低氧铜杆与无氧铜杆的比较

低氧铜杆与无氧铜杆的特性比较分析

报金波罗电业科技有限公司—郑启文先生

一．生产工艺简述

(一).低氧铜杆，采用连铸连轧的工艺进行生产。 1．工艺流程：

电解铜→竖炉→保温炉→浇铸机→连轧机→清洗→收杆机 →成品（ф8mm）

电解铜连续加料，经竖炉连续熔化后放出铜水，经浇铸机铸成大截面的梯形锭，进入轧机进行热轧，轧成ф8的铜杆坯料。 2．工艺缺陷： (1). 竖炉：

.A. 由于竖炉体积小，电解铜边加入边熔化，熔化的铜水没有条件进行充

分的还原。

.B. 整个熔化过程及出铜水的过程，不能隔氧，所以含氧量非常高。 .C. 熔铜燃料一般都为气体，气体燃烧过程中，会直接影响铜液的化学成

分理处，影响较大的有硫和氢等。

(2). 浇铸机：在浇铸机的结晶轮将铜液成为固体的过程中，无法进行隔氧，

所以浇铸过程中进行第二次大量吸氧。 (3). 温度控制：

.A. 铜液温度，由于轧制量大，又受到多种因素的制约，该温度不太容易

控制。

.B. 进轧机的铸锭的温度，该温度要求控制在850℃，上下偏差越大，对铜

杆质量的影响越大，而此温度很难控制。

.C. 出轧机的铜杆的温度，该温度要求控制在600℃，也是上下偏差越大，

对铜杆质量的影响越大，由于受到前道工序的制约，此温度也很难控制。

.D. 整个过程中有很多环节，而某个环节稍出现些问题，都会影响温度的

控制。

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(4). 其它：

.A. 由于存在以上一些缺陷，会造成铜杆质量不稳定，所以标准规定：连

铸连轧的低氧铜杆出厂前，必须要做扭转试验。但有的生产厂根本不做，或不按规定批量做（每批不应超过60吨），或扭转不合格的批量照样出厂。

.B. 含氧高，会影响拉线工序，铜线越拉越硬，中间要增加退火。含氧量

高，还会影响导电性能。

.C. 为解决工艺缺陷，需尽可能提高机组性能，所以机组价格昴贵。如美

国南线公司年产2.4万吨～4万吨的机组，价格为690万美元，德国克虏勃公司的更贵。而用户自己配套设施也要几十万仍至上百万美元。 3．工艺优点：

(1). 产量高，一般小型机组每小时产量可达10～14吨。 (2). 铜杆卸线采用梅花式，便于拉线机放线。 (3). 收线重量大，一般每盘可达4吨。

(二).无氧铜杆，采用上引法连续铸造的工艺进行生产。 1．工艺流程：

电解铜→熔化炉→过渡仓→保温炉→连铸机→收线机

→成品（ф8mm铸杆），或ф17mm铸杆经轧机冷轧至ф8mm铜杆。 2．工艺优点：

(1). 炉子采用的是工频感应电炉，不会影响铜水的化学成分理处。 (2). 铜液上面用木炭进行履盖，既能保温、隔氧，又能使铜水很好的还原，

以保证铜杆质量。

(3). 铜杆含氧量低，有利于拉线，铜杆越拉越软，中间不用退火。含氧量

低，导电性能好。

(4). 铜液温度控制容易，操作简单，铜杆质量稳定。

(5). 可通过调节节距、水温差等工艺操作来调节铜杆的伸长率，以满足不

同产品的要求。

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3．工艺缺点：

(1). 产量低，要增加单台产量，必须增加出杆头数，头数越多，操作越不

方便。

(2). 开炉后停炉不方便。

(3). 铜杆收线采取螺旋形平面排线，不利于拉线机放线。

二．铜杆特性； (一).牌号： 1．低氧铜杆：

低氧铜杆的牌号有三种，T1、T2、T3，低氧铜杆都为热轧，所以为软杆，代号为R。

(1). T1：用高纯电解铜为原料（含铜量大于99.9975%）生产的低氧铜杆。 (2). T2：用1#电解铜为原料（含铜量大于99.95%）生产的低氧铜杆。 (3). T3：用2#电解铜为原料（含铜量大于99.90%）生产的低氧铜杆。 因高纯电解铜和2#电解铜市场上很少，一般都用1#电解铜为原料，所以一般低氧铜杆的牌号为：T2R。 2．无氧铜杆：

