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銅線伸線工程
3.1 銅線之分類
一般以單根裸銅線為制造電線最基本線材。
3.1.1 就其軟化程度而言，可分為
1、硬銅線
2、半硬或3/4硬銅線
3、軟銅線
3.1.2 就其線徑而言可分為
1、超細線0.04mmØ以下
2、極細線0.04~ 0.10mmØ
3、細線0.10~0.30mmØ
4、中線0.30~1.00mmØ
5、大線1.00~2.60mmØ
3.1.3 就其鍍層材料可分為
1、裸銅線
2、鍍錫銅線
3、鍍鉛錫銅線
4、鍍銀銅線
5、鍍鎳銅線
3.2 銅線之性質
3.2.1 銅線之電氣特性
銅線之電氣特性主要是導電率，或直流電阻。在一般金屬材料中，
銅導電率僅次於銀，假設以銅為基准，即銅之導電率為100%時，
其他主要金屬之導電率如下：
銀 109% 鐵 17.27% 金 70.8%
錫 15% 鋁 61.2% 鎳 25.1%
一般硬銅線之導電率較軟線為低，如下表
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|
硬 銅 線
|
軟 銅 線
|
||
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線徑 mm
|
導電率
|
D.C 20℃ Ω/cm
|
導電率
|
D.C 20℃ Ω/cm
|
|
0.1
|
|
|
98% up
|
2240
|
|
0.5
|
96% up
|
91.44
|
100% up
|
87.97
|
|
1.0
|
96% up
|
22.87
|
100% up
|
21.95
|
|
2.6
|
97% up
|
3.348
|
100% up
|
3.248
|
軟銅線經過加工，如伸拉、彎曲、扭紋、壓縮、軋輾均會改變其結晶而變硬，導電率也隨之變化。
故在加工制造銅導體時，特別是銅絞線，壓縮線均需要十分注意其加工變化，以免電阻不合格，由於此一原因，常以選用不同之銅條線材及軟化程度來克服。
3.2.2 銅線之物理性質
銅線主要是抗張強度（或拉斷力）、伸長率，大線可增加一項扭轉特性，若線太細小，於0.5mmØ或更細，上述特性測試就必須十分精確，否則結果會不准確。
各國之標准物性上不盡相同，如下表
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|
線徑 mm Ø
|
CNS中國
|
JIS日本
|
美 國
|
英 國
|
|
軟銅單線
伸長率%
|
0.05
0.10
0.50
1.00
2.60
3.00
|
15
15
20
25
30
30
|
15
15
20
25
30
30
|
15
15
20
25
25
30
|
25
30
30
30
30
30
|
一般細線之軟硬除了以上述方式呈現其特性外尚可用其他方式表現其差別，如彈性恢復等。
3.2.3 銅線之化學性質
銅系極易氧化之金屬，新生之銅在70℃以上時，極易為空氣之氧，含硫氣體，含氯氣體所侵蝕或產生化學反應，而表面氧化，生成其復雜之氧化銅，呈現出不同這顏色，故銅是易於污染之金屬。
氧化銅雖然可以保護里層之銅，對導電影響輕微，但銅變色即是一種嚴重品質不良，故在制造時，必須防止各種污染。
3.3 銅材之（銅條、銅線）選用
電線用銅線大部分由8.0mm Ø銅條伸拉而來，而銅條之制造方法有很多，如
1、 Dip Forming： 浸著成型法
2、 SCR System： 輪轉鑄軋法
3、 Up Ward System： 上引成型法
4、 連續模鑄法：模鑄成型法
5、 銅錠軋延法：傳統軋延法
6、 其他
1及3方式系在密閉之真空爐內進行熔融，然後注鑄成型，故生成之
銅含氧量極低，俗稱無氧銅。
與SCR System類似之方式亦很多，可統稱之為SCR銅條，目前以1、
2、3三種方式之銅條最多。
以上銅條在制程中，影響品質因素甚多，如電銅板之品級（純度、表
面雜質、含氧量等）熔鑄條件，軋延條件，造成各種等級不同之銅條，
