Ủ mềm dây nhôm bọc đồng, anh em nào có thể giải thích giùm ?

[boma]

+ Định nghĩa : dây nhôm boc đồng (Copper Clad Aluminum Wire) hay còn goi là CCA wire là loại dây được gia công bằng cách bọc liên hoàn đồng dạng lá bên ngoài cuôn dây nhôm dạng tròn rồi hàn lại (sau đây mình chỉ đề cập đến loại dây CCA mà đồng chiếm 15% thể tích ), sau đó được kéo ép (không ủ) qua nhiều khuôn để đạt được kích thước mong muốn (kích thước mình đề cập sau đây là 0.25 mm), dây sau khi kéo được cuốn vào các bin chứa và đem đi làm mềm. Ứng dụng nhiều, nhưng chủ yếu ở đây là làm ruột dẫn cable viễn thông và cable điện

+ Quy trình làm mềm : dây được cho chạy qua một đầu ống nhôm đã được gia nhiệt bằng điện trở dài 4m và đi ra ở đầu kia của ống, đầu ra của ống nhôm được để ngập trong 1 máng nươc (nước thường, khuyến cáo không được dùng nước cứng), dây sau khi ra khỏi ống gặp nước sẽ hóa mềm sau đó được thổi khô và đi qua một máng sấy để làm bốc hơi nước bám trên bề mặt dây rồi được cuốn vào bin chứa.

+ Vì ko phải chuyên về kim loại và nhiệt luyện nên có 1 số vấn đề cần hỏi các bạn :
1. nguyên lý sử lý nhiệt để làm mềm kim loại trong trường hợp này là như thế nào ?
2. do chỉ có máy mà ko có công nghệ và các thông số kỹ thuật nên mình đã chạy thực thực nghiêm 1 thời gian và thấy rằng để đạt năng xuất yêu cầu thì : nhiệt đầu vào của ống nhôm là 420 oC, nhiệt ở đầu ra của ống là 420 oC, tốc độ của dây là 170 m/phút thì dây mềm.Theo thực nghiệm của mình thì trong quá trình tăng nhiệt, cho dây chạy ở tốc độ thấp và nhiệt thấp (theo 1 tỷ lệ nào đó) thì dây cũng mềm nhưng nhiệt ban đầu không thấp hơn 200 oC.
Vấn đề là ở To này (420 oC) tại sao có ống (có 40 ống để gia nhiệt cho 40 sợi dây CCA, và các ống này được bọc kín trong 1 lò giữ nhiệt dạng hộp và chỉ ló đầu vào và đầu ra ra bên ngoài) đang nóng thì kéo dây qua (kéo bằng tay, sỏ cọng kẽm qua trước, cột dây CCA phía sau kéo nhanh qua) dễ dàng nhưng có ống khi kéo dây qua thì dây bị nóng chảy lớp nhôm bên trong dẫn đến đứt dây. Nhiệt nóng chảy của 2 lớp kim loại khác nhau lúc này có ảnh hưởng gì ko ? mình có thể để nhiệt là bao nhiêu hay bằng cách nào mà vẫn duy trì đựơc tốc độ thu dây (năng xuất) và độ mềm của đây (chất lượng)

- Đây là một trường hợp thực tế mà mình ngặp phải, khó có thể mong gặp được người đã trải qua đúng trường hợp này chỉ bảo, nhưng mình vẫn mong nghe sự giải thích ( dù trên lý thuyết thôi) của các bạn. Bạn nào biết tài liệu gì về sản xuât loại dây này thì chỉ mình nhé, Thanks

link hình máy http://www.alibaba.com/product-gs/50267762/Annealing_Machine/showimage.html

 

[worm]

Đây đúng là một đề tài rất hay để nâng cao kiến thức, nội dung chính thuộc về xử lý nhiệt kim loại màu.
Trong thực tế thì tôi chưa được làm những sản phẩm như của bạn, nhưng qua trình bày của bạn, tôi có một số ý kiến như sau:

1. Nguyên lý xử lý nhiệt trong trường hợp này là ủ kết tinh lại.
Do phương pháp chế tạo là kéo, chuốt nên sau quá trình đó, các hạt (tinh thể) nhôm và đồng (đã được ép chặt vào nhau) bị kéo dài theo phương kéo. Các hạt này nằm song song, ép chặt nhau nhưng lệch nhau về vị trí >>> dây bị biến cứng >>> độ dẻo (mềm) theo phương ngang bị giảm >>> không cuộn lại được. Sau quá trình nung nóng như mô tả (thực tế là ủ), các hạt mới không biến dạng (có kích thước nhỏ hơn hoặc kích thước chuẩn) được tạo thành >>> khả năng biến dạng dẻo tăng >>> dây mềm hơn.

