CN101414498B

CN101414498B - 一种超微漆包铜圆线的生产工艺

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Publication number: CN101414498B
Application number: CN2008101216633A
Authority: CN
Inventors: 鲁永; 吴少英; 方浩斌; 应江辉
Original assignee: LUXIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LUXIAO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: CN101414498A

Abstract

本发明涉及一种电磁线的加工工艺，尤其涉及一种超微漆包铜圆线的生产工艺。其包括拉丝工序、涂绝缘层工序和包漆工序，所述的拉丝工序内铜线要依次经过中拉工序、小拉工序、微拉工序和超微拉工序，在微拉和超微拉工序中增加退火工艺。本发明主要是提供了一种可以实现漆包前铜线不退火的总形变压缩率不超过80％，由此实现拉丝铜线微裂纹减少，退火成分均匀，拉丝断线率少，超微细线抗拉强度增加的超微细漆包铜圆线的生产工艺；解决现有技术所存在的漆包铜圆线断线率高，抗拉强度下降的技术问题。

Description

一种超微漆包铜圆线的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种电磁线的加工工艺，尤其涉及一种超微漆包铜圆线的生产工艺。

背景技术

超微漆包线是属于电线电缆行业的电磁线分支，其是将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的功能性材料。通常将标称线径在0.07mm-0.099mm的漆包铜圆线称为微细漆包线，而标称线径在0.06mm以下则称为超微漆包线。超微漆包铜圆线广泛应用于家用电器，微电子，IT产品中，如微电机，继电器，小型变压器，电感，振荡线圈，音频线圈，磁头，汽车点火线圈等等。漆包铜圆线的导体使用工业纯铜，而绝缘层可以选择多种高分子绝缘材料，如聚酯，聚氨酯，聚酯亚胺，聚酰胺，聚酰胺酰亚胺，聚乙烯醇缩丁醛等。由这些绝缘材料的单独构成，或多层复合构成，从而形成系列品种的漆包线，满足不同产品的功能需要。现有的漆包铜圆线的生产工艺如中国专利：“漆包铜圆线的生产工艺(CN100358059)”，首先由市场选购铜圆线，放入拉线机进行拉制为所需要的规格，然后取出放入退火炉进行退火，退火后在烘炉上进行涂绝缘层，然后烘干，烘干后将成品漆料循环至包漆机的漆槽内，进行包漆，然后将漆包铜线产品包装入库存。但是上述方法是微细漆包线的生产方法，对于超微漆包铜圆线，生产0.03mm超微线的工时成本是0.2mm的15倍，且占到总制造成本的30％，而且在超微漆包铜圆线生产工艺中，拉丝和漆包断线率高是导致生产率低，工时消耗高，电能消耗高，生产成本上升的主要原因。通过分析，我们可以看到拉拔张力是铜线产生塑性变形的唯一外在作用力，当拉拔张力大于材料的抗张力能力时，就发生拉丝断线。在漆包生产中，走线运行必须要有行线张力，由于漆包生产是在高温下进行，铜线在高温下退火后，其抗张力能力有明显的下降，当行线张力大于铜线退火后的抗张力能力时，也发生生产断线。在成品漆包线绕制过程中，绕线启动和绕线运行都对漆包线施加绕线张力，当绕线张力大于漆包线的抗张力能力时，就发生绕线断线。拉丝的断裂为铜基体中的杂质形成的第二相粒子所致。根据拉拔理论，当拉拔安全系数小于1.5时，拉拔的断线率则大大增加。杂质形成的第二相粒子大小对不同线规的拉拔安全系数的影响。第二相粒子对0.1mm以上的线规拉拔基本保证是安全的，但生产0.06mm时，0.02mm及以上尺寸的粒子极易产生拉丝断线。生产0.03mm时，0.01mm及以上的粒子就会产生拉丝断线。在漆包生产工序中的断线大多数为过度塑性变形产生的微裂纹扩展所致，少数为铜基体中的杂质形成的第二相粒子所致。而漆包线使用绕制所产生的断线为过度塑性变形产生的微裂纹扩展所致。断裂力学理论指出：金属过度的塑性变形会产生形变孪晶组织，而孪晶组织进一步的发展就产生微裂纹，微裂纹使材料的抗拉强度下降。在外界较低的应力反复作用下，裂纹逐渐扩展直至断裂。此外高温退火或高温状态也使材料的抗拉强度明显下降，因此，漆包线生产和成品漆包线的行线张力就有可能超过断裂极限，而发生断裂。

发明内容

本发明主要是提供了一种可以实现漆包前铜线不退火的总形变压缩率不超过80％，由此实现拉丝铜线微裂纹减少，退火成分均匀，拉丝断线率少，超微细线抗拉强度增加的超微细漆包铜圆线的生产工艺；解决现有技术所存在的漆包铜圆线断线率高，抗拉强度下降的技术问题。

