裸铜绞线作为电力、电子及通信领域的核心导电材料，其生产工艺需兼顾导电性能、机械强度和尺寸精度。其生产流程涵盖从原材料到成品的多个精密环节，每个步骤均需严格控温、控压及参数匹配。以下是裸铜绞线生产工艺的详细流程及关键技术要点：
一、原材料准备与预处理
1. 铜杆选材
材质要求：
选用高纯度无氧铜杆（含铜量≥99.95%），杂质含量（如氧、硫、磷）需符合GB/T 3952-2016标准，以降低电阻率（20℃时≤0.017241Ω·mm²/m）。
铜杆直径通常为Φ8mm或Φ12mm，表面应光滑、无裂纹或氧化层。
供应商管理：
优先选择通过ISO 9001认证的供应商，并要求提供材质检测报告（如光谱分析、电阻率测试）。
2. 铜杆预处理
表面清洁：
机械除锈：通过钢丝刷或砂带机去除铜杆表面氧化皮和油污，清洁度需达到Sa2.5级（GB/T 8923.1-2011）。
化学清洗：用5%硫酸溶液浸泡1-2分钟，中和表面碱性残留，再用去离子水冲洗干燥。
矫直处理：
通过多辊矫直机将铜杆弯曲度控制在≤1mm/m，避免后续拉丝时断线。
二、拉丝工艺：铜杆→单丝
1. 拉丝原理
冷加工硬化：通过模具拉伸使铜杆直径减小、长度增加，同时提高抗拉强度（从软态约200MPa提升至硬态约400MPa）。
道次设计：
采用多道次拉丝（通常8-12道），每道次减面率控制在10%-15%，避免单次变形过大导致断线。
示例：Φ8mm铜杆→Φ6mm→Φ4mm→Φ3mm→Φ2.5mm→Φ2.24mm（最终单丝直径）。
2. 关键设备与参数
拉丝机：
选用直进式拉丝机，配备变频调速系统（速度范围0.5-15m/s）和张力闭环控制，确保拉丝稳定性。
模具配置：
模具材质：聚晶钻石（PCD）或天然钻石，耐磨性高。
模具角度：入口角12°-15°，工作区角度6°-8°，以减少摩擦热。
润滑冷却：
采用水溶性拉丝液（浓度3%-5%），通过喷淋系统循环使用，控制模具温度≤60℃。
3. 质量检测
在线检测：
激光测径仪实时监测单丝直径，偏差需≤±0.005mm。
张力传感器监控拉丝张力，波动范围≤±5N。
离线检测：
截取1m长单丝，用千分尺测量3处直径取平均值。
按GB/T 4909.2-2009测试单丝抗拉强度，硬态单丝需≥392MPa。
三、退火工艺：消除冷加工硬化
1. 退火目的
恢复铜的延展性，降低电阻率（退火后电阻率较拉丝态降低约2%-3%）。
消除内应力，避免绞线时断股或松散。
2. 退火方法
连续退火炉：
炉内通入氮气（纯度≥99.99%），氧含量≤50ppm，防止铜丝氧化。
软态单丝：退火温度400-450℃，保温时间2-3秒。
半硬态单丝：退火温度300-350℃，保温时间1-2秒。
温度控制：
气氛保护：
电阻退火：
通过单丝通电流（电流密度10-15A/mm²）产生焦耳热，实现局部退火，适用于小批量生产。
3. 质量检测
硬度测试：
用维氏硬度计（HV）测试退火后单丝硬度，软态单丝HV≤80，半硬态HV≤120。
电阻率测试：
按GB/T 3048.2-2007测试20℃时电阻率，需≤0.0174Ω·mm²/m（软态）或≤0.0176Ω·mm²/m（半硬态）。
四、绞线工艺：单丝→绞线
1. 绞线结构分类
同心绞线：
股线围绕中心股分层绞合，每层股数比内层多6根（如中心1根，第一层6根，第二层12根）。
适用于大截面绞线（如标称截面积50mm²以上）。
束绞线：
所有股线同时绞合，无明确分层，绞合方向一致。
适用于小截面绞线（如标称截面积10-35mm²），柔软性好。
复绞线：
先绞制股线（如7根单丝绞成一股），再将多股绞合成线，适用于超大型绞线（如标称截面积100mm²以上）。
2. 关键设备与参数
绞线机：
选用框式绞线机，配备张力控制系统（张力波动≤±3N）和断线自动停车装置。
绞合节距：
节距=绞线直径×8-12倍（如绞线直径10mm，节距80-120mm），节距越小，绞线越柔软但成本越高。
绞合方向：
电力电缆通常采用右向绞合（从绞线前端看顺时针方向），以减少安装时的扭转应力。
3. 质量检测
外观检查：
绞线应紧密、无松散或断股，股线间隙≤单丝直径的20%（如单丝直径0.25mm，间隙≤0.05mm）。
直径测量：
用千分尺测量绞线直径，偏差需≤标称直径的±1%（如标称直径10mm，允许偏差±0.1mm）。
节距验证：
选取1个完整绞合周期，用游标卡尺测量节距，偏差需≤±5mm。
五、后处理工艺：增强性能与稳定性
1. 涂层处理（可选）
目的：
提高耐腐蚀性（如沿海地区使用）或润滑性（如高速连续绞线）。
方法：
镀锡：通过热浸镀或电镀在铜绞线表面形成0.5-1μm锡层，耐盐雾时间≥48小时（GB/T 10125-2012）。
涂蜡：喷涂微晶蜡（熔点60-70℃），降低表面摩擦系数，便于后续电缆成型。
2. 定尺切割与包装
定尺切割：
按客户要求切割长度（如500m/盘或1000m/盘），切割公差≤±0.5m。
包装防护：
轴盘内径400-600mm，外径800-1200mm，宽度200-300mm，用木轴或塑料轴固定。
包装箱需防潮、防震，标注产品名称、规格、批号及生产日期。
六、行业应用案例参考
电力电缆领域：
国家电网《架空绝缘电缆技术规范》：要求绞线节距比≤12，且绞线表面光滑无毛刺。
新能源汽车领域：
GB/T 31467.3-2015：规定铜绞线需通过盐雾试验48小时，表面无点蚀，且20℃时直流电阻≤0.387Ω/km（标称截面积50mm²）。
电子连接器领域：
IPC-6012：要求绞线弯曲性能测试中，芯轴直径=绞线直径×3，弯曲后无裂纹。
总结
裸铜绞线生产工艺需通过“拉丝→退火→绞线→后处理”四大核心环节，结合精密设备控制（如激光测径仪、张力控制系统）和严格参数管理（如退火温度、绞合节距），确保产品电阻率≤0.0176Ω·mm²/m、抗拉强度≥392MPa、直径偏差≤±1%。企业应建立标准化作业流程（SOP），并定期校准设备（如千分尺、退火炉温度计），以降低不良率（目标≤0.5%），提升产品市场竞争力。
