)準(zhǔn)，3根絞線增加系數(shù)為0.8%；7根絞線增加系數(shù)為1%；19根絞線增加系數(shù)為1.4%，37根絞線增加系數(shù)為2%，增加系數(shù)直接可以用于計算整根絞線的公里電阻和公里重量。（如果需要更精確的計算，參見美國標(biāo)準(zhǔn)第10部分以及NBS手冊100）
破斷拉力方面，7股以上絞線是單根線破斷拉力累加的90%，3股絞線是單根線破斷拉力累加的95%，密度計算與前文所述的單線算法一致。
在拉絲領(lǐng)域，人們普遍使用滑動式水箱拉絲機(jī)，也就是卷筒與鋼絲線速度存在差距，這樣鋼絲才能在與卷筒的接觸面打滑，從而產(chǎn)生滑動摩擦力，這個力量帶動鋼絲在每個模具前后實現(xiàn)拉拔。
首先是拉絲生產(chǎn)的效率問題，參照鋼絲生產(chǎn)效率的計算，最關(guān)鍵的是機(jī)器的利用率，出線的大小，以及最快收線速度。如果按每小時多少公斤來計算生產(chǎn)效率，那么生產(chǎn)效率=收線速度*銅包鋼截面積*銅包鋼密度*機(jī)器利用率。機(jī)器利用率是指24小時內(nèi)機(jī)器實際全速運(yùn)行的時間，如果通過統(tǒng)計，在假設(shè)100%利用率的前提下得出利用率誤差的最大和最小值，或者做分類統(tǒng)計，那么我們可以得到平均誤差，從而確定拉絲生產(chǎn)的效率評估。
其次是拉絲的機(jī)理問題，參照有關(guān)復(fù)合線材的滑動拉拔過程，我們知道金屬塑性變形一般是通過位錯在滑移面上的運(yùn)動來實現(xiàn)的，多晶體變形時還要通過各晶粒的協(xié)調(diào)來進(jìn)行。由于晶界的復(fù)雜性和不均勻性、原始晶體顆粒的不均勻性等原因，塑性變形在金屬內(nèi)部也不會絕對均勻，這種變形的不均勻性會對銅包鋼線的后續(xù)變形產(chǎn)生影響。
在冷變形時，金屬會產(chǎn)生應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)，由于銅層的應(yīng)變硬化指數(shù)比鋼芯的大，因此在拉拔過程中，銅層的應(yīng)變強(qiáng)化比較明顯（俗話說變硬變得快），即繼續(xù)變形所需增加的應(yīng)力更高，因此在銅包鋼的拉拔過程中，銅層才不至于在較大的應(yīng)力作用下遭到破壞，同時由于應(yīng)變強(qiáng)化的存在，隨變形量的加大，變形也會逐漸趨于均勻。韓國科技工作者通過研究發(fā)現(xiàn)，工作區(qū)角度，總變形量都會導(dǎo)致銅層比例的不同變化，這與應(yīng)變強(qiáng)化是有直接關(guān)系的，在我公司常規(guī)生產(chǎn)中，通過分析統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，銅層變化幾乎可以忽略。
再次是模具的工作問題，學(xué)習(xí)模具供應(yīng)商樣本提供的切面圖可以知道，模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分六個區(qū)域，入口區(qū),潤滑區(qū),壓縮區(qū),定徑區(qū),安全角,出口區(qū)，最關(guān)鍵的是壓縮區(qū)的屈服擠壓的應(yīng)力以及定徑區(qū)的摩擦力。經(jīng)過模具時的拉拔應(yīng)力與銅包鋼本身的屈服應(yīng)力，壓縮比，工作區(qū)角度，材料摩擦系數(shù)以及后拉應(yīng)力決定。而銅包鋼本身的屈服應(yīng)力同樣是依據(jù)加法原理，由銅的屈服應(yīng)力、鋼的屈服應(yīng)力按貢獻(xiàn)比例累加得到。
