Провод из нескольких жил и способ его изготовления
Изобретение предназначено для использования, например, в электропроводке транспортных средств и относится к способу изготовления провода (11) из нескольких жил (12), выполненных из электропроводного материала, в котором жилы тянут вхолодную до придания им конечного диаметра на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине (19, 28) или тянущем аппарате за последний этап волочения перед свивкой, в результате чего каждая жила (12) имеет предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2, причем далее эти холоднотянутые жилы (12) или комбинацию холоднотянутых жил (12) и отожженных жил свивают в провод (11) на прядевьющей машине (21), не подвергая отжигу. Также изобретение относится к проводу, изготовленному указанным способом. Изобретение обеспечивает создание провода уменьшенного сечения при сохранении механических и электрических характеристик. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к проводу из нескольких жил, предназначенному для использования, например, в электропроводке транспортных средств. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления такого провода.
Из уровня техники известно, что в транспортных средствах могут использоваться электрические кабели, состоящие из нескольких медных жил. Провода такого типа регламентированы стандартом ISO 6722, согласно которому они могут содержать 7, 12, 16, 19, 24 или 32 жилы. Подобные провода могут быть конструктивно выполнены в виде скрученного провода или сердцевиносодержащего провода. Указанный сердцевиносодержащий провод характеризуется наличием центральной жилы, вкруг которой одним или несколькими коаксиальными слоями уложены прочие жилы. В качестве примера упомянем способы укладки жил по принципу 1+6, 1+6+12 и 1+6+12+18. Сердцевиносодержащие провода, у которых жилы всех слоев навиты в одном направлении, именуют юнилэй-проводами (Unilay-провода от англ. Unidirectional и Equilay). Если же слои навиты в разных направлениях, то провода такого типа называют навитыми методом концентрик (True-Concentric проводами).
В настоящее время при изготовлении проводов, особенно проводов, предназначенных для использования в транспортных средствах, применяют жилы, протягиваемые на многоблочных волочильных машинах до придания им заданного диаметра. Затем такую жилу пропускают через печь или иное отжиговое устройство, где происходит ее структурная перекристаллизация. Согласно этой технологии, жилу нагревают током, например, в 2000 А посредством отжигового проводника мощностью, например, 80 кВт, чтобы таким образом размягчить жилы, ставшие хрупкими в результате волочения. Отжиг производят в атмосфере, состоящей по большей части из азота. Затем жилы наматывают в намоточной машине на бобины и отправляют на хранение, чтобы впоследствии подать их на прядевьющую машину. Данная машина может создавать, например, семижильный сердцевиносодержащий провод общей площадью сечения 0,35 мм2 из жил диаметром 0,25 мм. Сердцевиносодержащие провода такого типа широко применяются в автопромышленности, поскольку они отвечают требованиям по пределу прочности на растяжение, усталостной стойкости на изгиб и другим требованиям по деформационной способности. Для целей же просто передачи сигналов сечение 0,35 мм2 является избыточным.
Ввиду роста цен на сырье и с целью уменьшения общей площади сечения провода, ранее вместо медных жил предлагалось использовать латунные. Преимущество такого решения состоит в том, что при уменьшенном сечении проще обеспечить требуемый предел прочности на растяжение и усталостной стойкости на изгиб, однако материальные затраты в этом случае выше, чем при использовании меди.
Также при изготовлении проводов такого типа предлагалось для экономии меди использовать вместо нее алюминий. Действительно, данная замена влечет за собой снижение веса и себестоимости, однако из-за свойств алюминиевого сплава происходит увеличение сечения провода.
Кроме того, из уровня техники известна конструкция провода, у которого центральная жила окружена медной оболочкой. Такое решение тоже позволяет уменьшить поперечное сечение и при этом отвечает требованию по пределу прочности на растяжение. Однако оно не удовлетворяет требованию усталостной устойчивости на изгиб. К тому же способ изготовления такого провода очень сложен и дорог. Более того, может оказаться проблематичной подрезка провода с таким строением на нужную длину, поскольку его сердцевина намного тверже медной оболочки. Наконец, могут быть проблемы с утилизацией и электрохимической коррозией из-за сочетания разных материалов.
Также из уровня техники известна модификация вышеописанной конструкции провода, отличающаяся тем, что стальную сердцевину окружает не медная оболочка, а оплетка из медных жил. Недостатки такой конструкции заключаются в сложности утилизации материалов различных типов и в том, что может быть затруднительной подрезка электрического кабеля на нужную длину из-за различной их твердости. Кроме того, как и в вышеописанном случае, могут возникнуть проблемы с электрохимической коррозией из-за сочетания разных материалов.
Другое техническое решение относится к проводу, содержащему отожженные жилы, в который внедрено по меньшей мере одно кевларовое волокно, повышающее прочность на растяжение. Недостаток такого технического решения в том, что применение кевлара удорожает производство. Также при этом могут быть проблемы с утилизацией и подрезкой провода на нужную длину.