一般產銅條之廠家多半以下列品檢項目來分級
1、 含氧量
2、 扭傷數（單、雙扭）
3、 探傷數（棒及條）
4、 其他
舉例，極細線用銅條與中大線者是不同的， 一般電力線用銅與超高
壓電纜用銅亦是不同的，由於超高壓電纜用銅必須經壓縮成型，加工
度高，故銅線之軟度十分重要，以免將來加工後，導電率不足，又銅
條有重大傷痕，重大含雜質及軋延不良，包銅造成銅線在伸線時易斷
線。
又已變色之銅條伸出之銅條即帶有變色或變色之因素促成變色。
銅條為防止表面粗糙及傷痕影響伸線品質，表面品質，多將表面一層
剝除。
上述含氧量之氧分子（O2）以含PPM為基准，一般SCR含氧量在
200~600PPM左右，應該是個穩定的數據，即含氧量±30PPM左右，
正負公差太大，表示在制銅過程中控制不良，無氧銅含氧量較低。
一般電力線用銅對含氧量之規定，沒有那么嚴格，但漆包線用極細線
用，高速伸拉用中，細線有需要作內規。
上述扭轉為單向轉及雙向扭轉：
單向扭轉：標距250mm單方向轉至扭斷為止之轉數﹔
雙向扭轉：標距250mm正方向25轉後逆向至扭斷之轉數，
扭轉之速率約40~~60RPM。
8mm Ø銅條與2.6mm Ø銅線之扭轉數及硬銅線與軟銅線之扭轉數不同，
宜分別訂出內規。
近來音響線多采用高純銅，含銅比率99.9999%以上已屬於超純精練之
銅。
4.0 銅伸線機之結構及種類
4.1 伸線機之引取滾筒大多設在伸拉機組外罩之外，有水平式或直立式，其前有空氣拭淨器（AIR WIPER）其後接軟化機或卷取機。
卷取機有單軸卷取，單軸連續卷取，雙軸連續卷，取捆裝卷取，架裝式捆裝卷取，桶裝式捆裝卷取，單軸連續卷取有水平式及直立式兩種。
伸線牽引滾筒之表面需要高硬度耐磨之鋼材，為方便更換維護及節省成本起見，多采用特殊鋼帶構成環套在滾筒上，但近年來中、細以下之伸線機滾筒多在表面作陶瓷處理，更為光滑耐用。
大部份中伸機以上之機種，均附設有壓頭穿線機，以便穿過眼模，細
信息来源：www.jsply.com 铜线伸线机
伸以下機種，利用人工拉細穿眼模。
為增加伸絞線效率，近年多趨向多條一次伸線如8條12條等等，多條一次伸拉也可連續軟化，但不能軟化鍍錫線，因錫線上之錫會在軟化高溫中，瞬間熔粘，也有多條一次伸線搭配漆包機連續生產之用。
3.1 伸線機種類
大多以線徑（完成）來區分
△ 超細伸線機 完成線徑 0.025~0.04 mm
△ 極細伸線機 完成線徑 0.04~0.10 mm
△ 細線伸線機 完成線徑 0.10~0.28 mm
△ 中線伸線機 完成線徑 0.30~1.00 mm
△ 大線伸線機 完成線徑 1.00~3.20 mm
上述不是絕對區分，有時也相互重疊（COVER）。
超極細線可達直徑0.008mm Ø已屬於高科技領域，價值比黃金還貴，多用於電子工業領域。
3.2 線速度
以上各種用機型，各國各廠設計不同，精密度不同，故線速度亦不同。
※以上伸長率則為26%
3.3 一般伸線機設計之減面率與伸長率
一般伸線機，中大線多半按照標准減面率設計，以求最大之效益及合理之加工，但有些機械廠家為顧慮銅材不良，及斷線，將減面率下降。
細線→極細線→超細線之減面率則趨向減面更下降，以求伸線加工符合實際需要，提升線速，以上狀況如下表列示。
|
線種
|
設計之伸長率
|
設計之減面率
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機械容許眼模數
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進線徑mm Ø
|
出線徑mm Ø
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超細線
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10~13.6%
|
9~12%
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18~21
|
0.1~0.38
|
0.025~0.10
|
|
極細線
|