最后是通過設(shè)備上的塔輪工作，完成拉拔。前面已經(jīng)講到，滑動拉絲的根本是依靠滑動摩擦，也就是說銅包鋼在塔輪上的運(yùn)動速度要小于塔輪的轉(zhuǎn)動線速度，這樣在進(jìn)線端始終是松弛狀態(tài)（后拉力為0），反之進(jìn)線端甭緊則會加大反拉力，從而加大前拉力，容易導(dǎo)致斷線。具體計算過程參加宣天鵬有關(guān)滑動拉絲基本條件的論文，最終得到的結(jié)果是：通過拉絲模線材的延伸系數(shù)應(yīng)大于相鄰塔輪的梯度，表示為μ/ε>1，這樣線材在拉拔過程時而緊繞在塔輪上同步前進(jìn)，時而松開打滑，當(dāng)然這就會對塔輪表面產(chǎn)生磨損，增加功率損耗。
塔輪轉(zhuǎn)動的線速度與線材在拉拔時候的速度的比值，我們稱為滑動系數(shù)；塔輪轉(zhuǎn)動的線速度與線材在拉拔時候的速度的差為絕對滑動量；絕對滑動量與塔輪轉(zhuǎn)動的線速度的比值，我們稱為滑動率；累積的滑動系數(shù)是各道次滑動系數(shù)的連乘，累積滑動率為1-1/累積滑動系數(shù)。
資料顯示，滑動系數(shù)一般在1.02-1.10之間，銅包鋼與模具有著良好的潤滑作用，與塔輪的相對磨損也小，所以有學(xué)者建議滑動系數(shù)取在1.01-1.04之內(nèi)。我們傾向于1.02。
實際拉拔的過程，因為每道次都預(yù)設(shè)了滑動，那么離成品模越遠(yuǎn)的道次，塔輪與銅包鋼線之間的滑動就越大，塔輪表面磨損也就越嚴(yán)重，這種滑動的不均勻性會縮短塔輪的使用壽命，因此要考慮一個累積滑動效應(yīng)，它是從成品模開始向進(jìn)線方向以連乘方式傳播和累積，道次越前，打滑越大，磨損越嚴(yán)重，同時道次越前，線徑越粗，拉拔負(fù)荷越大，功率損耗也越大，線材與塔輪之間損傷也越嚴(yán)重，導(dǎo)致塔輪磨出溝槽，或者在拉拔時線材拋起帶動模具晃動，線材受力不均勻，出現(xiàn)竹節(jié)狀或斷開。
配模一般采用等滑動率法，距離出口處1/3處保持1.04-1.05滑動率，從距離出口處1/3處向進(jìn)口處，依次逐漸降低滑動率，最后降到1.01，箭頭圖表示為：
1.01—1.01—1.01—1.02—1.03—1.04—1.04—1.04—1.05
在配模時，與伸長相對應(yīng)的有一個減面率的概念，也就是面積減少的比例。比如從1.1拉到1.02，面積比例是1.1*1.1：1.02*1.02=1.163，進(jìn)線是1.1，出線是1.02，但是時間流量是一致的，面積的變化的同時是長度的變化，進(jìn)線面積是出線面積的1.163倍，那么出線的長度就是進(jìn)線長度的1.163倍，16.3%就是伸長率，而減面率是14.02%，準(zhǔn)確的配法是伸長率，有時候也參考減面率來配，因為減面率以進(jìn)線為比較基礎(chǔ)，伸長率以出線為比較基礎(chǔ)，所以減面率必然比伸長率大，打滑系數(shù)就更大。各道次伸長的分布規(guī)律一般是第一道低一些，這是因為線坯的接頭強(qiáng)度較低，線材彎曲不直，表面粗糙，粗細(xì)不勻等，所以預(yù)留安全系數(shù)要大一些。第二、三道可以取高一些，因為經(jīng)過第一道拉拔后，各種影響安全系數(shù)的因素大大下降，同時金屬的變形硬化程度也很小，這時可以充分利用金屬的塑性，而在以后的各道次中，伸長可以逐道遞減，這是因為變形硬化程度增加，線徑減小，金屬塑性下降，其內(nèi)部缺陷和外界條件對安全系數(shù)的影響也逐漸增加。
我們的普通拉絲機(jī)的塔輪梯度（又稱塔極比）大約是10-12%之間，加上滑動率，一般將配比定為13-15%之間，依據(jù)相鄰模具的出線口徑大小，我們可以直接算出減面率或者伸長率，或者反過來，已知道某道模具的大小，已知需要的伸長率，可以推算上一道次模具的大小。值得一提的是，在拉拔軟線時，一定要注冊出線模的局部壓縮不能太大，否則定速輪張力過大會將軟線拉傷，導(dǎo)致線徑縮小，延伸下降。
電鍍故障分為電路故障和溶液故障（電鍍的機(jī)械故障和拉絲的機(jī)械故障不列入本講義）
