纳米金刚石复合涂层紧压模的应用
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(2) 对所用的圆铜单线的伸长率要求较高 。线 径在 1. 0 mm 以上的圆铜线其伸长率应大于 30 % , 若低于 30 % ,在绞制线过程中会发生股线的断裂现 象。
(3) 在生产过程中由于合金模的磨损 ,会造成 导体截面积的不稳定 。
(4) 采用拉拔式合金模具 ,对铜单线的表面质 量要求很高 。铜单线在连续退火时 ,因“打火”现象 其表面会产生毛刺 ,当将其进行导线绞合并拉拔时 , 会严重降低合金模具的使用寿命 (最短的只能生产 约 5 km) ,并且使模具内孔表面严重磨损 ,从而导致 绞合导体截面积的不稳定 。
由于我公司圆形紧压导体生产的批量较大 ,以 前使用普通硬质合金模时 ,每年要报废近千只左右 , 因此常用规格的模具库存要十几只以上 ,非常用规 格的模具库存要数只以上 ,占用大量库存空间 ,管理 人员工作量很大 。而使用新型的纳米金刚石复合涂 层紧压模 ,常用规格的模具库存只需 3 只 ,非常用规 格的模具库存只需 2 只 。大大减少了模具库存 ,降 低了管理费用 。 3. 6 为导体绞合工艺的改进设计提供了可能
表 3 两种模具绞制的导体其电阻平均值比较( 单位 :ΩΠkm)
导体标称 纳米金刚石复合 硬质合金模
截面Πmm2 涂层紧压模
标称值
240
0. 0738
0. 0745
0. 0754
400
0. 0455
0. 0462
0. 0470
3. 3 节省原材料 、提高生产率和经济效益 使用圆形紧压导体的常规产品批量大、长度长 ,
表 3 为采用两种模具生产的紧压导体的导体电 阻平均值的比较 。由于纳米金刚石复合涂层紧压模 从模具起始使用到报废时紧压导体的截面积略有增 大 ,因此其平均电阻值的变化较小 ,与标准值相比有 较大裕量 。而采用硬质合金模具拉拔 ,由于紧压导 体截面积变小 ,因此其平均电阻值有增大的趋势 ,尽 管仍能满足标准的要求 ,但裕量较小 。
模报废时的导体截面积略大于起始时截面积 ,非常 稳定 。这是由于其内孔表面硬度大 、光洁度高 ,因此 在拉拔过程中摩擦力小 、内孔径变化很小 ,导致紧压 导体截面积变化很小 。采用硬质合金模紧压导体的 截面积起初呈减小的趋势 ,这是由于随着绞制Π紧压 的加工时间的增加 ,普通硬质合金模内孔表面变得 粗糙 ,导致绞线与模具之间摩擦阻力加大 ,导线延伸 量增加 ,引起紧压导体的截面积变小 ;但是随着加工 时间继续不断地增加 ,普通硬质合金模内孔径由于 磨损的原因而逐渐变大 ,最终导致紧压导体的截面 积呈增大的趋势 。
Application of Compacting Dies with Composite Nanocrystalline Diamond Coating LI Zhen2quan , et al
( HuaPu Cable Co. , Ltd. , Shanghai , Shanghai 201111 , China) Abstract : The comparison between the performance of compacting dies with composite nanocrystalline diamond coating and that of ordinary carbide compacting dies during the conductor stranding and compacting process indicates that use of dies with composite nanocrystalline diamond coating has the advantages of lengthening the service life of tooling , saving