11~17.6%
|
10~15%
|
18~21
|
0.5~0.8
|
0.04~0.16
|
|
細線
|
17.6~25%
|
15~20%
|
18~21
|
0.8~1.6
|
0.10~0.30
|
|
中線
|
22~26%
|
18~20.6%
|
13~17
|
3.2~2.6
|
0.40~1.00
|
|
大線
|
23~29%
|
18.6~22.5%
|
10~13
|
8.0~10.0
|
1.20~3.20
|
4.0 伸線眼模
4.1 伸線眼模之材質
一般伸線眼模，大線多采用鎢鋼模，中、細線者多采用天然鑽石或人
造合成鑽石眼模。
人造合成鑽石眼模，簡稱合成模亦稱Compax，耐磨性，壽命遠高於
鎢鋼模。
一般銅材線徑0.4~4.6mm Ø合成模之壽命約為鎢鋼模之150~250倍，
線徑細者更甚。
天然鑽石模之耐磨性，變形度亦甚佳，但有時品質不甚穩定，價格亦
較高，故中線多采用合成模，大線中間眼模之公差比較寬松，且為成
本計多采用鎢鋼眼模。
4.2 眼模之結構如附圖
(a) 鎢鋼模
眼模外彀亦稱眼模座Case，眼模座之尺寸依模孔徑之大小而不同。通常Case之外徑有25 Ø、28 Ø、35 Ø、38 Ø、43 Ø等尺寸。Case之高度有15、18、24、27mm等尺寸。
鎢鋼模之減面角較小，使模孔徑減少剪應力，盡量使模孔保持精密不致變化，以免壽命減低。
(b) 合成模或鑽石模
鑽石模由於硬度高，耐磨性強，故可將減面角加大，使銅線在此一段中阻力較小，而可順利進入模孔廊。
鑽石模適用於中、細以下之銅伸。
5.0 銅伸線之潤滑
銅伸線之潤滑，由於近來均采用濕式潤滑即潤滑液方式潤滑液方式潤滑，這種潤滑構成一循環使用之系統，良好之潤滑系統具下列條件。
1、 正確之潤滑成份（良好之潤滑油膏）
2、 正確之濃度（濃度及PH均合規定）
3、 正確之溫度（熱交換系統良好）
4、 確保之潔淨（過濾系統良好）
5、 確保之施加（良好之噴洒或其他方式）
5.1 潤滑油
早期采用天然性油脂，使用不易，後來多采用礦物性油，系高酯物質，具有高性能潤滑功能，但純粹礦油仍有缺陷，它會懸浮而弄臟裝備，對人體皮膚也不安全。
近年來發展朝可溶性油方向，即礦油和界面活性劑約30%溶和而成，為了改良潤滑效果，又有人造非礦油性之添加劑之發明，使潤滑液趨向乳化穩定，油分散均勻及淨化，低泡沫，良好之乳化後，微粒大小約在0.25~0.50um。
一般消泡劑不准使用矽系統，以免在漆包線涂漆不良，乳化之安定性有賴於配方正確，潔淨及溫度之保持，所謂潔淨還包括水質，井水含礦物多，屬硬水，宜用純水配潤滑液，含油量之多寡視需要而定，大線含油量較高。潤滑油可進行下列試驗以確保其品質。
a、 油份測定
b、 游離脂肪酸試驗
c、 乳化試驗
d、 溶解試驗
e、 對銅線表面腐蝕試驗
5.2 濃度及PH值
潤滑液含油份量必須適當，過多則粘性大，影響裝備，過少則潤滑不足。
一般含油如下：
大線8.0→2.6mm 含油量7%
中線2.6→0.6mm 含油量5%
細線0.8→0.1mm 含油量2%
潤滑油膏總量＝潤滑液總量╳含油量╳（1/油膏含油量）
例：某廠商提供之潤滑油膏含油量為50%
沖泡－噸（1000kg）之大線潤滑液
潤滑油膏線量＝1000╳7/100╳100/50＝140kg
為維持此一濃度，必須經常加以測試（比重法等）并添加新液。
一般廠家提供之油膏呈弱鹼性，PH值約在9~10之間，沖泡後大約在PH8~9.5之間，低於8必須加入少許碳酸鈉，以防止銅線變色。
不同濃度之伸線液應分開設置液槽（池）不可混用。
5.3 溫度
伸線液之溫度若經常加在高溫50℃以上時，則會破壞潤滑液之乳化安定性，并使液內油加速老化，而低於26℃時，將使界面活性劑及油脂組成物結晶而分離，使潤滑效果變差，增大粘度。
欲發揮潤滑液最大潤滑效果，液溫應保持在30℃~40℃。
潤滑液之溫度也會對伸拉銅線之抗張，伸長產生影響，如下曲線顯示。
一般伸線液在本地氣候炎熱之狀況下液溫會偏高，反之在寒冷地區就會偏低。
降低伸線液溫度主要控制流量及熱交換系統之功能，升高伸線液溫度可用蒸氣管或電熱管置放液槽內加溫。