Принимая во внимание вышесказанное, задачу настоящего изобретения можно сформулировать как разработка такой конструкции многожильного провода, которая позволила бы экономить материал, а в предпочтительном случае уменьшить поперечное сечение провода, при этом провод по механическим и электрическим характеристикам должен по меньшей мере не уступать существующим проводам из отожженных медных жил.
В рамках настоящего изобретения эта задача решена путем создания способа по пункту 1 и многожильного провода по пункту 9 формулы изобретения. Дополнительные варианты изобретения и их модификации раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Заявляемый способ предназначен для изготовления провода из нескольких жил. Согласно этому способу в провод скручивают одну или несколько жил, тянутых вхолодную на по меньшей мере одной одиночной и/или многоблочной волочильной машине и/или тянущем устройстве за один или несколько этапов волочения, и/или одну или несколько жил, тянутых вхолодную за последний этап волочения перед свивкой, и/или одну или несколько дополнительных жил, подвергнутых отжигу, при этом указанные холоднотянутые жилы имеют предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2. Провод такого типа выгодно отличается от провода, выполненного только из отожженных жил, меньшей общей площадью сечения и по меньшей мере не уступает ему по механическим характеристикам. Против всяких ожиданий обнаружилось, что хотя жилы, протянутые вхолодную на одиночной и/или многоблочной волочильной машине или по меньшей мере на последнем этапе волочения перед свивкой, и отличаются повышенной хрупкостью, однако эта хрупкость после свивки указанных холоднотянутых жил или холоднотянутых неотожженных жил в провод вместе с дополнительными отожженными жилами не приводит к преждевременному излому провода. Провод такого типа, т.е. изготовленный только из холоднотянутых жил, как ни странно, удовлетворяет требованиям к механическим характеристикам, например к усталостной прочности на изгиб или к пределу прочности на растяжение. Эти неожиданные сведения позволили разработать способ изготовления жил для многожильного провода, основанный на существующих технологиях и характеризующийся более высокими скоростями обработки. Данный способ влечет за собой не только ощутимую экономию материала и денег, но и позволяет более экономно использовать пространство за счет уменьшения общего сечения провода.
Согласно первому варианту заявляемого способа требуемое для изготовления провода число жил получают на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате за один или несколько этапов волочения и наматывают на моталку или бобины, не подвергая отжигу. Это позволяет снизить себестоимость производства за счет исключения расходов на азот, применяемый в процессе отжига, а также больших расходов энергии на проведение отжига. При этом сокращается длительность процесса изготовления холоднотянутых неотожженных жил такого типа. Кроме того, обеспечивается однородное качество жил, подаваемых на свивку в провод и обрабатываемых в проводе. Данное обстоятельство позволяет унифицировать процесс обработки за счет одинаковости характеристик материала жил. Также можно добиться того, что во время действия нагрузок на провод жилы не будут выдавливаться наружу из пучка.
Согласно альтернативному варианту способа некоторое число жил, тянутых вхолодную на одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате, не подвергают отжигу, а другое число жил, тянутых на той же самой одиночной или многоблочной волочильной машине, пропускают через отжиговое устройство, после чего отделяют отожженные жилы от неотожженных и сматывают все жилы на по меньшей мере одну бобину. Таким образом, становится возможным производить жилы для многожильного провода, используя один и тот же тянутый материал и одну и ту же многоблочную волочильную машину.
Согласно одной из разновидностей заявляемого способа одну или несколько жил, тянутых вхолодную на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате, наматывают без отжига на по меньшей мере одну бобину и отдельно от этого жилы, тянутые на по меньшей мере одной другой одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате, наматывают на по меньшей мере одну бобину после пропускания их через отжиговое устройство. Такой вариант, с применением нескольких одиночных или многоблочных волочильных машин, обеспечивает возможность изготовления большого числа жил для провода. Например, несколько волочильных машин или многоблочных волочильных машин задействованы для изготовления неотожженных холоднотянутых жил, а еще по меньшей мере одна одиночная или многоблочная волочильная машина задействована для изготовления отожженных жил, что позволяет изготавливать соответствующие жилы независимо друг от друга.
В предпочтительном случае жилу или жилы тянут вхолодную со степенью пластической трансформации более 96% на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате. Это особенно желательно, если жилы тянут вхолодную, не подвергая отжигу, из надлежащего материала за один или несколько этапов волочения, каждый из которых может включать в себя нескольких ступеней, до придания им конечного диаметра, с которым их предполагается скручивать в провод. В этом случае достигаются особенно хорошие показатели усталостной прочности на изгиб и предела прочности на растяжение.