電路故障按照電路學(xué)基本原理分析排除，目前所遇到的常見故障包括：
1.銅牌發(fā)燙：觀察電壓是否波動，檢查每個碳刷接觸的發(fā)熱情況，檢查銅環(huán)表面情況，停機(jī)檢查銅環(huán)與不銹鋼滾筒接觸面
2.整流器停止工作：檢查通風(fēng)口，增加散熱面積，否則立刻通知供應(yīng)商
3.電流/電壓異常大規(guī)模波動：檢查槽中間分離區(qū)域是否銅板有接觸
4.電壓太?。簷z查鋼絲與銅板是否短路，可能看到火花
溶液故障直接表現(xiàn)為拉絲過程的脫銅，目前所遇到的常見故障包括：
A．酸洗故障
1．溶液顏色太綠太黃：酸濃度過低，鋼絲清洗不干凈，需要更換酸洗液
2．溶液顏色正常但氣泡不多：酸濃度過低，添加硫酸，也有必要檢查線路
3．氣泡過多，表面毛孔多：電流密度過大，調(diào)整電流
B．預(yù)鍍故障
1．溶液渾濁，甚至發(fā)白：酸洗后的清洗不干凈，有污染帶入，檢查清洗
2．溶液顏色暗紅：氰化亞銅濃度過高
3．溶液顏色偏藍(lán)：游離氰化物太少，分析含量，增加氰化鈉
4．溶液顏色正常但鋼絲周圍起“霧”太多：游離氰化物濃度偏高，分析含量，稀釋溶液
5．前幾道鋼絲不上銅或薄：游離氰化物濃度過高，分析含量，稀釋溶液，添加適量氰化亞銅
6．預(yù)鍍銅層顏色暗淡：游離氰化鈉少或缺銅，同時適當(dāng)添加酒石酸鉀鈉
C．主鍍故障
1．硫酸銅有結(jié)晶：酸濃度過高或過低，溫度過低，參照工藝參數(shù)，對溶液加熱
2．電壓過高，液溫過高：銅板缺少，硫酸缺少，檢查陽極面，檢查硫酸含量
3．參數(shù)不準(zhǔn)：溫度過低，電流太高，核對電流密度，對溶液加熱
4．鋼絲爛斷：檢查預(yù)鍍?nèi)芤簼舛?/P>
5．半成品結(jié)晶粗：硫酸銅濃度過高，稀釋溶液
6．半成品光澤暗淡：電流密度過高，調(diào)整電流
在生產(chǎn)實踐中，還涉及硫酸銅濃度升高和銅泥的產(chǎn)生兩個問題，其中硫酸銅濃度升高已經(jīng)通過理論得到證實，屬于不可避免的問題，量化問題得到論證，銅泥的產(chǎn)生雖然也是不可避免的問題，但是量化問題暫時還未能得到論證。
A．硫酸銅濃度的升高
前文已經(jīng)引用技術(shù)文獻(xiàn)提出酸銅電鍍體系的電流效率在94-98%之間，也就是說電流的作用，從銅板上抽取的電子，只有94-98%的用于將銅離子轉(zhuǎn)換為銅原子，剩下的2-6%則是用于將氫離子轉(zhuǎn)換為氫氣。
這樣一來，陽極上失去電子后，有100%的銅變?yōu)殂~離子，而陰極上只轉(zhuǎn)換了94-98%的銅，溶液體系實際上就是增加了2-6%的銅，同時減少了氫。這樣的結(jié)果是溶液中硫酸銅濃度增加，而硫酸濃度降低，這個原理指導(dǎo)我們對溶液的控制過程，應(yīng)該是不斷地添加硫酸，以及稀釋硫酸銅濃度。
B．銅泥是什么？如何產(chǎn)生
銅泥在清除完銅板之后的槽底可以看到，表面浮有粉紅色粉末狀，底部為黑色等雜質(zhì)，甚至塊狀。粉紅色粉末可以確定為氧化亞銅，不溶性物質(zhì)，不能與酸反應(yīng)，產(chǎn)生的過程在相關(guān)技術(shù)資料中被認(rèn)為是在銅板表面發(fā)生的歧化反應(yīng)，即銅與銅離子的反應(yīng)，而且要有氧氣的條件。
這讓我們聯(lián)想到在冷機(jī)啟動的時候，銅板與鈦牌接觸還不夠緊密，如果強(qiáng)行打高電流，電壓過高，在銅板表面以及銅板與鈦牌線狀接觸面由于過電位是發(fā)生電解水生成氧氣的反應(yīng)的，因此冷啟動過程只能逐漸提高電流，而且鋪設(shè)銅板的時候要盡可能使接觸面良好，縮短開機(jī)的適應(yīng)時間。
至于黑色沉淀雜質(zhì)，應(yīng)該是各類混合物，包括水中的有機(jī)雜質(zhì)，以及水中的硬水物質(zhì)與硫酸根離子發(fā)生的沉淀反應(yīng)，所以水的凈化必定是電鍍的一個重要環(huán)節(jié)。本段只是筆者的假設(shè)，具備條件時可以進(jìn)行進(jìn)一步地溶液分析和生產(chǎn)分析。