resources , increasing production , improving product quality and decreasing dies inventory. Key words : nanometer technology ; compact conductor ; compacting dies with composite nanocrystalline diamond coating ; carbide compacting dies ; analysis and comparison ; application
合工艺上进行紧压成型 。该模具最大优点是在导体 绞合过程中 ,不需要生产工人频繁调节滚压轮 ,导体 外径是由模具的内孔直径所确定 ,不产生棱角 ,提高 了导体的圆整度及表面质量 ,也提高了生产效率 。 但长时间使用仍存在许多不足 :
(1) 硬质合金模具的使用寿命不够长 。通常使 用寿命为每一规格产品的制造长度约为 30～50 km。
另外 ,由于纳米金刚石复合涂层紧压模的内孔 表面硬度高 ,对绞线用单线的表面质量要求不很苛 刻 ,因此不需频繁调换连续退火拉丝用的退火环 。 3. 4 提高产品质量
用纳米金刚石复合涂层紧压模绞制Π紧压的紧
·47 ·
2005 年第 5 期 No. 2 2005
电线电缆 Electric Wire & Cable
年可节约铜材料约 200 t 。
4 使用中几个现象的说明
(1) 纳米金刚石复合涂层紧压模刚开始使用 时 ,模口处的铜屑较多 ,这是由于铜单线刚进入新模 具时 ,模孔内表面有微小不圆滑 ,但生产长度达 30 km 左右后 ,铜屑明显减少 。
(2) 若用罐式退火的电工圆铜单线进行绞制 , 由于其未采用连续退火装置 ,就不存在由于退火环 处“打火”等原因而产生的毛刺现象 ,故使用的纳米 金刚石复合涂层紧压模的寿命更长 ,更具有优势 。
3 新型纳米金刚石复合涂层紧压模的优点 及应用
收稿日期 :2004210226 作者简介 :李振权 (1964 - ) ,男 ,上海人 ,工程师. 作者地址 :上海市闵行区光华路 2800 号[201111 ] .
上海交友钻石涂层有限公司应用国家 863 科技 攻关项目 ,在国内率先采用纳米技术 ,在传统的圆形 硬质合金模内孔表面涂覆金刚石 ,并采用特殊的研
人力 、物力 、财力 ,我公司通过大量试验 ,得出如下结
论。
3. 1 延长模具的使用寿命
纳米处理的纳米金刚石复合涂层紧压模 ,由于 其内孔表面光洁度高 、硬度高 ,散热效率高 ,降低了
软圆铜绞线进入模具拉拔的摩擦力和减少了发热现
象 。延长了模具的使用寿命 。表 1 为同规格的纳米
金刚石复合涂层紧压模与普通的硬质合金模平均生
130 km ,这主要与其组合的合金模的材质 、硬度等有
关 ;普通的硬质合金模在单线表面质量不理想时 ,生 产长度甚至于仅为 5 、6 km 就要报废 。
3. 2 导体截面积保持稳定 长时间使用该种模具证实了导体截面积非常稳
定 。表 2 为两种模具从起始到报废的导体截面积变
化的比较 。图 1 为两种模具生产标称截面积为 400 mm2 紧压导体截面积与生产长度的关系曲线 。
2005 年第 2 期 No. 2 2005
电线电缆 Electric Wire & Cable
2005 年 4 月 Apr. ,2005
纳米金刚石复合涂层紧压模的应用
李振权 , 周 雁 , 刘 洋
(上海华普电缆有限公司 , 上海 201111)
摘要 :通过在紧压导体绞制Π紧压工艺中使用的纳米金刚石复合涂层紧压模与普通硬质合金模的分析比较 ,认
由于采用硬质合金模进行绞制Π拉拔工艺 ,紧压 导体起初时的截面大 ,模具报废时截面小 ,因此 ,要 使模具报废时的导体电阻合格 ,就需增大导体的设 计截面 ,以留有一定的裕量 ,这不可避免的造成铜材 料的浪费 。而采用新型纳米金刚石复合涂层的紧压 模 ,就可避免这种现象的产生 ,因此导体初始的设计 截面可以适当地减小 ,节约铜材料 。若将紧压导体 的截面减小约 1 % ,按年用铜量为 2 万 t 计算 ,则每