2. Chọn nhiệt độ: theo như bạn trình bày, nhiệt độ cho kết quả tốt là 420. Nhiệt độ chính xác có lẽ phải nhờ mấy đồng chí có phần mềm dựng giản đồ pha mới xác định được. Còn trong quá trình nâng nhiệt, khi bạn cho chạy ở tốc độ thấp có tác dụng kéo dài thời gian nung sản phẩm >> có thể đạt kết quả khi đảm bảo được nhiệt độ dây vượt qua nhiệt độ kết tinh lại của vật liệu (đồng hoặc nhôm, theo nhiệt độ cao hơn) .. có lẽ nhiệt độ đó < 400.

3. Hiện tượng đứt dây không phải do nhôm bị nóng chảy (vì nhiệt độ nóng chảy của nhôm là 660). Theo tôi, nguyên nhân gây đứt là do lực kéo không đồng đều trên toàn bộ tiết diện dây (do kéo bằng tay, do tiết diện trên chiều dài dây không đều ...). Bạn có thể kiểm tra lại các thông số về kích thước để xác định nguyên nhân chính xác, đồng thời thiết kế một hệ thống máy kéo dây (cơ khí và tự động) để đảm bảo lực kéo không đổi.

Để trả lời bạn cụ thể hơn nữa, chắc phải nhờ mấy đồng chí làm về nghiên cứu có đủ phần mềm để tính toán chính xác. Còn trong thực tế, theo tôi, bạn nên thử nghiệm ở một số chế độ nhiệt khác để xác định nhiệt độ tối thiểu và tốc độ tối ưu cho nhiệt độ đó. Cơ sở tính toán là lý thuyết nhưng thực tế nhiều khi rất khác, phải thử mới biết. Và sau đó, mong bạn sẽ chia sẻ cùng chúng tôi những thử nghiệm của bạn.

Chúc thành công.

 

[boma]

Cảm ơn vì bài viết của bạn, từ bài viết mình xin có 1 số câu hỏi và câu trả lời sau :

1. <Sau quá trình nung nóng như mô tả (thực tế là ủ), các hạt mới không biến dạng (có kích thước nhỏ hơn hoặc kích thước chuẩn) được tạo thành>--------> các hạt mới này là gì ? hay ý bạn là vị trí các hạt được sắp xếp lại nên khả năng biến dạng dẻo tăng
2.<có thể đạt kết quả khi đảm bảo được nhiệt độ dây vượt qua nhiệt độ kết tinh lại của vật liệu (đồng hoặc nhôm, theo nhiệt độ cao hơn)>----------->bạn có thể giải thích kỹ hơn cho mình không
3.<Hiện tượng đứt dây không phải do nhôm bị nóng chảy...>-------------------->đúng là bị nóng chảy bạn à, nhôm đọng thành giọt trong ống và lăn suống máng nước, ở phần giây bị đứt ở cả 2 đoạn, lớp đồng bọc ngoài hoàn toàn biến mất một đoạn khoảng 30 cm, phần dây nhôm bên trong sần sùi có có những hạt nhỏ hoặc nhứng mảng bị nóng chảy bám trên bề mặt
- khi dây đang chạy mà tăng nhiệt quá cao so với tốc độ lúc đó thì cũng tương tự,tuy dây không bị đứt nhưng lớp đồng bên ngoài dường như bị nứt ra (không biến mất hoàn toàn như kéo tay) nhôm bên trong chảy lỏng rồi theo những khe nứt này trào lên bề mặt đọng thành giọt nhỏ trên suốt bề mặt dây. Lúc này sờ tay có cảm giác giây rất sần sùi, dây trở nên rất dòn dễ đứt dù đang được kéo bằng máy với tốc độ đều, tụi mình hay gọi là dây bị "nổ". Với kích thươc quá nhỏ của dây (D = 0.25 mm) và tốc độ kéo bằng tay thì điều này (nóng chảy) có thể xảy ra không ?
3. Biết kích thước dây, tốc độ di chuyển của dây, tốc độ truyền nhiệt của vật liệu, lượng nhiệt cần để làm mềm một đơn vị khối lượng vật liệu mình có thể tính được thời gian và nhiệt độ cần thiết được không ?
4. Dòng nhiệt khi tăng hay giảm thì có quán tính nhiệt không ?
5. Đối với dây đồng nguyên chất khi ủ phải dùng loại dầu ủ riêng nhưng tại sao dây CCA này thì chỉ cần dùng nước ?
6. Đồng dẻo hơn nhôm nên người ta bọc bên ngoài để tăng cơ tính cho sợi dây CCA (mình thấy dây nhôm dễ bị gãy hoặc đứt hơn dây đồng), nên mình nghĩ trong quá trình ủ làm sao bảo vệ được lớp đồng này (lúc này có lẽ chỉ còn vài micromet) đồng thời thỏa mãn nhiệt cho lớp nhôm bên trong thì sẽ giảm hiện tượng dây bị đứt
Có lời nào ngô nghê mong các bạn bỏ qua (không biết thì không có tội mà). Mình sẽ tiếp tục gởi các quá trình thực nghiệm của mình, mong nhận được sự quan tâm của các bạn

