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退火工序的作用是什么？

所属分类：电缆新闻颁布功夫：2025-08-04 08:50:59

退火工序是金属线材（如铜线、铝线）加工中的关键热处置环节，其主题作用是通过节造加热、保和善冷却过程，解除线材内部缺点、优化组织结构，从而提升其加工机能、机械机能和电学机能。以下是退火工序的具体作用解析：

一、解除加工硬化，复原塑性

加工硬化的性质：
在拉丝、挤压等冷加工过程中，金属晶粒被拉长、破碎，形成大量位错和残存应力，导致线材硬度升高、塑性降落（如铜线冷拉后硬度可达HV120-150，延长率<5%）。

问题：若直接持续拉造，易引发断丝、表表裂纹等缺点。

退火的作用：

通过加热至再结晶温度以上（铜：300-500℃，铝：250-400℃），使破碎的晶粒沉新形核、长大，形成等轴晶粒。
位错密度降低，残存应力解除，塑性复原（退火后铜线延长率可提升至20%-30%）。
示例：φ0.5mm铜线经60%冷拉变形后，退火前硬度HV140，退火后降至HV60-80，延长率从3%提升至25%。

二、优化晶粒结构，提升机械机能

晶粒细化与均匀化：

退火温度和功夫节造不当会导致晶粒粗壮（如过热退火），降低强度和韧性。
梦想状态：通过部门再结晶退火（温度略低于齐全再结晶温度），获得藐幼、均匀的晶粒组织，平衡强杜纂塑性。
案例：汽车线束用铜线需两全导电性和抗委顿性，退火后晶粒尺寸节造在5-10μm，抗拉强度>300 MPa，延长率>15%。

解除织构（各向异性）：

冷加工会使晶粒沿加工方向分列，形成织构，导致线材机能各向异性（如弯曲时易开裂）。
退火可粉碎织构，使晶粒随机取向，提升线材的均匀性和成型性。

三、改善电学机能，降低电阻率

电阻率与缺点的关系：

晶粒齐全化削减电子散射，电阻率降低（退火后铜线电阻率可靠近理论值1.68×10?? Ω·m）。
示例：5G同轴电缆内导体（φ0.08mm）需电阻率<1.72×10?? Ω·m，必须通过退火节造。
冷加工引入的位错、晶界缺点会散射电子，增长电阻率（如铜线冷拉后电阻率上升5%-10%）。
退火成效：

表表氧化层节造：

退火时若�；た掌ㄈ绲⑶馄┎患�，线材表表会形成氧化层（如Cu?O），增长接触电阻。
解决规划：选取陆续光亮退火（带�；た掌脑谙咄嘶穑�，表表粗糙度Ra<0.1μm，氧化层厚度<0.01μm。

四、开释残存应力，预防变形与开裂

残存应力的起源：

拉丝过程中，线材表层与芯部变形不均匀，产生拉应力（表层）和压应力（芯部），总残存应力可达100-200 MPa。
问题：残存应力会导致线材在贮存或后续加工中产生翘曲、开裂（如弹簧线退火不及易断裂）。

退火的应力开释机造：

退火温度：需高于再结晶温度的50-100℃（如铜线取400-450℃）。
保温功夫：通常按线材直径推算（如φ1.0mm铜线保温10-15分钟）。
加热至适当温度时，原子活动能力加强，残存应力通过塑性变形或蠕变开释。
关键参数：
成效：退火后残存应力降低至<20 MPa，线材直线度误差<0.1mm/m。

五、退火工艺的分类与利用场景

凭据加热方式、�；た掌屠淙纯炻�，退火工艺可分为以下类型，需凭据线材材质和机能要求选择：

退火类型	工艺特点	合用场景
陆续光亮退火	- 加热方式：电阻加热或感应加热 - �；た掌旱�+氢气（体积比95:5） - 冷却：水冷或气冷	高精度电子线（如HDMI线芯、5G同轴电缆）
箱式退火	- 加热方式：电加热或燃气加热 - �；た掌赫婵栈虻� - 冷却：炉冷（缓慢冷却）	粗线（如电力电缆、构筑布线）
中央退火	- 在多路次拉丝间插入退火工序 - 温度较低（略高于再结晶温度） - 急剧冷却	超细线（如φ0.01-0.05mm）拉造
去应力退火	- 温度低于再结晶温度（如铜线取200-250℃） - 保温功夫短 - 空冷或气冷	弹簧线、异形线（如扁平线、三角线）

六、现实利用案例

新能源汽车高压线束（φ1.5mm铜线）

陆续光亮退火，温度420℃，保温12分钟，氢气流量5 L/min。
成效：晶粒尺寸8μm，残存应力<15 MPa，断丝率<0.1%。
需要：抗拉强度>350 MPa，延长率>15%，电阻率<1.72×10?? Ω·m。
退火工艺：

5G基站射频电缆（φ0.08mm银包铜线）

在线感应加热退火，温度380℃，�；た掌�99.99%氮气+0.01%氢气。
成效：电阻率1.69×10?? Ω·m，接触电阻<0.5 mΩ。
需要：表表粗糙度Ra<0.05μm，氧化层厚度<0.005μm。
退火工艺：

结论

退火工序是金属线材加工中不成或缺的“机能调节器”，其作用可概括为：

解除加工硬化，复原塑性，确保后续加工可行性；
优化晶粒结构，平衡强杜纂韧性，提升机械机能；
降低电阻率，改善电学机能，满足高频传输需要；
开释残存应力，预防变形与开裂，提高产品不变性。

将来趋向：随着新能源汽车、5G通讯等领域对线材机能要求的提升，退火工艺将向高精度（温度节造±1℃）、高效能（在线退火快率>100 m/min）、低能耗（余热回收）方向发展，同时结合数值仿照（如Deform软件）优化工艺参数，实现“退火-拉丝-涂层”一体化出产。

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