(1). 无氧铜杆的牌号有二种，TU1、TU2。 .A. TU1：用高纯电解铜为原料生产的无氧铜杆。 .B. TU2：用1#电解铜生产的无氧铜杆。

一般的无氧铜杆都是1#电解铜生产的，所以牌号为TU2。

(2). 无氧铜杆又分为软和硬二种状态，软状态的代号为R，硬状态的代号

为Y。

.A. 软状态：直接从上引机组生产出的铸杆或经过退火的铜杆。牌号为：

TU2R。

.B. 硬状态：上引机组生产出的铸杆，经过进一步机械加工的铜杆。牌号

为：TU2Y。

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(二)：性能比较：

根据标准规定，铜杆性能分为：化学成分、尺寸及允许偏差、力学性能、扭转性能、电性能、表面质量六个方面。 1．化学成分：

(1). 低氧铜杆T1、T2与无氧铜杆TU1、TU2的化学成分除含氧量不同外，

其它都相同。

(2). 低氧铜杆T1：含氧量为450PPM以下为合格。 无氧铜杆TU1：含氧量为10PPM以下为合格。 (3). 低氧铜杆T2：含氧量为500PPM以下为合格。 无氧铜杆TU2：含氧量为10PPM以下为合格。

(4). 无氧铜杆实际的含氧量一般在4～7PPM，低氧铜杆的含氧量最少在

300PPM以上。 2．尺寸及其允许偏差：

因是铜线坯，标准要求较低，低氧铜杆和无氧铜杆都能达到。 3．力学性能：

力学性能分为抗拉强度和伸长率二个方面。 (1). 抗拉强度：

.A. 在GB/T3952-1998标准里，对低氧铜杆和软态的无氧铜杆的抗拉强度

不作规定，对硬态的无氧铜杆有抗拉强度的要求，完全可以达到，而且裕度较大。

.B. 在GB3953-83标准里,对ф14mm以下的铜杆及铜线的抗拉强度有规定,

当时没有无氧铜杆,只有黑铜杆和低氧铜杆,对于该标准,合格的低氧铜杆和硬态的无氧铜杆都能达到.但直接上引出来的ф8mm铸杆的无氧铜杆达不到,必须加工到约3.5mm及以下规格时,抗拉强度才能达到。 (2). 抻长率:

.A. 低氧铜杆和无氧铜杆伸长率都能达到标准要求.

.B. 无氧铜杆的伸长率优于低氧铜杆，而且通过对节距、水温差等操作工

艺的调节，可大幅提高抻长率，以满足不同产品的要求。

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4．扭转特性：

(1). 无氧铜杆的生产制造工艺，决定了铜杆的扭转特性很好，所以标准规

定不必作检测。

(2). 低氧铜杆的生产制造工艺，决定了铜杆的扭转特性较差，容易产生皱

边及夹杂缺陷，所以标准规定每批要做扭转检测，如扭转不合格，该铜杆则为不合格品。 5．电性能：

导电性能主要是由原材料所决定，但是加工工艺对其也有一定的影响，IEC标准用的是导电率，中国标准用的是电阻率，实质是一回事，可以换标。

(1). 用高纯电解铜生产的低氧铜杆和无氧铜杆的电阻率，相当于IEC标准

的导电率101%，两者都可以达到，但无氧铜杆可以超过很多。 (2). 用1#电解铜生产的低氧铜杆和无氧铜杆的电阻率，相当于IEC标准的

导电率100%，两者都可以达到，但无氧铜杆基本可达到或接近101%。 (3). 无氧铜杆电阻率低（导电率高）的原因主要是杂质少，含氧量低。作

为导体，导电率是一个主要的指标，所以要求高的电子元器件，应用无 氧铜杆。 6．表面质量： (1). 低氧铜杆：

A． 铜杆往往会外径不圆整,尺寸不均匀。

B． 铜杆容易产生皱边、飞边、裂纹、夹杂物或其它有害的缺陷。 (2). 无氧铜杆：对上述问题容易控制。 (3). 表面质量不合格，该铜杆也是不合格的。

三．附言：

1．低氧铜杆和无氧铜杆的特性各有千秋，主要由每个企业不同的需求进

行选用。

2．自从我本人与上海电缆研究所的四位工程师，1985年在中国制造出无

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氧铜杆机组，1986年获得机械工业部科技进步奖开始至今已近二十年。机组和生产工艺已很成熟，但我还在不断地完善和提高。 3．现执行的国家标准GB/T3952-1998的前身为GB3952-89标准，该标准

我参加了起草，审定会在我这里召开。

4．随着铜资源的目趋紧张，各种电气、电子产品要求的目趋提高，无氧

铜杆的优势将更会得到体现。

上海浦东力生电工机械有限公司 金兴初 草于 2006年2月13日 6

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