1 引 言
1 kV 及以上额定电压的交联聚乙烯绝缘电力 电缆的导体通常采用圆形紧压绞合导体 ,其表面光 滑度将直接影响到导体屏蔽层的质量和电缆使用的 寿命 。常用的导体紧压方法有两种 :一种是紧压轮 紧压 ;另一种是拉线紧压模的拉拔 。经拉线紧压模 拉拔后的紧压导体 ,表面光亮 ,尺寸精确 。本文通过 对纳米金刚石复合涂层紧压模与普通硬质合金模进 行分析比较 ,认为纳米金刚石涂层紧压模具有使用 寿命长 ,生产效率高 、制造成本低和产品质量高等优 点。
产长度的比较 。
表 1 两种模具平均生产长度的比较 ( 单位 :km)
导体标称截面Πmm2 纳米金刚石复合涂层紧压模 硬质合金模
240
250
34. 5
400
558
45
由表 1 可见 ,纳米金刚石复合涂层紧压模比硬
质合金模使用寿命延长 7. 2～12. 4 倍 。有时也有少
部分纳米金刚石复合涂层紧压模最短使用寿命为
2 普通硬质合金模的优缺点
圆形紧压绞合导体的生产 ,最早是分层绞合后 , 通过多组滚压轮滚压成型的 。导体的圆整度主要靠 工人频繁停车测量并通过调节各对滚压轮位置或距 离来完成 ,需要生产工人有较高技术和丰富的经验 。 然而这种人为控制的因素使得绞合导体仍时有棱角 的产生 ,表面圆整度差 ,影响电缆的电性能 ,增加了 电缆击穿的可能性 。之后 ,随着人们对应用于拉丝 的圆形硬质合金模的不断认识 ,将其应用于导体绞
为纳米金刚石复合涂层紧压模具有使用寿命长 、节省资源 、提高生产率和产品质量 、减少模具库存等优点 。
关键词 :纳米技术 ; 紧压导体 ; 金刚石复合涂层紧压模 ; 硬质合金模具 ; 分析比较 ; 应用
中图分类号 : TM244. 2
文献标识码 :A
文章编号 :167226901 (2005) 0220046203
2005 年第 5 期 No. 2 2005
(3) 在生产过程中由于合金模的磨损 ,会造成 导体截面积的不稳定 。
(4) 采用拉拔式合金模具 ,对铜单线的表面质 量要求很高 。铜单线在连续退火时 ,因“打火”现象 其表面会产生毛刺 ,当将其进行导线绞合并拉拔时 , 会严重降低合金模具的使用寿命 (最短的只能生产 约 5 km) ,并且使模具内孔表面严重磨损 ,从而导致 绞合导体截面积的不稳定 。
由于我公司圆形紧压导体生产的批量较大 ,以 前使用普通硬质合金模时 ,每年要报废近千只左右 , 因此常用规格的模具库存要十几只以上 ,非常用规 格的模具库存要数只以上 ,占用大量库存空间 ,管理 人员工作量很大 。而使用新型的纳米金刚石复合涂 层紧压模 ,常用规格的模具库存只需 3 只 ,非常用规 格的模具库存只需 2 只 。大大减少了模具库存 ,降 低了管理费用 。 3. 6 为导体绞合工艺的改进设计提供了可能
表 3 两种模具绞制的导体其电阻平均值比较( 单位 :ΩΠkm)
导体标称 纳米金刚石复合 硬质合金模
截面Πmm2 涂层紧压模
标称值
240
0. 0738
0. 0745
0. 0754
400
0. 0455
0. 0462
0. 0470
3. 3 节省原材料 、提高生产率和经济效益 使用圆形紧压导体的常规产品批量大、长度长 ,
表 3 为采用两种模具生产的紧压导体的导体电 阻平均值的比较 。由于纳米金刚石复合涂层紧压模 从模具起始使用到报废时紧压导体的截面积略有增 大 ,因此其平均电阻值的变化较小 ,与标准值相比有 较大裕量 。而采用硬质合金模具拉拔 ,由于紧压导 体截面积变小 ,因此其平均电阻值有增大的趋势 ,尽 管仍能满足标准的要求 ,但裕量较小 。
