拉拔形變量對(duì)鋁包鋼復(fù)合線電阻率的影響

拉拔形變量對(duì)鋁包鋼復(fù)合線電阻率的影響

鋁包鋼復(fù)合線（as）。1拉絲模壓力模制備鋁包鋼復(fù)合線芯部材料為經(jīng)過預(yù)拉拔-鉛浴淬火處理的?3.1mm70用連續(xù)擠壓包覆機(jī)制備直徑為4.97mm的鋁包鋼母線，在直進(jìn)式拉絲機(jī)上用強(qiáng)制潤(rùn)滑同步拉拔技術(shù)進(jìn)行拉拔，強(qiáng)制潤(rùn)滑同步拉拔技術(shù)是指在拉絲模前組合壓力模，拉拔時(shí)鋁包鋼復(fù)合線穿過內(nèi)徑比自身線徑大的壓力模，連續(xù)不斷帶入潤(rùn)滑粉。被帶入的潤(rùn)滑粉一部分黏附在鋁包鋼復(fù)合線表面形成潤(rùn)滑膜被帶到拉絲模外；一部分堆積在壓力模內(nèi)。隨潤(rùn)滑粉被帶入量增多，壓力模中產(chǎn)生的壓力不斷變大。此壓力沿壓力模從入口處向里逐漸增大，在拉絲模變形區(qū)內(nèi)達(dá)到極大值；此壓力通過鋁層傳遞到鋼芯，可達(dá)到使鋼芯產(chǎn)生塑性變形的屈服極限值，使鋁包鋼復(fù)合線的鋼和鋁兩異種金屬產(chǎn)生同步變形分別取長(zhǎng)度為1m的不同形變量的鋁包鋼線各3段，用QJ84型數(shù)字式直流電橋測(cè)量其室溫t（℃）時(shí)的電阻，計(jì)算其平均電阻值。按照最新金屬材料電阻率測(cè)量方法GB/T351—2019式中：R2結(jié)果與討論2.1鋁包鋼復(fù)合線電阻率的確定鋁包鋼復(fù)合線的橫截面示意圖，如圖3所示。外包覆層為鋁，芯部材料為鋼，半徑為r鋁包鋼復(fù)合線的電阻率計(jì)算問題，在物理模型上可以等效為構(gòu)成并聯(lián)電路的兩個(gè)支路（鋼芯線支路和鋁覆層支路）。由并聯(lián)電路歐姆定律易知，鋁包鋼線與包覆層鋁和鋼芯間的電阻關(guān)系：式中：R設(shè)鋁包鋼線橫截面上鋁包覆層的面積與鋁包鋼復(fù)合線總面積之比，為鋁包覆層面積系數(shù)，即：則鋼芯面積系數(shù)：又已知?dú)W姆定理：則由式（3)～(5）可知，鋼芯線的電阻：鋁包覆層電阻：鋁包鋼復(fù)合線的電阻：式中：ρ由式（2）、（6）、（7）整理：比較式（8）、（9):式（10）稱為不同線徑鋁包鋼復(fù)合線電阻率的理論計(jì)算公式；可見不同線徑的鋁包鋼復(fù)合線電阻率與包覆鋁層、鋼芯原材料的電阻率及鋼芯面積有關(guān)。本試驗(yàn)包覆鋁層的電阻率為26.8nΩ·m，鋼芯的電阻率為191nΩ·m；鋼芯的截面積系數(shù)β2.2鋁包鋼復(fù)合線電阻率的線徑關(guān)系表4為不同拉拔形變量鋁包鋼復(fù)合線電阻與電阻率的試驗(yàn)結(jié)果?？芍?，隨鋁包鋼復(fù)合線拉拔形變量增加，其線徑減小，直流電阻值增加，電阻率隨之升高。由于在測(cè)量電阻時(shí)存在一定誤差，可能導(dǎo)致電阻率計(jì)算值波動(dòng)。圖4為鋁包鋼復(fù)合線電阻與線徑的關(guān)系?？芍?，隨鋁包鋼復(fù)合線直徑減小，其直流電阻呈近似指數(shù)上升，由歐姆定律知電阻與線徑呈反比。圖5是不同形變量拉拔后的鋁包鋼復(fù)合線電阻率與線徑間關(guān)系。隨線徑減小，電阻率線性增加；為更清晰明確地分析鋁包鋼復(fù)合線電阻率與線徑間關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，得到鋁包鋼復(fù)合線電阻率與線徑關(guān)系式：可知，隨線徑減小至0時(shí)，ρ極限值為45.113nΩ·m，說明鋁包鋼復(fù)合線的電阻率不隨線徑減少無限升高，而是存在最大值。圖6為鋁包鋼復(fù)合線不同拉拔變形量與對(duì)應(yīng)電阻率的關(guān)系。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到指數(shù)擬合曲線方程：雖然鋁包鋼復(fù)合線電阻率隨拉拔形變量增加而呈近線性上升，但其相對(duì)增加量很小；當(dāng)鋁包鋼復(fù)合線拉拔形變量由1.0增至1.51時(shí)，電阻率相對(duì)增量?jī)H為4.3%，其導(dǎo)電性能未受顯著影響，仍具有良好的導(dǎo)電性。王宥紅等設(shè)鋁包鋼復(fù)合線的原始晶粒（近等軸晶）為半徑d比較利用物理模型計(jì)算的鋁包鋼復(fù)合線理論電阻率與試驗(yàn)測(cè)量的電阻率發(fā)現(xiàn)：鋁包鋼復(fù)合線電阻率理論計(jì)算值（40.265nΩ·m）與形變量為1時(shí)測(cè)得的電阻率（40.017nΩ·m）相對(duì)差量為0.6%，與形變量為1.51時(shí)測(cè)得電阻率（41.725nΩ·m）的相對(duì)差量?jī)H有3.4%。此外試驗(yàn)證明，拉拔形變量對(duì)鋁包鋼復(fù)合線的電阻率影響不大，其電阻率主要與鋼芯、包覆鋁層的電阻率及鋁層所占橫截面比有關(guān)；可以通過本文提出的鋁包鋼復(fù)合線電阻率理論計(jì)算模型對(duì)其的電阻率理論值進(jìn)行計(jì)算預(yù)測(cè)。3明不同線徑鋁包鋼線電阻率的影響1）建立鋁包鋼復(fù)合線電阻率物理計(jì)算模型，得出其電阻率計(jì)算關(guān)系式，表明不同線徑鋁包鋼線電阻率主要