В соответствии с альтернативным вариантом способа жилу или жилы предварительно тянут до придания им промежуточного диаметра на одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате за один или несколько этапов волочения, после чего эти жилы или жилу, предварительно тянутые до промежуточного диаметра, пропускают через отжиговое устройство, а затем наматывают на бобину или бобины, после чего эти бобины или бобину подготавливают для проведения свивки нижеописанным способом, согласно которому указанные тянутые жилы или жилу подают на другую одиночную или многоблочную волочильную машину и тянут вхолодную до придания им конечного размера за один или несколько этапов волочения, а потом свивают в провод на прядевьющей машине. Преимущество такого варианта заключается в том, что процесс волочения предварительно тянутого материала с исходного диаметра до конечного диаметра, при котором жилы свивают в провод, происходит по меньшей мере в два этапа волочения, причем между двумя этапами волочения предусмотрен по меньшей мере один этап отжига. За счет этого можно обеспечить предел прочности на растяжение по меньшей мере 300 Н/мм2, предпочтительно более 400 Н/мм2.
Согласно другому варианту заявленного способа указанные жилы или жилу предварительно тянут до придания им промежуточного диаметра на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате за один или несколько этапов волочения, после чего указанные жилы или жилу, протянутые до промежуточного диаметра, пропускают через отжиговое устройство, подают на другую одиночную или многоблочную волочильную машину и тянут вхолодную за один или несколько этапов волочения до придания им конечного диаметра, затем наматывают на бобины или бобину и подготавливают к последующей свивке на прядевьющей машине. Данный способ, в принципе, обладает теми же самыми достоинствами, что и существующий способ, но отличается тем, что этап холодного волочения тянутых и отожженных жил непосредственно сопряжен с этапом отжига. Это позволяет сохранить неизменным последующий этап свивки. В рамках описанного здесь способа проводимый в настоящее время процесс создания отожженных жил можно, в принципе, оставить неизменным, а изменить процесс свивки за счет предшествующего ему процесса волочения с одним или несколькими этапами.
Предпочтительная модификация способа, предусматривающего волочение в два этапа с отжигом между ними, предполагает, что отожженные жилы, предварительно тянутые до придания им промежуточного диаметра на одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате за один или несколько этапов волочения, тянут вхолодную до придания им конечного диаметра при степени пластической трансформации менее 96%. Жилы можно тянуть до придания им промежуточного диаметра за один или несколько этапов. Таким образом можно получать жилы с пределом прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2, предпочтительно - не менее 400 Н/мм2.
Согласно еще одному предпочтительному варианту заявленного способа жилы или жилу либо тянут вхолодную вообще без отжига, либо жилы или жилу, которые были предварительно тянуты и отожжены, потом тянут вхолодную до придания им конечного диаметра за по меньшей мере один этап волочения, после чего отожженные жилы свивают в провод на прядевьющей машине. Таким образом, можно гибко варьировать механические свойства провода, используя при свивке разное число жил, полученных посредством разных процедур обработки.
Также в предпочтительном случае жилы тянут вхолодную за один или несколько этапов волочения, каждый из которых включает в себя одну или несколько ступеней, до придания им конечного диаметра 0,1-1 мм. Такие диаметры подходят, например, для изготовления проводов, используемых в автопромышленности и подобных отраслях.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом данного способа все жилы изготовлены из одного материала. Это облегчает подрезку проводов на нужную длину, а также их утилизацию (в том числе проводов, имеющих изоляцию).
Кроме того, задача настоящего изобретения решена путем создания провода, предназначенного, в частности, для использования в электропроводке транспортных средств. Данный провод включает в себя одну или несколько холоднотянутых жил, либо одну или несколько жил, тянутых вхолодную на последнем этапе волочения перед свивкой, либо комбинацию из одной или нескольких холоднотянутых жил указанного типа и одной или нескольких отожженных жил, причем холоднотянутые жилы указанного типа имеют предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2. Таким образом можно получать провод, отвечающий различным требованиям к механическим характеристикам, причем благодаря применению жил, тянутых вхолодную на последнем этапе волочения, или жил, вовсе не подвергавшихся отжигу, можно уменьшить общую площадь поперечного сечения провода по сравнению с проводом того же строения, выполненного полностью из отожженных жил, а это, в свою очередь, влечет за собой снижение массы провода.
Согласно предпочтительному варианту изобретения холоднотянутым жилам придают диаметр 0,1-0,37 мм при пределе прочности на растяжение 300-800 Н/мм2, предпочтительно выше 400 Н/мм2. Холоднотянутые жилы такого типа отличаются от отожженных более высокой прочностью на растяжение. Отожженные жилы, имеющие тот же диаметр и выполненные из того же материала, имели бы предел прочности на растяжение, например, 200-300 Н/мм2.