鍍銅后拉絲故障主要體現(xiàn)是斷線，主要包括：
1．脫銅斷線：立刻向電鍍車間反饋，確定是基體與預(yù)鍍脫銅還是預(yù)鍍與主鍍脫銅，確定斷線是偶爾斷線還是連續(xù)斷線
2．集中某一模具斷線：檢查斷線前后模具出線的實際線徑，核對壓縮比，出線受損的及時更換模具
3．不規(guī)律斷線：觀察斷線切面，如果是凹凸?fàn)顒t是材料疲勞，如果是骨折狀則是材料有雜質(zhì)裂斷
盤條拉絲故障主要體現(xiàn)是斷線或毛線，可能產(chǎn)生原因為：
1．酸洗過度或不足，過度酸洗導(dǎo)致氣毛孔粗大，拉拔后粗糙放大發(fā)毛；過少則清洗不干凈，表面仍然有銹蝕，在拉拔后結(jié)塊或者可見銹斑；
2．涂硼不到位，通常是由于硼砂溶解不足，缺少硼砂或者溫度不夠，導(dǎo)致涂硼不到位，表面不光滑以及拉絲粉沾不均勻，導(dǎo)致在拉拔過程潤滑不均勻發(fā)毛
3．模具變形，由于粗拉使用鎢鋼模，且屬于干拉，冷卻不足，所以損耗較大，也可能導(dǎo)致斷線或毛線
4．盤條本身雜質(zhì)導(dǎo)致斷線，通?？梢婔~鱗樣不規(guī)則裂口
除了斷線以外，常見的還有變頻器設(shè)置故障，這就要求拉絲部門的負(fù)責(zé)人對變頻器內(nèi)的基本設(shè)置有了解。一般來說變頻器有操作密碼，在輸入操作密碼后，進(jìn)入管理界面，可以設(shè)置張力桿位置，收線盤的尺寸，拉絲的線徑，剎車和啟動等。也有特殊情況比如可能是張力桿電阻發(fā)生故障等，此類情況應(yīng)立刻與設(shè)備供應(yīng)商的電氣工程師聯(lián)絡(luò)。
考慮到成品還涉及排線，表面質(zhì)量等問題，因此排線故障和表面故障也值得注意。
*經(jīng)常觀察排線效果，觀察盤的平衡，如果發(fā)生排線故障應(yīng)立刻修復(fù)排線器
*經(jīng)常用手感覺表面效果，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)毛或竹節(jié)，應(yīng)立刻檢查線是否與機(jī)器發(fā)生摩擦，檢查模具狀態(tài)是否正常
盤條電解酸洗：20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度，電流50A左右
熱處理退火溫度：700-780度，恒溫時間6-10小時，隨爐冷卻12小時
熱處理中溫回火溫度：400-550度，加熱時間1.5-2.5小時，保溫時間3-5小時
鹽酸酸洗：15%質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度，添加烏洛托品或苯并三氮唑可以起到緩解對鋼基損傷的作用；
燒堿堿洗：1mol/L的物質(zhì)量濃度，添加一些純堿可以起到對酸的緩沖作用；
電子硫酸酸洗：8-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度；
活化硫酸：8%質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度；
預(yù)鍍：游離氰化鈉：5-10g/L；氰化亞銅：15-20g/L；
主鍍：硫酸：50-80g/L；硫酸銅：180-260g/L；
主鍍溫度：30-50℃，夏天會增高；
鹽酸酸洗溫度：常溫；
電子硫酸酸洗溫度：常溫；
堿洗溫度：最好加熱到50℃以上，常溫也可；
烘干：短路烘干，手感稍微發(fā)燙為適宜。
管道退火烘干：200度
工藝控制主要是對預(yù)鍍和主鍍一共四類物質(zhì)的濃度的檢測，檢測方法參見電鍍手冊中有關(guān)濃度滴定的方法，檢測出的結(jié)果單位是g/L，只要知道預(yù)鍍和主鍍槽中溶液的總體積，就能計算出需要添加的化學(xué)物質(zhì)（包括水稀釋時）的重量。
