ASTM B4908电气用铜杆拉伸标准(中文翻译).pdf.pdf

电气用铜杆拉伸标准 b49-08 本标准参照文件 b49-98e2， 文件后第一个数字序号表示文件生效年份或者最新更改年份。 后一个表示最新的认证年份，小标表示上次修改或批准后的版本号 本标准经国防部批准使用 1.范围 1.1 本标准适用于由电解韧铜或无氧铜杆拉伸的直径为 6.4 35 毫米的铜杆。 也适用与进一步 加工成的电导体。 1.2 标准计量单位为英寸-磅。括号内的计量值是数字上的转化，只作参考用，不视为标准。 1.3 以下安全危害警告只适用于第十三部分。本标准并未包含全部安全内容，请参考者结合 生产情况和法律法规制定安全健康规范，并在使用之前决定调整限制的适用性。 2.参考文件 2.1 本规范参考 astm 标准中的下列文件编制，以甄别适合铜杆生产所需材料 2.2 astm 标准： b5 高导电性能韧铜精炼外观标准 b115 电解阴极铜标准 b170 无氧电解铜精炼外形标准 b193 电导体电阻测试方法 b224 铜等及分类 b577 氧化亚铜测试方法 b846 铜及合金术语 e8 金属拉伸测试方法 e18 金属 rockwell 硬度和表面硬度的测试方法 e29 采用不同测量数据结果判断是否符合标准 e53 重量测试非铜合金中铜含量 e478 铜合金化学分析法 2.3 其他文件， nbs 铜线手册 3.术语 3.1 参照术语 b846 适用于与铜及铜合金相关的一般术语。 4 订单信息 4.1 购买符合此规范的铜杆订单应包括以下内容： 4.1.1 astm 文件和发布年 4.1.2 每种规格的数量 4.1.3 铜的要求和型号（ 参考 5-10 部分） 4.1.4 成品（参考 9-10 部分） 4.1.5 包装有无接点（参照 5.3） 4.1.6 杆外径（参照 9.2） 4.1.7 检验（15 部分） 4.1.8 包装尺寸（参照 19.1） 4.1.9 买卖双方认可得特殊包装 4.2 以下要求属于非强制性的，应根据具体的合同或采购订单选择。 4.2.1 证明文件（17 部分） 4.2.1 检验报告（18 部分） 5 材料和生产 5.1 原材料要保证拉出的铜杆符合本标准 注：以下标准可确认原材料 b5, b115,b170 5.2 满足本规范的特殊质量，规格，外形的铜材在得到买卖双方的认可后也可以使用 5.3 铜杆卷根据订单要求可以有接头但必须连续。 表 1 化学成分 a uns 号码 c11040 c10100 c10200 c11000 铜类型 etpb ofec ofd etp 铜，最小值 99.90%e 99.99%e 99.95%f 99.90%f 包括银 包括银 ppm ppm ppm ppm 碲，最大值 2 2 硒，最大值 2 3 铋，最大值 1.0 1.0 总含量，最大值 3 锑，最大值 4 4 砷，最大值 5 5 锡，最大值 5 2 铅，最大值 5 5 铁，最大值 10 10 镍，最大值 10 10 硫，最大值 15 15 银，最大值 25 25 氧 100-650 5，最大值 10，最大值 总的最大值 65g 镉，最大值 1 磷，最大值 3 锌，最大值 1 锰，最大值 0.5 a. 见 13.1.2 b. b115 等级 1 铜或等效物 c. b170 等级 1 铜或等效物 d. b170 等级 2 铜或等效物 e. 见 13.1.2 和 13.1.3 f. 见 13.1.1 g. 不包括氧含量 6 化学成分 6.1 铜杆的化学成分应符合表 1 要求 6.2 经买卖双方同意，平均银含量在 30 盎司每短吨铜（0.10%）之内可视为满足标准，化学 分析表中铜含量中包含银， 但单独银含量不能超过 35 盎司/短吨 （0.12%） 。 对于无氧含银铜， 将会采用分类标准 b224 中所示 ofs(无氧含银铜)标准，并包括 uns 号为 c10400,c10500 和 c10700 的铜。 6.3 含银韧铜要符合 b224 分类中所示 stp（含银韧铜）标准，与 uns 号为 c11300,c11400,c11500,c11600 的铜相符。 