В предпочтительном случае холоднотянутые жилы диаметром 0,1-0,37 мм имеют способность к растяжению 0,1-10%, желательно менее 2%, наиболее желательно 0,4-1%, что меньше, чем у отожженных жил. Отожженные жилы того же диаметра и из того же материала характеризуются способностью к растяжению более 10%.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения провод, содержащий, например, семь холоднотянутых жил и имеющий общую площадь сечения 0,22 мм2, по своим физическим характеристикам соответствует проводу аналогичного строения, содержащему семь отожженных жил и имеющему сечение 0,35 мм2. Таким образом, при совпадении почти всех механических характеристик для заявляемого провода из холоднотянутых жил можно добиться снижения площади сечения на 0,13 мм2. Это означает уменьшение площади поперечного сечения провода на 37%. Одновременно с этим достигается пропорциональное снижение веса, а с ним и расходов материала. Аналогично, применение неотожженных жил позволяет уменьшить площадь сечения провода с 0,5 до 0,35 мм2. Примерно в той же пропорции становится возможным уменьшать площади сечений и в прочих случаях.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом изобретения при создании неотожженных жил, равно как и отожженных, используют рафинированную медь, а именно сорта кислородосодержащей меди, такие как Cu-ETP1, Cu-ETP и Cu-FRHC, либо бескислородной, такие как Cu-OF1, Cu-OF и Cu-PHCE, либо медно-магниевые сплавы. Для перечисленных сортов меди неожиданно выяснилось, что исключение отжига или промежуточного отжига из технологического процесса при изготовлении жил, подлежащих свивке в заявляемый провод, позволяет уменьшить площадь сечения провода и его массу. Из медных сплавов желательно изготавливать все жилы, требуемые для получения провода. Применение медно-магниевого сплава, в частности, отвечающего стандарту DIN 17666, выгодно тем, что обеспечивает повышение прочности. Кроме того, как и в случае применения медных жил, можно уменьшить площадь сечения провода. Желательно использовать сплавы от CuMg 0,1 до CuMg 0,4. Они характеризуются пределом прочности на растяжение, превышающим 300 Н/мм2.
В предпочтительном случае при изготовления провода используют жилы одного материала. Применение одного материала исключает возможность электрохимической коррозии. Кроме того, упрощается планирование производства, поскольку требуется обрабатывать одинаковые предварительно тянутые нити.
Далее изобретение, а также предпочтительные его варианты и модификации описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Раскрытые в описании и на чертежах признаки могут использоваться в изобретении как по отдельности, так и в любой комбинации.
Описание чертежей
Фиг.1а и фиг.1b схематически показывают вид сбоку и поперечное сечение заявляемого провода, соответствующего первому варианту изобретения.
Фиг.2а и фиг.2b схематически показывают вид сбоку и поперечное сечение другого варианта изобретения, альтернативного показанному на фиг.1а и фиг.1b.
Фиг.3а и фиг.3b схематически показывают вид сбоку и поперечное сечение еще одного варианта изобретения, альтернативного показанному на фиг.1а и фиг.1b.
Фиг.4 схематически и упрощенно иллюстрирует этапы способа изготовления провода, соответствующего первому варианту изобретения.
Фиг.5 схематически и упрощенно иллюстрирует этапы способа изготовления провода, соответствующего другому варианту изобретения.
Фиг.6 схематически и упрощенно иллюстрирует этапы способа, альтернативного способу, показанному на фиг.5.
Фиг.7 схематически и упрощенно иллюстрирует еще один способ, альтернативный способу, показанному на фиг.5.
Фиг.1а и фиг.1b схематически показывают вид сбоку и поперечное сечение заявляемого провода 11, соответствующего первому варианту изобретения. Провод 11 содержит несколько жил 12. Данный вариант изобретения относится к сердцевиносодержащему многожильному проводу, в котором имеется жила 12, занимающая центральное, т.е. соосное, положение.
Эту центральную жилу 12 окружает первый слой 14 из множества жил 12, например из шести жил. Первый слой 14, в свою очередь, окружен вторым слоем 16, например, из двенадцати жил 12. В таком проводе первый слой 14 и второй слой 16 навивают в противоположных направлениях. Это явно следует, например, из фиг.1b. Если требуется получить провод еще большего сечения, на второй слой навивают в противоположном ему направлении третий слой, например, из восемнадцати жил 12.
