裸铜绞线生产过程中，温度控制是确保产品性能（如导电性、机械强度、表面质量）的核心环节，贯穿拉丝、退火、绞线等关键工序。以下是各环节的温度控制要点及技术依据：
一、拉丝工序：冷加工中的温度管理
1. 温度控制目标
避免过热：拉丝时铜与模具摩擦产生热量，若温度过高（>80℃），会导致：
铜表面氧化（生成Cu₂O，电阻率上升）；
模具磨损加剧（PCD模具耐温≤600℃，但长期高温会降低硬度）；
单丝直径波动（热膨胀导致尺寸超差）。
典型控制范围：模具出口温度≤60℃，铜杆入口温度≤40℃（室温）。
2. 关键控制措施
润滑冷却系统：
模具入口：高压喷淋（压力0.2-0.3MPa），直接冷却铜杆与模具接触面；
模具出口：雾化喷淋（压力0.1-0.15MPa），避免液体残留导致氧化。
冷却介质：水溶性拉丝液（浓度3%-5%），含极压添加剂（如氯化石蜡）以减少摩擦。
喷淋方式：
设备设计优化：
选用分段式拉丝模盒，每道次独立冷却，防止热量累积；
模具材质：PCD（聚晶钻石）或天然钻石，导热系数高（PCD导热率≈700W/m·K），利于散热。
3. 温度监测与调整
在线监测：
红外测温仪（精度±1℃）实时监测模具出口温度，超温时自动增加喷淋流量；
温度-张力联动控制：温度升高时，系统自动降低拉丝速度（如从10m/s降至8m/s）以减少摩擦热。
离线验证：
每2小时用点温计测量铜杆表面温度，确保≤40℃；
截取单丝进行金相分析，检查氧化层厚度（应≤0.5μm）。
二、退火工序：温度精准控制的核心环节
1. 温度控制目标
软态单丝：
退火温度400-450℃，保温时间2-3秒，使铜晶粒再结晶，抗拉强度降至392MPa以下，延伸率≥25%。
半硬态单丝：
退火温度300-350℃，保温时间1-2秒，部分消除冷加工硬化，抗拉强度400-450MPa，延伸率15%-20%。
温度偏差影响：
温度过低（<380℃）：再结晶不完全，单丝发脆，绞线时易断股；
温度过高（>480℃）：晶粒粗大，单丝变软，绞线后易松散。
2. 关键控制技术
连续退火炉设计：
炉内通入氮气（纯度≥99.99%），氧含量≤50ppm，防止铜氧化；
炉口设置密封辊，减少空气进入。
电加热：采用硅碳棒或电阻丝，温度均匀性±5℃；
燃气加热：配备比例调节阀，通过氧含量分析仪（检测范围0-25%）控制燃烧效率。
加热方式：
气氛保护：
温度分区控制：
预热区（150-200℃）：缓慢升温，避免热应力导致单丝变形；
退火区（400-450℃）：核心控温段，采用PID调节（比例带5%-10%，积分时间1-2分钟）；
冷却区（≤100℃）：风冷或水冷，快速终止再结晶过程，防止晶粒异常长大。
3. 温度监测与校准
在线监测：
热电偶（K型或S型）多点布置（每500mm一个测温点），实时反馈温度至PLC系统；
红外测温仪辅助监测炉内温度分布，确保无局部过热。
离线校准：
每月用标准温度计（精度±0.5℃）校准热电偶，偏差超±3℃时更换；
每批次退火后取样测试单丝硬度（HV≤80为合格），验证温度控制效果。
三、绞线工序：温度辅助控制
1. 温度控制目标
减少摩擦生热：绞线时股线与绞弓、压模摩擦，温度升高可能导致：
铜表面氧化（尤其无涂层时）；
绞线直径膨胀（热膨胀系数α=16.5×10⁻⁶/℃），影响尺寸精度。
典型控制范围：绞线机出口温度≤50℃，环境温度20-30℃。
2. 关键控制措施
设备降温设计：
绞弓采用空心结构，内部通循环冷却水（流量2-3L/min），降低接触面温度；
压模材质：硬质合金（YG8），导热系数低（≈80W/m·K），减少热量传递。
工艺优化：
降低绞线速度（如从15m/s降至12m/s），减少单位时间摩擦热；
选用低摩擦系数涂层（如聚四氟乙烯）的收线盘，减少绞线与盘具摩擦。
3. 温度监测与调整
在线监测：
红外测温仪监测绞线出口温度，超温时自动启动冷却风扇（风速2-3m/s）；
温度-速度联动控制：温度升高时，系统优先降低绞线速度，其次增加冷却风量。
离线验证：
每班测量绞线直径3次（取平均值），验证热膨胀影响（直径偏差应≤±1%）；
用表面粗糙度仪（Ra≤0.8μm）检测绞线表面，确保无氧化或划伤。
四、行业温度控制标准与案例
1. 国家标准要求
GB/T 3956-2008：
规定裸铜绞线20℃时直流电阻率≤0.017241Ω·mm²/m，温度控制偏差需确保电阻率波动≤±2%。
GB/T 4909.3-2009：
要求退火后单丝抗拉强度偏差≤±5%，需通过精准温度控制实现。
2. 企业应用案例
远东电缆：
退火炉采用分区控温技术，温度均匀性±3℃，产品合格率提升至99.5%；
拉丝机配备智能冷却系统，单丝氧化层厚度≤0.3μm，满足高压电缆使用要求。
亨通光电：
绞线机出口温度实时监控，结合大数据分析优化工艺参数，绞线松散率降低至0.2%以下。
总结
裸铜绞线生产中的温度控制需遵循“拉丝防过热、退火精控温、绞线降摩擦”原则，通过设备设计（如冷却系统、分区控温炉）、工艺优化（如速度联动、气氛保护）和监测校准（如红外测温、硬度测试）实现。企业应建立温度控制SOP（标准作业程序），例如：
拉丝工序：模具出口温度≤60℃，每2小时点检；
退火工序：温度均匀性±5℃，每月校准热电偶；
绞线工序：出口温度≤50℃，每班测量直径3次。
通过精细化温度管理，可显著提升产品性能稳定性，降低不良率（目标≤0.5%），增强市场竞争力。