6.4 无氧铜的氧含量不能超过 10ppm, 在生产过程中不使用金属的或其它的还原剂。 7.物理特性 7.1 电阻率退火后电阻率在 20 摄氏度不能超过下列数值 铜的类型 退火后 20时的最大电阻率（g/m 2） uns c10100 0.15176(101.00% iacs 最小) 其它 0.15328(100.00% iacs 最小) 8.机械性能 8.1 拉力试验： 铜杆加热冶炼或退火后 10 英寸 （250mm） 最小伸长率为 30% （备注 x1.2 及 测试方法 e8） 8.2 扭转试验：如果需要做扭转测试，请参照备注 x1.3 8.3 弯曲试验： 8.3.1 反映氢脆化的试验只适用于无氧铜。 8.3.2 样品依据 13.6 和 b170 进行测试。 8.3.3 表 1 中所列的 ofe 铜（无氧电铜）样品应可以承受最小 10 反向弯曲而不会折断。 8.3.4 表 1 中所列的 of 铜（无氧铜）样品应可以承受最小 8 反向弯曲而不会折断。 8.4 退火性退火性不在此标准要求之内。可参考 x1.4-x1.6。 9 其它要求 9.1 表面氧化物 表面氧化物膜层厚度符合 13.5。 9.1.1 清洁铜杆，退火打磨铜杆和冷却铜杆氧化层厚度不得超过 10-7m。 9.1.2 打磨后残余氧化物膜层厚度无需说明。 9.1.3 表面氧化物的要求不适用于不清洁铜杆。 9.2 外径铜杆任何部分的外径不得超过表 2 所列数据。 表 2 允许的外径范围值 标准的外径 英寸（mm） 可允许的范围 英寸（mm） +0.020 (+0.51) 1/4 (6.4) -0.010 (-0.25) 大于 1/4 (6.4)且小于等于 3/4 （19mm） 0.015 (0.38) 大于 3/4 （19mm）小于等于 1.0（25mm） 0.020 (0.51) 大于 1.0（25mm）小于等于 1 3/8（35mm） 0.030 (0.76) 表 3 同等电阻值 a 20时传导性，% iacs 100.00 101.00 lb/mile 2 875.20 866.53 g/m 2 0.15328 0.15176 c mil/ft 2 10.371 10.268 mm 2/m 0.0172410 0.017070 in. 0.67879 0.67207 cm 1.7241 1.7070 a 100%iacs(软铜)同等电阻率是从 iec 基础上转换过来的，且至少保留 7 位有效数字。 10.工艺、成品及外观 10.1 铜杆无瑕疵，但是不影响使用的自然缺陷可以接受 11.取样 11.1 此程序在买卖双方产生争议时使用。 11.2 每 90 吨提取一个样品测量电阻，延伸率，表面氧化物，弯曲试验和化学分析 11.3 如果一个精炼铸件已经做过化学分析， 而后没有经过融化直接做成铜杆， 可以免除进一 步化学分析 12.测试和复测的数据 12.1 测试： 12.1.1 化学分析至少对样品作两次检测，来决定化学成分。 12.2 其它测试： 12.1.2.1 电阻、伸长率和表面氧化物的测试结果应参照两次单独取样测量的平均值。 12.1.2.2 氢脆化试验和显微放大检查，所有检测的样品应满足此标准要求。 12.2 复测 12.2.1 当买方的检测结果不符合此标准要求时，应厂商或供应商要求，可以进行复验。 12.2.2 复检的样品数量如果不是平时规定的两倍，复验方法应该和第一次检验一致。 12.2.3 复检时所有样品应满足此标准要求，否则会造成拒测。 13.检测方法 13.1 化学分析： 13.1.1 一旦发生争议，采用 e53 测试方法来检测表 1 中 uns-c10100 和 uns-c11040 外的 铜含量。 13.1.2 判定表 1 中所列铜的不纯等级的分析方法要符合 b115。 13.1.3 计算 uns-c10100 和 uns-c11040 类型含铜量采用总量减去杂质的方法。 uns-c10100 的杂质含量为样品中硫，银，铅，锡，铋，砷，锑，铁，镍，锌，磷，硒，碲， 锰，镉，氧的总量。uns-c11040 的杂质含量为样品中硫，银，铅，锡，铋，砷，锑，铁， 镍，硒，碲，氧的总量。 