В качестве провода, предназначенного для использования в электропроводке транспортных средств, можно применять как провод 11, включающий в себя девятнадцать жил 12, показанных на фиг.1а и фиг.1b, так и провод 11, включающий в себя одну центральную жилу 12 и первый слой 14 из шести жил 12, т.е. содержащий семь жил 12. Провода такого типа могут иметь тонкую изоляцию и использоваться в качестве проводников в транспортных средствах. Они известны под аббревиатурой FLRY. В семижильном исполнении этот провод может иметь поперечное сечение 0,22 или 0,35 мм2. Кроме того, провода типа FLRY с тонкой изоляцией могут выпускаться в 19-жильном исполнении, например, со строением, показанным на фиг.1а и фиг.1b. Такие провода обозначаются как FLRY 0,5, FLRY 0,75 и FLRY 1,0, в зависимости от площади их сечения. В альтернативном случае можно применять провод 11, содержащий 12, 16, 24 или 32 жилы. Такие провода обозначаются как FLRY 0,35, FLRY 0,5, FLRY 0,75 и FLRY 1,0. В предпочтительном случае можно использовать провода с тонкой изоляцией, удовлетворяющие некоторым дополнительным требованиям. Они обозначаются как FLY 0,5, FLY 0,75 и FLY 1,0 и содержат 16, 24 или 32 жилы. То же самое относится к жаростойким проводам для транспортных средств, обозначаемым FLYW или FLRYW. Представленный вариант выполнения заявленного провода 11, а также его модификации можно применять в отношении транспортных средств в качестве проводов перечисленных типов.
Провод 11 может быть также выполнен в виде так называемого скрученного провода. В этом случае все жилы 12 собирают в провод, скручивая их в одном направлении и с одним шагом витка, причем в готовом проводе ни одна из жил 12 не занимает какое-либо определенное положение. Заметим, что скрученный провод 11 может быть создан путем скручивания нескольких пучков жил 12.
Фиг.2а и фиг.2b изображают вариант сердцевиносодержащего провода 11, альтернативный представленному на фиг.1а и фиг.1b. Данный вариант характеризуется так называемым исполнением "юнилэй-концентрик". На фиг.3а и фиг.3b показан еще один предпочтительный вариант изобретения, характеризующийся так называемым исполнением "авто-юнилэй-концентрик". Данные варианты различаются положением жил 12 в слоях 14, 16 относительно жил соседнего слоя.
Заявленные провода 11, как сердцевиносодержащие, так и скрученные, изготовлены из медных сплавов, отвечающих стандарту DIN EN13602 (таблица 1). Такие сплавы содержат рафинированную медь, а именно как кислородосодержащую, так и бескислородную медь. Также можно применять медно-магниевый сплав стандарта DIN 17666.
Вышеописанный провод 11 относится, как следует из фиг.1 - фиг.3, к сердцевиносодержащему типу, но может быть выполнен и как скрученный провод. В одном варианте изобретения он представляет собой многожильный проводник, состоящий только из холоднотянутых жил 12. В другом случае заявляемый провод 11 может иметь по меньшей мере одну холоднотянутую жилу 12 и по меньшей мере одну отожженную жилу, т.е. комбинацию из по меньшей мере одной холоднотянутой и по меньшей мере одной отожженной жил.
Многожильный провод, в частности сердцевиносодержащий провод, включающий в себя по меньшей мере одну холоднотянутую и по меньшей мере одну отожженную жилу 12, может характеризоваться разными вариантами исполнения. Например, показанный на фиг.1а и фиг.1b провод 11 может иметь центральную отожженную жилу 12 и шесть неотожженных или холоднотянутых жил 12 первого слоя 14. Второй же слой 16, окружающий первый слой 14, выполнен из отожженных жил. По аналогии, в качестве центральной жилы можно использовать холоднотянутую жилу 12; первый слой 14 выполнить из холоднотянутых жил 12; а второй слой 16 - из отожженных жил 12. Также в данном варианте возможно чередующееся размещение отожженных и холоднотянутых жил 12. При сочетании в проводе 11 отожженных и холоднотянутых жил 12 желательно, чтобы каждый отдельно взятый слой из слоев 14 и 16 был однотипным, т.е. для каждого из них использовались либо отожженные, либо холоднотянутые жилы. Тем не менее допускается и сочетание разных жил в одном слое.
Выполнение скрученного провода 11 предполагает скручивание нескольких пучков жил 12, причем каждый пучок может состоять из одной или нескольких жил. В каждом из пучков могут присутствовать отожженные и/или холоднотянутые жилы 12. Под "холоднотянутыми жилами" понимаются жилы 12, полученные способом, описанным ниже со ссылкой на фиг.4-7.