模报废时的导体截面积略大于起始时截面积 ,非常 稳定 。这是由于其内孔表面硬度大 、光洁度高 ,因此 在拉拔过程中摩擦力小 、内孔径变化很小 ,导致紧压 导体截面积变化很小 。采用硬质合金模紧压导体的 截面积起初呈减小的趋势 ,这是由于随着绞制Π紧压 的加工时间的增加 ,普通硬质合金模内孔表面变得 粗糙 ,导致绞线与模具之间摩擦阻力加大 ,导线延伸 量增加 ,引起紧压导体的截面积变小 ;但是随着加工 时间继续不断地增加 ,普通硬质合金模内孔径由于 磨损的原因而逐渐变大 ,最终导致紧压导体的截面 积呈增大的趋势 。
Application of Compacting Dies with Composite Nanocrystalline Diamond Coating LI Zhen2quan , et al
( HuaPu Cable Co. , Ltd. , Shanghai , Shanghai 201111 , China) Abstract : The comparison between the performance of compacting dies with composite nanocrystalline diamond coating and that of ordinary carbide compacting dies during the conductor stranding and compacting process indicates that use of dies with composite nanocrystalline diamond coating has the advantages of lengthening the service life of tooling , saving resources , increasing production , improving product quality and decreasing dies inventory. Key words : nanometer technology ; compact conductor ; compacting dies with composite nanocrystalline diamond coating ; carbide compacting dies ; analysis and comparison ; application
合工艺上进行紧压成型 。该模具最大优点是在导体 绞合过程中 ,不需要生产工人频繁调节滚压轮 ,导体 外径是由模具的内孔直径所确定 ,不产生棱角 ,提高 了导体的圆整度及表面质量 ,也提高了生产效率 。 但长时间使用仍存在许多不足 :
(1) 硬质合金模具的使用寿命不够长 。通常使 用寿命为每一规格产品的制造长度约为 30～50 km。
另外 ,由于纳米金刚石复合涂层紧压模的内孔 表面硬度高 ,对绞线用单线的表面质量要求不很苛 刻 ,因此不需频繁调换连续退火拉丝用的退火环 。 3. 4 提高产品质量
用纳米金刚石复合涂层紧压模绞制Π紧压的紧
·47 ·
2005 年第 5 期 No. 2 2005
电线电缆 Electric Wire & Cable
年可节约铜材料约 200 t 。
4 使用中几个现象的说明
(1) 纳米金刚石复合涂层紧压模刚开始使用 时 ,模口处的铜屑较多 ,这是由于铜单线刚进入新模 具时 ,模孔内表面有微小不圆滑 ,但生产长度达 30 km 左右后 ,铜屑明显减少 。
(2) 若用罐式退火的电工圆铜单线进行绞制 , 由于其未采用连续退火装置 ,就不存在由于退火环 处“打火”等原因而产生的毛刺现象 ,故使用的纳米 金刚石复合涂层紧压模的寿命更长 ,更具有优势 。
3 新型纳米金刚石复合涂层紧压模的优点 及应用
收稿日期 :2004210226 作者简介 :李振权 (1964 - ) ,男 ,上海人 ,工程师. 作者地址 :上海市闵行区光华路 2800 号[201111 ] .