13.1.4 标准 b170 附件的测试方法可作为测试无氧铜的参考。 e478 测试方法可用来确认此标 准下的含银合金。 13.1.5 清洁铜杆的含氧量可用试验室设备或其它专业设备来测试。还没有相关的 astm 可 以参考。 13.2 伸长率取 250mm 的测试样品，持续拉长，直到拉紧断裂时，测量此刻数据。断裂 处应在测量标志中间，且与任何一端的距离不低于 25 mm。 13.3 电阻 13.3.1 厂商可以参照 13.3.2 或 13.3.3 来检测电阻。如果发生争议，13.3.2 同样适用。 13.3.2 在 500条件下，进行 30 分钟退火，拉伸至约 2.0mm 经过清洁处理后的铜杆上取样 做电阻测试。其它同等的退火方法也可以使用。如果买卖双方同意可以采用 2.0mm 以外其 它规格的样品也可使用。 13.3.3 也可以采用未经处理和退火的清洁铜杆取样做电阻测试。 如果铜杆样品检测结果不符 合标准 7.1，可以采用 13.3.2 程序重新检测。 13.3.4 如果选择 13.3.3 条款并采用 b193 测试方法检测电阻，b193 测试方法中的横截面积 的公差可以不必遵守。 + 正极 样品阴极 电解液 参考电极 反应池 1 电解减少测试方法示意图 电 压 气泡开始 形成 cu2o 时间 cuo 时间 时间刻度 2 铜表面氧化层反应时典型的电压时间曲线 13.4 外径采用合适的测量器具，千分尺，测径器来测量铜杆外径，精确到 0.02mm。 13.5 表面氧化物： 13.5.1 采用电解减少法来测量清洁铜杆表面氧化层的厚度和种类。 试验在电解池中进行将表 面的氧化层去掉。如示意图 1 试验样品做阴极，铂丝或其它惰性金属做阳极。用电量计或电 力供应计提供电流。尽管 10 毫安是典型的电流值，但最好采用能提供 1-20 毫安范围电流的 设备。电解液为 0.1 摩尔的碳酸纳溶液，需能覆盖至少 101.6 毫米的试验样品。测试之前， 用丙酮或其它同等试剂将铜杆样品表面的油脂擦干净。 记录器 直流电 13.5.2 铜杆表面的每一种氧化物，即一价铜和二价铜，采用不同的电压从铜表面去掉，整个 实验中的电压要进行记录。当氢氧离子的反应完成后，可以在铜杆表面看到气态的氢。 13.5.3 二表示了典型的电压和时间曲线， 先完成一价铜， 而后在较高电压下完成二价铜剥离。 13.5.4 计算每一种氧化物的厚度公式如下： i t m t= sd fn t=厚度，厘米 i=电流，安培 t=反应时间，秒 m=氧分子重量，克 s=样品浸入的面积，平方厘米 d=氧化物密度（ cu2o 为 6.0g/cm3,cuo 为 6.4g/cm3） f=法拉第常数，96500 c n=氢等价物（2） 13.6 氢脆化因素 13.6.1将无氧铜杆拉至0.08英寸 （2.03mm） ,然后在氢含量至少为10%温度为156045 （850 25） 情况下退火 30 分钟， 而后在相同环境或不暴露于空气的情况下浸入水中迅速冷却。 确保每个样品都经过满足 13.6.2 标准的弯曲试验 。 13.6.2 将样品固定在夹子上，每一段界限为 0.200 英寸（5.1mm） ，然后用手扭转一端至 90 度再恢复原状。按此再进行一次弯曲。确保每一次从先前状态反向弯曲的过程是连续的。 （方法见 b577） 。 14. 数值限值的重要性 14.1 根据 e29 规定，计算结果四舍五入到能表示测试极限的最小单位 15 检测 15.1 除非买卖双方在交易时另有约定，否则所有的检测和测试必须在制造商处进行。制造 商应代表买方提供检测者合理的设备并证实所有成品满足此标准要求。 16 拒收和复审 16.1 据收： 16.1.1 产品不符合产品规范要求，可拒收； 16.1.2 据收需及时以书面形式通知制造商或供应商； 16.1.3 如果对于据收情况下的检测结果有分歧，制造商或供应商可以提出复审。 16.2 复审由于据收，制造商或供应商可以提出复检，并由制造商或供应商与买方共同 负责。 据收的样品应根据产品规范抽取并由双方共同检验或选择一家双方同意的独立实验室 按照产品规范中的检测方法进行检测。 