潤滑液溫度對偶上拉銅線抗張之影響
5.4 潔淨－過濾
潤滑液之配制，在 §6.1中已提過需用干淨之純水，但在使用當中由於伸線後，眼模處會產生銅粉，久之乳化破壞、粘度增加，再加上落塵使潤滑液混濁而大大降低了潤滑效果，且有時會便銅粉附著於伸好之銅線上，易造成表面變色，如為漆包用則會使涂漆絕緣產生針孔現象。
為了去除銅粉，一般采用沉澱法及過濾法，沉澱法常用多個液槽串聯而成沉澱槽，或采用斜板沉澱法，使潤滑液滾過一連串之斜板，斜度甚低，流速緩，使銅粉易於沉積。
斜面流道一般呈曲折狀使流經之途徑加長，沉澱效果好，但清除沉澱物卻很費事。
最好的辦法還是過濾法。
近年來采用不織布法過濾方式，選用合適之卷狀不織布，使潤滑液滲透過不織布，銅粉即留在布上，布定時卷出銅粉即帶走排除掉。
5.5 潤滑液施工方法
一般細、中、大銅線均用泵浦運送潤滑液，使液噴洒於眼模入口處噴洒位置不對，易造成潤滑不足，噴洒量太大、太少，造成流量失控，均須加以注意。
極細線等不宜用噴洒方式，因液量太多、粘性大、造成阻塞，多利用棉布條或其他方法施加。
6.0 銅伸線保養及管理
6.1 伸線機本身之保養
a、 伸線機是高速運轉之設備，伸線滾筒轉速常達5000RPM以上，其軸承之是否良好，列為重點檢測，如有異狀（異聲、發熱）應停機維修。
b、 伸線機滾筒之表面是否起溝，可利用換邊或更換鋼套環或帶。
c、 各伸線液閥是否良好，噴洒量是否正常，須檢查。
d、 軟化機之導電銅輪，導電炭刷均應定期保養。
e、 卷取速度極高，加上鐵軸裝線後，極易產生振動，鐵軸之平衡關系極大，若卷取機產生振動，應檢測卷取機之結構是否受損，基礎是否動遙，鐵軸是否平衡。
6.2 銅材之管理
銅材（銅條或銅線）之要求條件視各種不同之用途而不同，故應衡量未來用在何處訂定自用之規格標准（內規）并和供應商溝通。
一般內規多包括扭轉，含氧量之標准。
6.3 眼模之管理
伸線眼模一般伸線大多以拉伸量作為更換之依據，此伸拉量依據廠家提供之數據及本身使用後，實際伸線所統計之數據而訂一標准。
眼模壽命（變形、變大）影響因素甚多，因此統計要正確大多以手均伸拉量作為標准，到了這個量就要更換新眼模。
眼模之孔徑，應該依據本身之內規購入而儲備，當然可盡量接近眼模公司出品之標准孔徑，以方便購入。
眼模起用時間、機台號、眼模座號、整修次數、每日伸拉量、壽命等相關資料可輸入電腦，以得知某一眼模已到了“壽命”標准伸拉量，即予通知更換，換下之眼模，依據內規送修備用，眼模應有收發及保管規定或辦法。
眼模起用時間、機台號、眼模座號、整修次數、每日伸拉量、壽命等相關資料可輸入電腦，以得知某一眼模已到了“壽命”標准伸拉量，即予通知更換，換下之眼模，依據內規送修備用，眼模應有收發及保管規定或辦法。
6.4 潤滑液（伸線液）之管理
除定期檢查過濾功能外，對液溫、濃度、PH值，應常期作檢測，至少每周2~3次。
潤滑液之補充、更換、及廢液處理，應訂出辦法以期作業者遵循。
廢液處理應環境保護，不能任意傾入排水溝，若無處可傾倒，應作廢液處理。
6.5 銅線防止變色
伸線最擔心之時乃是伸出之銅線，放置不久即變色，防止變色之道如下述：
a、 選用潔淨干燥之銅條，條上不能有斑痕或已變色之狀態。
b、 伸線液濃度、PH、液溫要正確，過濾要良好。
c、 軟化電壓要正確，冷卻要足夠，線溫低於50℃，至少要低於70℃，線上不要有水份。
d、 伸線所處之環境，通風良好，附近無污染之氣體流動。
e、 不要用污染之物品，如抹布、手套等接觸伸好之銅線。
f、 使用適當之材料如牛皮紙、帆布套等將伸好的銅線，連軸包扎或套包，使其不接觸外界空氣。
g、 伸出之銅線軟化後使用適當之方法，施涂防變色劑，如B.T.A.（Benzo-triaole，C6H5N3，結晶狀）。
以木精（wood alcohol）作溶液，一般濃度約0.1~0.3%，將此溶液用適
當方式涂抹於伸出之銅線，也可在軟化調水油中施放，B.T.A.亦溶於
水中。
大部份電線廠家都在絞線時，施加B.T.A.防變色，效果尚屬良好，木
精也易揮發，對下一過程無不影響。
其他防變色劑也可使用，但要注意有無不良影響。