 

[worm]

Xin lỗi vì trả lời bạn hơi muộn

1.2. Bạn nên tìm đọc các sách như "Vật liệu học" - Chủ biên Lê Công Dưỡng, "Công nghệ nhiệt luyện" - Phạm thị Minh Phương & Tạ Văn Thất ... hoặc tìm kiếm trên mạng với các từ khóa "crystalize" "annealing" để tìm hiểu thêm vì để giải thích rõ ràng thì rất dài và nhiều vấn đề liên quan. Tuy nhiên, bạn có thể hiểu sơ sơ qua ví dụ sau: bạn lấy vài cái đũa cho vào 1 bao vải mềm >>> khó và gần như không uốn ngang được, sau đó, bạn dùng sống dao đập gẫy vụn mấy chiếc đũa trong bao đó rồi nhận xét về khả năng uốn ngang sau khi đập gãy vụn. Nguyên tắc xử lý nhiệt để kết tinh lại cũng gần giống như thế: các hạt sau chuốt (kéo) có hình dạng dài theo phương kéo >>> ủ kết tinh lại (nung nóng, giữ nhiệt, nguội chậm >> tạo mầm >> phát triển hạt) >>> hạt nhỏ mịn >>> tăng khả năng biến dạng dẻo. Ngoài ra, khi ủ kết tinh lại cũng góp phần làm đồng đều thành phần (tăng mức độ gắn kết giữa vỏ đồng bọc ngoài và lõi nhôm).

3. Bạn có thể kiểm tra lại xem có hiện tượng quá nhiệt trong ống đó hay không? Và có thể thử nghiệm ở nhiệt độ thấp hơn?

4. Thời gian giữ nhiệt tùy thuộc tốc độ kéo dây của bạn. Nhưng nhiệt độ cần thiết thì không đủ dữ liệu để tính chính xác (do phụ thuộc vào thành phần vật liệu, giản đồ pha)

5. Tất nhiên là có nhưng ít khi gọi là quán tính nhiệt. Tuy nhiên, do đường kính dây của bạn rất nhỏ nên có thể coi như không có hiện tượng này, nhiệt độ dâu có thể coi xấp xỉ nhiệt độ thiết bị nung.

6. Để tránh hiện tượng giòn của đồng (khi đường kích đủ lớn) do lẫn oxy trong thành phần (còn gọi là giòn hydro) nên cần dùng loại dầu riêng để tránh hiện tượng này. Theo suy nghĩ của tôi, có thể do quá trình cán làm cho lớp đồng có chiều dày rất nhỏ nên lượng oxy trong vật liệu gần như không còn nhiều >>> không cần thiết dùng loại dầu riêng.

7. Theo tôi, lý do bọc đồng bên ngoài không phải vì đồng dẻo hơn mà lý do chính là tăng khả năng dẫn điện của dây và có thể là cả chống nhiễu.