生產(chǎn)巡視中，只能靠感官查看，包括眼睛所能看到的顏色、光澤或排線晃動，指針波動或者異常時的火花；耳朵能聽到的機(jī)械摩擦的聲音，或者輕微的氣泡聲；手能觸摸到的線的表面，鼻子能聞到的氣味等。現(xiàn)象背后的實質(zhì)問題需要通過分析，甚至檢測才能發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然，巡視與檢測同等重要，在強(qiáng)調(diào)巡視能力的同時，也有必要加強(qiáng)專業(yè)人員的檢測能力。
1．千分尺的使用
1．測量前對千分尺歸零，歸零時應(yīng)與測量時所用速度和力度一致，緩慢轉(zhuǎn)動測量桿與測量鉆接觸，用校正桿對準(zhǔn)刻度線，以及調(diào)零數(shù)字顯示
2．測量前歸零應(yīng)確保兩次以上，測量時進(jìn)行三次以上測量
3．嚴(yán)禁單手測量，應(yīng)使用千分尺底座
4．測量完畢應(yīng)再次回零檢查，示值零位誤差不得超過0.002mm，否則應(yīng)重新校正并測量
5．千分尺不使用時應(yīng)關(guān)閉電源放置于對應(yīng)的盒子中，但測量桿與測量鉆不得接觸
6．隨時注意數(shù)字顯示千分尺的電量情況，如出現(xiàn)數(shù)字跳動或不清晰，應(yīng)及時更換電池
2．抗拉設(shè)備的使用
1．測量前熱機(jī)并歸零位，檢查夾具狀態(tài)
2．取樣長度略大于與測量夾具間距離，取樣時不得對樣品造成力學(xué)傷害
3．確保夾具有足夠的力量抓住樣品兩端
4．啟動抗拉設(shè)備按鈕至樣品被拉斷，斷裂點不得近距離靠近兩端，否則重新試驗
5．同一卷試樣實驗有效次數(shù)不得少于三次
6．試驗完畢的廢品應(yīng)放置于垃圾桶，于交班時清理
3．電阻儀的使用
1．測量前熱機(jī)并歸零位，檢查夾具狀態(tài)
2．預(yù)估測量值并選擇合適的測量檔
3．取樣長度略大于一米，取樣時不得對樣品造成表面?zhèn)蛄W(xué)傷害
4．確保夾具平穩(wěn)有效夾住樣品兩端并通過調(diào)節(jié)夾具使試樣保持直線狀態(tài)
5．旋轉(zhuǎn)電橋步進(jìn)羅盤至指針指于中間位置或等待電子電阻儀器讀數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)
6．平緩取出樣品放置于垃圾桶，于交班時清理
7．其他參閱電阻儀器的使用說明書
4．分析天平的使用
1．測量前熱機(jī)半小時
2．調(diào)整底座螺絲使機(jī)器處于水平位置，確保氣泡在小窗口正中間
3．按TARE歸零再按CAL，之后打開窗口把校正砝碼放在平臺正中間關(guān)閉窗口
4．再等待若干時間直至數(shù)字不再跳動
5．打開窗口取走校正砝碼并關(guān)閉窗口，數(shù)字回零位不動后按TARE再次歸零
6．每次測量必須確保窗口關(guān)閉嚴(yán)實，取三個值的平均值，測試銅含量時按脫銅前最小值與脫銅后最大值比對
7．測量時樣品放置于平臺中間，完畢后取出樣品關(guān)閉窗口
5．化學(xué)分析儀器的使用
1．分析藥品密封放于各試劑瓶并用標(biāo)簽明顯標(biāo)注，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)適當(dāng)分區(qū)或隔離
2．滴管、移液管、滴定管、吸管、玻璃棒等玻璃器具清洗后放于塑料架
3．燒杯、錐型瓶洗后倒置，帶塞子蓋子的容器蓋好放于安全位置
4．容器使用完畢必須立即清洗干凈
5．高清潔滴定實驗所用容器應(yīng)分開管理，盡可能避免交叉使用。
6．銅含量實驗
1．使用過硫酸銨或碳酸氫銨，氨水及雙氧水混合溶液，氨水與銨鹽比例大約為2：1
2．精密電子天平開啟預(yù)熱并校正至0點，讀數(shù)不波動
3．取樣5CM，兩端磨平整或使用焊接機(jī)的切割頭切割