На фиг.4 упрощенно проиллюстрированы этапы способа изготовления провода 11, соответствующего первому варианту изобретения. Для изготовления жил 12 используют отдельные необработанные жилы, так называемые предварительно тянутые жилы, которые могут быть намотаны на бобины 18 или решетчатые барабаны по одной на бобину либо по несколько на бобину. Эти жилы пропускают, например, через многоблочную волочильную машину 19. Как вариант, каждую из жил 12 можно тянуть на одноблочной волочильной машине или тянущем аппарате. В случае многоблочной волочильной машины 19 указанные предварительно тянутые жилы тянут до придания им конечного диаметра, например, за один этап волочения, содержащий несколько ступеней, и наматывают - динамически или статически - на бобины 20. В случае многоблочной волочильной машины 19, предварительно тянутые жилы, например, диаметром 1,8 мм вытягивают до конечного диаметра 0,2 мм. Отжиг в данном способе не предусмотрен. Неотожженные холоднотянутые жилы 12, намотанные на бобины 20, подготавливают для проведения в отношении них способа свивки. Согласно этому способу бобины 20 подают на прядевьющую машину 21. С бобин 20 сматывают жилы в количестве, соответствующем числу жил 12 в требуемом проводе 11, и свивают их на прядевьющей машине 21 в провод. Полученный провод 11 наматывают на бобину 23. После свивки жил 12 в провод 11 на прядевьющей машине 21 в отношении этого провода выполняют другие этапы обработки, по результатам которых он превращается в многожильный проводник, а затем подготавливают его для дальнейших технологических этапов, например подрезки по длине, обжима и подобных. Согласно данному способу степень пластической трансформации предварительно тянутых жил превышает 96% при преобразовании их в холоднотянутые жилы 12, используемые для создания заявляемого провода. Это значит, что уменьшение диаметра предварительно тянутых жил 12 по отношению к холоднотянутым жилам 12 составляет более 96%. Получаемые таким способом жилы 12, а равно и изготовленный из них провод 11, не подвергаются отжигу, проводимому для рекристаллизации и устранения хрупкости.
Как вариант, вместо сердцевиносодержащего провода может потребоваться изготовить скрученный провод из большого числа жил 12. В этом случае группу жил 12 наматывают на бобины 20 до тех пор, пока на бобинах 20 не окажется число жил, требуемое для создания соответствующего многожильного проводника. Затем жилы 12 одновременно разматывают со всех бобин 20 и пропускают через прядевьющую машину 21, вследствие чего все жилы 12 этой группы скручиваются в скрученный провод.
Применение жил 12 указанного типа позволяет уменьшить поперечное сечение провода 11 по меньшей мере на один шаг размерного ряда по сравнению с сечением провода из обычных отожженных жил. Применительно к используемому в настоящее время классическому размерному ряду поперечных сечений 0,22 мм2, 0,35 мм2, 0,5 мм2, 0,75 мм2 и 1,0 мм2, номинальное сечение можно снизить во всех случаях на одну или несколько ступеней таким образом, что при схожих или идентичных механических и удовлетворительных электрических характеристиках можно перейти к размерному ряду 0,08 мм2, 0,13 мм2, 0,14 мм2, 0,17 мм2, 0,18 мм2, 0,22 мм2, 0,35 мм2, 0,5 мм2 и 0,75 мм2.
Согласно другому варианту многожильного провода 11 его изготавливают из по меньшей мере одной холоднотянутой жилы 12 и по меньшей мере одной отожженной. При изготовлении проводов 11 такого типа используют прядевьющую машину 21, одну или несколько бобин 20 с холоднотянутыми жилами 12 и одну или несколько бобин с отожженными жилами. Преимущество данного варианта заключается в возможности уменьшить площадь поперечного сечения, а с ней и расход материала. Такая комбинация холоднотянутых и отожженных жил 12 может использоваться, в частности, при изготовлении проводника 11 с большим числом жил.
Еще один вариант способа изготовления провода 11 проиллюстрирован на фиг.5. Согласно этому варианту предварительно тянутые жилы, размещенные на бобинах 18 или барабанах, пропускают через многоблочную волочильную машину 25. На машине 25 предварительно тянутая жила достигает промежуточного диаметра за один или несколько этапов волочения, каждый из которых включает в себя одну или несколько ступеней. Указанную предварительно тянутую жилу 12 затем пропускают через отжиговое устройство 26, обеспечивающее структурную перекристаллизацию жилы. Затем эти отожженные предварительно тянутые жилы 12 наматывают на одну или несколько бобин 27. Указанную бобину или бобины подготавливают для дальнейшей обработки на прядевьющей машине 21, для чего эти отожженные предварительно тянутые жилы 12 перед их свивкой пропускают через еще одну многоблочную волочильную машину 28 или тянущий аппарат, которая протягивает их до придания им конечного диаметра за один или несколько этапов холодного волочения, каждый из которых включает в себя одну или несколько ступеней. Полученную холоднотянутую жилу проводят через прядевьющую машину 21, получая в результате провод 11, наматываемый на бобину 23.
Способ, проиллюстрированный на фиг.5, отличается от способа, проиллюстрированного на фиг.4, тем, что в нем предусмотрены по меньшей мере два этапа волочения, причем между этими по меньшей мере двумя этапами волочения в отношении предварительно тянутой жилы 12, имеющей промежуточный диаметр, проводят операцию отжига. Впоследствии отожженную предварительно тянутую жилу 12 протягивают вхолодную таким образом, что ее диаметр меняется с промежуточного на конечный. Для данного способа желательно, чтобы степень пластической трансформации на последнем этапе волочения была менее 96%. Предшествующие отжигу этапы волочения (или этап волочения) выбирают с учетом внешнего диаметра и требуемого промежуточного диаметра. Столь малая степень пластической трансформации, менее 96%, является достаточной для перевода отдельных жил в холоднотянутые жилы, имеющие предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2, желательно более 400 Н/мм2.