上海交友钻石涂层有限公司应用国家 863 科技 攻关项目 ,在国内率先采用纳米技术 ,在传统的圆形 硬质合金模内孔表面涂覆金刚石 ,并采用特殊的研
人力 、物力 、财力 ,我公司通过大量试验 ,得出如下结
论。
3. 1 延长模具的使用寿命
纳米处理的纳米金刚石复合涂层紧压模 ,由于 其内孔表面光洁度高 、硬度高 ,散热效率高 ,降低了
软圆铜绞线进入模具拉拔的摩擦力和减少了发热现
象 。延长了模具的使用寿命 。表 1 为同规格的纳米
金刚石复合涂层紧压模与普通的硬质合金模平均生
130 km ,这主要与其组合的合金模的材质 、硬度等有
关 ;普通的硬质合金模在单线表面质量不理想时 ,生 产长度甚至于仅为 5 、6 km 就要报废 。
3. 2 导体截面积保持稳定 长时间使用该种模具证实了导体截面积非常稳
定 。表 2 为两种模具从起始到报废的导体截面积变
化的比较 。图 1 为两种模具生产标称截面积为 400 mm2 紧压导体截面积与生产长度的关系曲线 。
2005 年第 2 期 No. 2 2005
电线电缆 Electric Wire & Cable
2005 年 4 月 Apr. ,2005
纳米金刚石复合涂层紧压模的应用
李振权 , 周 雁 , 刘 洋
(上海华普电缆有限公司 , 上海 201111)
摘要 :通过在紧压导体绞制Π紧压工艺中使用的纳米金刚石复合涂层紧压模与普通硬质合金模的分析比较 ,认
由于采用硬质合金模进行绞制Π拉拔工艺 ,紧压 导体起初时的截面大 ,模具报废时截面小 ,因此 ,要 使模具报废时的导体电阻合格 ,就需增大导体的设 计截面 ,以留有一定的裕量 ,这不可避免的造成铜材 料的浪费 。而采用新型纳米金刚石复合涂层的紧压 模 ,就可避免这种现象的产生 ,因此导体初始的设计 截面可以适当地减小 ,节约铜材料 。若将紧压导体 的截面减小约 1 % ,按年用铜量为 2 万 t 计算 ,则每
1 引 言
1 kV 及以上额定电压的交联聚乙烯绝缘电力 电缆的导体通常采用圆形紧压绞合导体 ,其表面光 滑度将直接影响到导体屏蔽层的质量和电缆使用的 寿命 。常用的导体紧压方法有两种 :一种是紧压轮 紧压 ;另一种是拉线紧压模的拉拔 。经拉线紧压模 拉拔后的紧压导体 ,表面光亮 ,尺寸精确 。本文通过 对纳米金刚石复合涂层紧压模与普通硬质合金模进 行分析比较 ,认为纳米金刚石涂层紧压模具有使用 寿命长 ,生产效率高 、制造成本低和产品质量高等优 点。
产长度的比较 。
表 1 两种模具平均生产长度的比较 ( 单位 :km)
导体标称截面Πmm2 纳米金刚石复合涂层紧压模 硬质合金模
240
250
34. 5
400
558
45
由表 1 可见 ,纳米金刚石复合涂层紧压模比硬
质合金模使用寿命延长 7. 2～12. 4 倍 。有时也有少
部分纳米金刚石复合涂层紧压模最短使用寿命为
2 普通硬质合金模的优缺点
圆形紧压绞合导体的生产 ,最早是分层绞合后 , 通过多组滚压轮滚压成型的 。导体的圆整度主要靠 工人频繁停车测量并通过调节各对滚压轮位置或距 离来完成 ,需要生产工人有较高技术和丰富的经验 。 然而这种人为控制的因素使得绞合导体仍时有棱角 的产生 ,表面圆整度差 ,影响电缆的电性能 ,增加了 电缆击穿的可能性 。之后 ,随着人们对应用于拉丝 的圆形硬质合金模的不断认识 ,将其应用于导体绞
为纳米金刚石复合涂层紧压模具有使用寿命长 、节省资源 、提高生产率和产品质量 、减少模具库存等优点 。
关键词 :纳米技术 ; 紧压导体 ; 金刚石复合涂层紧压模 ; 硬质合金模具 ; 分析比较 ; 应用
中图分类号 : TM244. 2
文献标识码 :A
文章编号 :167226901 (2005) 0220046203
2005 年第 5 期 No. 2 2005