Bạn thử tham khảo nội dung sau: http://users.lmi.net/drewid/Arts_resources_page.html

 

[boma]

Mâý bưã nay quá bận cộng vơí maý tính bị hư nên hôm nay mơí vaò thăm ae được
Tình hình noí chung là ổn rôì, tuy nhiên không có nhiệt độ ủ chính xác (đã hoỉ bên bán maý) mà tuỳ thuộc vaò kinh nghiệm và thực tế sản xuất cuả mình thôi. Từ yêu câù về năng suất sẽ chọn nhiệt độ tốc độ thích hợp
Còn hiện tượng đứt dây do quá nóng có nhiêù nguyên nhân, nhưng sau khi giaỉ quyết 2 vấn đề là vệ sinh trong các đường ống và set laị các thông số cuả bộ điêù khiển nhiệt độ thì kết quả rất khả quan .
Kiêủ sử lý nhiệt naỳ là ủ hay tôi các bạn nhỉ, làm mềm thì cần ủ nghiã là phaỉ làm nguôị từ từ đàng naỳ dây đang nóng thì đi ngay vaò máng nươc ( khoảng 70 độ C) để làm nguôị, sao dống tôi thế
Thanks worm về đường link, rất hay.

 

[pse]

Cảm ơn các bác về đề tài này. Mình thấy rất hay.
Để giả bài toán công nghệ này sẽ phải mất rất nhiều thời gian đó bạn ah. Để biết được những ứng dụng cũng như nghiên cứu ứng dụng nhứng đặc tính của loại dây CCA này bạn cũng có thể tìm cuốn "Lý Thuyết trường" , "Liên kết lưỡng kim", ... sẽ giúp bạn rất nhiều trong vấn đề bạn đang gặp phải.

Nếu thấy hay thì click Thanks! nhé

 

[arakito01]

Ðề: Re: Ủ mềm dây nhôm bọc đồng, anh em nào có thể giải thích giùm ?

Xin chào mọi người, mình đang gặp một số vấn đề trong việc Ủ mềm dây đồng. Dây mình ủ ra không được đỏ sáng mà bị loang mầu, có chỗ thì bị xỉn đen. Mình thử kín thì không phát hiện bị hở khí. Trong quá trình ủ, mình có bơm khí Nito, liệu có thể khí Nito của mình không sạch không nhỉ? Mong mọi người giúp đỡ

 

[Phung]

Re: Ðề: Re: Ủ mềm dây nhôm bọc đồng, anh em nào có thể giải thích giùm ?

Biến màu do đồng bị oxy hoá. Sử dụng khí N2 một mình thì chưa đủ vì trong lò vẫn còn oxygen. Sử dụng hỗn hợp khí N2+H2 (H2<5%). Cẩn thận khi dùng khí H2 vì neu vượt 1 giới hạn nồng độ (>7%) có nguy cơ gây nổ.

 

[arakito01]

Ðề: Ủ mềm dây nhôm bọc đồng, anh em nào có thể giải thích giùm ?

Bạn Phung nói cũng có lý, nhưng mình vẫn còn 1 thắc mắc đó là: trước thời điểm xảy ra sự cố thì vẫn chỉ bơm khí Nito vào thôi mà đồng ủ ra vẫn đỏ. Nhưng sau khi thay van khí mới thì mới xảy ra hiện tượng trên. Đã cho ngâm cả lò ủ xuống nước mà không phát hiện dò khí. Liệu còn có nguyên nhân nào nữa không các bạn !!!

 

[Phung]

Re: Ðề: Ủ mềm dây nhôm bọc đồng, anh em nào có thể giải thích giùm ?

Có nhiều lý do đồng biến màu khi xử lý nhiệt trong môi trường khí trơ (N2):
1. Lý do thường gặp nhất là do lò vẫn còn oxygen nên oxi hoá đồng làm bề mặt đồng trở nên xám đen (tạo CuO, Cu2O). Thử nhúng mẫu vào dung dich acid loãng nếu đồng sáng trở lại nghĩa là đồng đã bị oxi hoá. Nếu đồng vẫn bị xám đen, trong trường hợp này do dầu nhờn (lubrifiant) sử dụng khi cán, kéo...còn lại trên bề mặt đồng. Cần phải xác định thời gian xả N2 trước khi cho vận hành lò để đuổi oxygen ra khỏi lò ủ. Thời gian ngắn sẽ không đuổi hết oxygen ra khỏi lò, hậu qủa là oxi hoá bề mặt. Thời gian cần thiết tùy thuộc vào thể tích lò, thể tích sợi đồng trong lò....cách sắp đặt trong lò.
2. Sợi đồng chưa hoàn toàn khô hoặc bẩn do dầu nhờn (lubricant) còn lại trên bề mặt đồng..