Преимущество проиллюстрированного на фиг.5 способа заключается в том, что изготовление указанной жилы, предварительно протянутой до промежуточного диаметра и отожженной, можно производить на уже имеющихся волочильных машинах, предназначенных для изготовления отожженных жил, а потом лишь адаптировать ее к проводимым этапам волочения путем выбора соответствующего этапа волочения, обеспечивающего получение отдельной холоднотянутой жилы нужного диаметра.
Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления способа, альтернативный показанному на фиг.5. Данный вариант отличается тем, что указанную дополнительную волочильную машину или многоблочную волочильную машину 28 размещают непосредственно за отжиговым устройством 26, вследствие чего на одну или несколько бобин 29 наматываются жилы, протянутые после отжига уже вхолодную за один или несколько этапов волочения до достижения конечного диаметра. Указанная многоблочная волочильная машина 28 или тянущий аппарат обеспечивают степень пластической трансформации менее 96%. В силу этой причины необходимо соответственным образом задать степень пластической трансформации на многоблочной волочильной машине 25 или машинах 25, чтобы предварительно тянутые жилы 12 можно было корректно сузить до требуемого конечного диаметра, с которым их предполагается подать на свивку в прядевьющую машину 21.
Способ изготовления, показанный на фиг.7, по последовательности действий совпадает со способами, показанными на фиг.5 и фиг.6. Способ, представленный на фиг.7, отличается от способа, представленного на фиг.6, тем, что, подобно способу с фиг.5, на бобины 27 наматывают жилы 12, которые были тянуты до приобретения промежуточного диаметра на первом этапе волочения в многоблочной волочильной машине 25 или тянущем аппарате и отожжены после этого на устройстве 26. Затем бобины подготавливают для подачи на одну или несколько многоблочных волочильных машин 28 или тянущий аппарат таким образом, что на отдельной единице оборудования степень пластической трансформации составляет менее 96%. Затем холоднотянутые до конечного диаметра жилы 12 наматывают на бобины 29, которые, как описано со ссылкой на фиг.4 и фиг.6, готовят к подаче на прядевьющую машину 21 для изготовления провода 11.
Такой разрыв в реализации способа, происходящий согласно на фиг.7 между отжиговым устройством 26 и многоблочной волочильной машиной 28, в альтернативном случае может иметь место между многоблочной волочильной машиной 25 и отжиговым устройством 26. Подобные разрывы определяются применением модульного принципа построения оборудования.
В вышеописанных вариантах изобретения, показанных на фиг.4 - фиг.7, вместо многоблочной волочильной машины 19, 25, 28 можно использовать несколько многоблочных волочильных машин, одну или несколько одиночных волочильных машин, один или несколько тянущих аппаратов или любую их комбинацию.
Способ изготовления жил 12 для провода 11, показанный на фиг.4 - фиг.6, относится к способу создания многожильного проводника, состоящего только из холоднотянутых жил 12 или из жил 12, предварительно вытянутых и отожженных, а затем перетянутых вхолодную.
При изготовлении провода можно применять любую комбинацию холоднотянутых жил 12 и жил 12, предварительно тянутых и отожженных, а потом перетянутых вхолодную. Следовательно, бобины 20 или 29 устанавливают в количестве, соответствующем числу жил 12, которые требуется подать в прядевьющую машину 21 для изготовления провода 11. Также может быть предусмотрено совместное скручивание холоднотянутых жил 12 и отожженных жил известного из уровня техники типа. Равным образом, допускается совместное скручивание по меньшей мере одной предварительно тянутой, отожженной и после этого перетянутой вхолодную жилы 12 и отожженных жил известного из уровня техники типа, а также любая комбинация обеих названных альтернатив.
Если предполагается комбинировать холоднотянутые жилы 12 и/или отожженные жилы, то указанные отожженные жилы можно подать прямо на многоблочную волочильную машину 28 или тянущий аппарат прядевьющей машины 21, что обеспечивает возможность применения любой комбинации таких жил для изготовления провода 11.
В зависимости от назначения отдельных бобин 20, 27 и/или 29 и/или бобин с жилами, перетянутыми до приобретения конечного диаметра и отожженными, можно получать различные комбинации сердцевиносодержащих и скрученных проводов.
Раскрытые в описании и формуле изобретения жилы можно заготавливать в виде отдельных жил на бобинах или барабанах, а также в виде группы жил на бобинах или барабанах.