17 证明 17.1 如果合同或定单有要求， 每批货物的样品已按照此标准检测并满足要求的证明文件应提 供给买方。 18. 检测报告 18.1 如果合同或定单有要求，应出具检测报告。 19 包装和唛头 19.1 包装尺寸应由双方同意并在定单中说明。 19.2 铜杆的包装应可以避免装卸和运输过程中的损伤以便保证良好的品质。 19.3 单独无接头的卷轴净重超过 1400 公斤必须按照如下进行标注： 19.3.1 卷轴号 19.3.2 净重 19.3.3 制造商名称，品牌，商标 19.4 除 19.3 以外的标记需经双方同意。 20. 关键字 20.1 再拉伸铜杆, 电导体， 无氧铜，韧铜 附件 （强制信息） a1.1 一旦发生争议采用此程序办理。 a1.2 没 90 吨中抽取一个样品来检测电阻，伸长率，退火性，表面氧化物，脆化（弯曲）试 验和化学分析。 a1.3 如果精练铸造的铜已经做过化学分析而且 未经过再次融化制成铜杆， 则可以不再做化 学分析。 附录 （非强制信息） 备注 x1.1表 3 中列明了与此标准中所描述的电阻值之间相互转换的关系。电阻单位是 基于 iec1913 年采用的国际退火铜标准，即 100%传导性表示 20时电阻率为 1/58 mm2/m。20时电阻率 0.017241mm2/m 和 0.15328gm2分别表示国际同等意义 的体积和重量电阻率。0.15328gm2表示 1 米长 1 克重的铜丝电阻为 0.15328。这也等 同于电阻率 875.20lb/mile2.，即 1 英里长，1 磅重的铜丝的电阻值。也等同于长度为 1 厘米、截面积为 1 平方厘米的铜杆电阻为 1.7241。有关此问题的详细描述在 nbs 手册 100 页。用五位有效数字表示电阻率不表示比 b193 测试方法要求更精确。只是更加准确地 表示不同单位之间的转换。表 3 中电阻率是在 iec 值基础上由七位有效数字转换为五位有 效数字。 备注 x1.2一般，在铜线的拉力试验中，伸长率的值会随着检测仪器移动速度的增加而 减小。然而登载软铜或退火铜杆的检测中，速度的影响可以忽略。在速度不超过 300mm/分 的软铜测试中得出的伸长率值无实际意义。 （参照 e8 测试方法） 。 备注 x1.3扭转试验对使用和生产者都很普遍。由于对性能的相互关系和主观阐述的不 确定，这些试验仅用做内部过程控制的参考。因此没有标准化的测试。 备注 x1.4硬度测试退火性-从每卷尾部取一段合适长度的铜杆样品。将样品冷轧成片， 厚度为原铜杆外径的 30%。无卷边。将铜片在 2751的恒温状态下加热 15 分钟，然后立 即放入常温状态下的水中。其它的温度和时间要经过买卖双方同意。依照 e18 测试方法，用 洛氏 f 等级沿退火样品中线测量硬度。 备注 x1.5退火扭矩（螺旋伸长率）螺旋伸长率测试只适用于高传导性铜在铜杆阶 段的性能，而不表示后续过程中铜丝的质量。首先铜丝在严格控制的环境下低温退火，而后 盘成螺旋状，用重物向轴的方向拉伸。去掉重物螺旋状松散后，长度的变化值就是它的柔软 度。 铜杆处理： 从轴底截取一段合适长度的铜杆样品，有必要的话冷却拉至 6.35mm+0.50-0.25, 或 8.000.40mm.根据以下情况选择退火： a, 如果有明确的生产程序，可以不退火； b, 如果要对比不同的生产工艺，则需要进行退火。在 70020 的情况下退火 1 小时，然 后在水中或稀释的硫酸试剂中常温冷却。用 10%（体积比）的稀硫酸清洗掉氧化部分或残留 物。 准备螺旋拉伸试验： 经过一系列步骤将铜杆样品拉伸至 2.00mm， 每一步骤缩小 20-25%的截 面积。 特别注意在拉伸过程中不要过分加热。 例如， 每一步骤间冷却 5 分钟， 或淬火到室温。 另外， 拉伸速度不能超过 60 米/分，拉伸后的线卷轴后至少有 200mm。 拉伸后，线经过轴心盘成一轴且最少为 200mm. 将铜卷从轴心移开，在 2000.5恒温条 件下加热 2 小时，之后迅速冷却至常温。 铜线的温度要保持一致， 并且精确测量。 因为温度控制至关重要， 所