4．酒精清洗試樣，烘干，稱重W1，三次稱重取平均值，或保險起見取最小值
5．將樣品放于混合溶液，用鑷子拎于液面附近
6．樣品表面反應(yīng)速度明顯下降時檢查表面，直到表面呈現(xiàn)明顯鐵絲顏色，確保沒有任何紅色銅層遺留
7．酒精清洗試樣，烘干，稱重W2，三次稱重取平均值，或保險起見取最大值
8．計算銅含量比(W1-W2)/W1，同時對照樣品最小值與脫銅后最大值確保比例
客戶提出包裝要求，重點是在盤的尺寸上，一個盤的性能以下圖為例包括：
1．材質(zhì)：鐵盤（我們也有木盤）
2．盤面大小flangeOD：760mm
3．盤內(nèi)孔大小flangeID：127-130mm
4．盤內(nèi)筒直徑barreldiameter：360mm
5．助推孔直徑：24mm
6．助推孔距離盤面中心距離：130/2+75+24/2=152mm
7．盤邊內(nèi)距：524mm
8．盤邊外距：540mm
9．盤邊厚度：8mm
10．盤包裝重量范圍：900-1000KG
11．內(nèi)層包裝材料：塑料防水薄膜
12．外層包裝材料：編織袋或紙板
13．打包方法：一盤一架
14．托架材質(zhì)：鐵質(zhì)
A．游離氰化鈉濃度測定
分析步驟：用移液管取鍍液5mL，放入250mL錐形瓶，加水50mL，加10%碘化鉀溶液2mL，用0.1mol/L標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定，澄清開始變渾濁時為終點；
計算結(jié)果：[NaCN]=1.96*V，V為滴定毫升數(shù)
B．氰化亞銅濃度測定
分析步驟：用移液體管取鍍液10mL，放入100mL容量瓶，加水至刻度，搖勻，取稀釋液10mL，放入300mL錐形瓶中，加過硫酸銨1g，搖動片刻，加試劑級氨水至溶液呈深藍(lán)色，加水100mL，PAN指示劑10滴，用標(biāo)準(zhǔn)0.05mol/L的EDTA溶液滴定，溶液由紫紅色變綠色時為終點；
計算結(jié)果：[Cu]=3.175*V，V為滴定毫升數(shù)
C．硫酸濃度測定
分析步驟：用移液管取鍍液10mL于250mL錐形瓶中，加水100mL及甲基橙10滴，以1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紅色轉(zhuǎn)橙黃色為終點；
計算結(jié)果：[H2SO4]=4.9*V，V為滴定毫升數(shù)
D．硫酸銅濃度測定
分析步驟：用移液管取鍍液2mL于300mL錐形瓶中，加水100mL、氟化銨1g，試劑級氨水20mL，PAN指示劑10滴，用標(biāo)準(zhǔn)0.05mol/L的EDTA溶液滴定，溶液由紫紅色變綠色時為終點；
計算結(jié)果：[CuSO4]=6.25*V，V為滴定毫升數(shù)
E．EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05mol/L配制
取分析純乙二胺四乙酸二鈉20g，熱水溶解后冷卻，稀釋至1L
F．硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1mol/L配制
取分析純硝酸銀于120度環(huán)境干燥2小時，在干燥器內(nèi)冷卻，取17g溶解于水，在稀釋至1L，存放于棕色瓶中。
G．氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液1mol/L配制
取分析純氫氧化鈉40g，以冷沸水溶解于燒杯中，待溶液澄清后以冷沸水稀釋至1L
H．指示劑甲基橙0.1g/100mL熱水；PAN0.2g/100mL乙醇
關(guān)于銅包鋼防雷接地材料（打入式鍍銅離子接地極，鍍銅扁鋼，鍍銅鋼絞線）銅覆鋼圓鋼|圓線，選型和質(zhì)量考驗。
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