В зависимости от типа изготавливаемого многожильного проводника, возможны также иные комбинации и варианты.
1. Способ изготовления провода (11) из нескольких жил (12), выполненных из электропроводного материала,
в котором жилы (12) тянут вхолодную до придания им конечного диаметра на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате (19, 25, 28) за один или несколько этапов волочения или за последний этап волочения перед свивкой, в результате чего каждая жила (12) имеет предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2, причем далее эти холоднотянутые жилы (12) свивают в провод (11) на прядевьющей машине (21), не подвергая отжигу, отличающийся тем,
что жилы (12) из предварительно тянутого материала тянут вхолодную, не подвергая отжигу, до придания им конечного диаметра со степенью пластической трансформации более 96% за один или несколько этапов волочения на по меньшей мере одной одиночной или многоблочной волочильной машине (19) или тянущем аппарате,
или жилы (12) предварительно тянут до придания им промежуточного диаметра на одиночной или многоблочной волочильной машине (25) или тянущем аппарате, потом указанные жилы или жилу (12), предварительно тянутые до придания им промежуточного диаметра, подают в отжиговое устройство (26), после чего указанные предварительно тянутые или отожженные жилу или жилу (12) подают на другую одиночную или многоблочную волочильную машину (28) или тянущий аппарат и протягивают вхолодную до придания им конечного диаметра за один или несколько этапов волочения, причем указанные предварительно тянутые или отожженные жилы или жилу (12) протягивают вхолодную до придания им конечного диаметра на одиночной или многоблочной волочильной машине (28) или тянущем аппарате при степени пластической трансформации менее 96%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что требуемое для изготовления провода (11) число жил (12) получают на одиночной или многоблочной волочильной машине или тянущем аппарате (19, 25, 28) за один или несколько этапов волочения и наматывают на бобину (20) или бобины (20), не подвергая отжигу, а указанные бобины (20) подготавливают для последующей свивки на прядевьющей машине (21).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные предварительно тянутые и отожженные жилы (12) наматывают на бобины или бобину (27), причем эти бобины или бобину (27) с указанными предварительно тянутыми и отожженными жилами (12) подают на другую одиночную или многоблочную волочильную машину (28) или тянущий аппарат и тянут вхолодную до придания им конечного диаметра за один или несколько этапов волочения, после чего свивают в провод (11) на прядевьющей машине (21).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что жилы (12) тянут вхолодную за один или несколько этапов волочения до придания им конечного диаметра 0,1-1 мм.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что жилы (12) диаметром 0,1-0,37 мм тянут вхолодную и они имеют предел прочности на растяжение 300-800 Н/мм2, желательно более 400 Н/мм2.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные холоднотянутые жилы (12) диаметром 0,1-0,37 мм тянут вхолодную и они имеют способность к растяжению 0,1-10%, предпочтительно менее 2%, наиболее предпочтительно 0,4-1%.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные жилы изготавливают из рафинированной меди, в частности Cu-ETP, Cu-ETPl или Cu-FRHC, либо бескислородной меди, в частности Cu-OFl, Cu-OF или Cu-PHCE, либо из медно-магниевых сплавов, либо из меди и медно-магниевого сплава.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении провода (11) используют жилы (12) в виде отдельных жил или групп жил.
9. Провод из нескольких жил (12), изготовленный способом по любому из пп.1-8 и включающий в себя несколько жил (12) из электропроводного материала, подвергнутых холодному волочению на последнем этапе волочения перед свивкой в провод, причем указанные холоднотянутые жилы (12) имеют предел прочности на растяжение не менее 300 Н/мм2, отличающийся тем, что
указанные жилы (12) тянут вхолодную из предварительно тянутых жил за один или несколько этапов волочения при степени пластической трансформации более 96% и без отжига,
причем жилы, предварительно тянутые до придания им промежуточного диаметра и отожженные, тянут холодным волочением до придания им окончательного диаметра при степени пластической трансформации менее 96%.
10. Провод по п.9, отличающийся тем, что его жилы получают из холоднотянутых жил (12) или жил (12), предварительно тянутых до придания им промежуточного диаметра и отожженных, а затем перетянутых вхолодную до придания им конечного диаметра, при этом поперечное сечение провода составляет 0,08 мм2, 0,13 мм2, 0,14 мм2, 0,17 мм2, 0,18 мм2, 0,22 мм2, 0,35 мм2, 0,5 мм2, 0,75 мм2 и 1,0 мм2, при обеспечении его соответствия по меньшей мере требуемым характеристикам для аналогичных проводов, в частности, с тем же числом жил, но изготовленных только из отожженных жил, с поперечным сечением 0,17 мм2, 0,18 мм2, 0,22 мм2, 0,35 мм2, 0,5 мм2, 0,75 мм2, 1,0 мм2 и 1,5 мм2.