本发明同时提供了通过减少铜基体中的杂质含量，减少第二相粒子的数量和大小，来减少或消除拉丝生产中的过度塑性变形，控制形变孪晶组织形成，消除或减少微裂纹的数量细化晶粒，增加晶界面积，提高成品的抗拉强度来提高抗断裂能力的超微细漆包铜圆线的生产工艺；解决了现有技术中存在的漆包线使用绕制所产生的断线为过度塑性变形产生的微裂纹扩展所致的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种超微漆包铜圆线的生产工艺，包括拉丝工序、涂绝缘层工序和包漆工序，所述的拉丝工序内铜线要依次经过中拉工序、小拉工序、微拉工序；所述的中拉工序依次包括下列步骤：进线、中拉拉制、中拉退火、中拉收线；中拉收线后进入小拉工序，所述的小拉工序依次包括下列步骤：进线、小拉拉制、小拉退火、小拉收线；小拉收线后进入微拉工序，所述的微拉工序包括下列步骤：进线、微拉拉制、微拉收线和退火处理。形变微裂纹是在拉丝过度变形过程中产生，要消除或减少微裂纹，则控制拉丝形变程度。因此我们对传统使用的超微线拉丝生产工艺进行改进。原工艺在小拉以后就没有再进行退火，生产超微线时铜线不退火的总变形压缩率基本达到99％以上。过度的压缩变形，导致铜线内部微裂纹大幅度增加，漆线退火难度也增大。本发明的工艺流程可以实现漆包前铜线不退火的总形变压缩率不超过80％，由此实现拉丝铜线微裂纹减少，退火成分均匀，最终达到拉丝断线率减少，超微线抗拉强度增加的目的。本发明插入完全退火的工艺生产的漆包线，伸长率基本不变，线很软；但抗拉强度则有明显的降低。若中间插入的退火控制在85％—99％，则伸长率不但不下降，而且，抗拉强度也升高，大约升高18-23N/mm²，而且断线次数可以降低9.15倍。

作为优选，所述的小拉工序中的退火采用电阻内热式连续退火。所述的小拉退火的电压为19V-21V，生产速度为1200m/min-1600m/min。我们调节退火电压和生产速度匹配，实现50％-70％的退火度控制，目的是让坯料的组织为细小的再结晶晶粒组织。

作为优选，在微拉工序后还设有超微拉工序，所述的超微拉工序包括下列步骤：进线、超微拉拉制、超微拉收线和退火处理。经过超微拉使得铜圆线的直径达到0.03mm的规格，同时在超微拉后也再经过一遍退火处理，由此实现漆包线生产的晶粒细化。金属学原理指出，金属的晶粒细化强化，不但能提高材料的延展性，而且还提高材料的强度，由此提高材料的断裂韧性。这就是晶界强化的好处。

作为优选，所述的微拉和超微拉工序中的退火处理采用外热式退火。采用如此工艺设计的原因是微线连续退火技术目前在世界上最小只能达到0.07mm，在我国目前最小只能达0.10mm。这是由于电阻大电流退火产生过高的能量集聚，导致铜线高温时抗拉强度大幅度下降而断线。此外，铜线表面的铜粉和毛刺而产生的拉弧也使铜线退火断线。对此，我们设计采用非接触式的外热退火技术，实践证明这种技术可以实现最小0.02mm的铜线退火。

作为更优选，所述的微拉退火温度为480℃，生产速度为580m/min-620m/min。所述的超微拉退火温度为450℃，生产速度为550m/min-650m/min。

作为优选，所述的铜线的组分包含，按重量百分比为：铜的含量≧99.99％，氧的含量≦0.003％，硫的含量≦0.0005％，磷的含量≦0.0005％，硅的含量≦0.0005％，铁的含量≦0.0005％，锌的含量≦0.0005％，金的含量≦0.001％，银的含量≦0.001％，其他杂质的含量≦0.0035％。超纯阴极铜的杂质含量降低，大大减少了第二相粒子的数量，特别是大尺寸的第二相粒子数量。提高了拉拔安全系数。由此采用超纯阴极铜拉丝断线的表现远远优于1号工业纯铜，而且线规越细小，其表现越佳。使用超纯阴极铜，生产0.06mm的线规，断线次数大约下降3.46倍，生产0.03mm线规，拉丝断线大约下降7.63倍。

作为优选，在拉丝工序前对超微线进行筛选，在拉丝工序中经过所述的中拉收线步骤后的铜丝直径为0.3mm，经过所述的小拉收线步骤后的铜丝直径为0.1mm，经过所述的微拉收线步骤后的铜线直径为0.06mm。

作为优选，在拉丝工序前对超微线进行筛选，在拉丝工序中经过所述的中拉收线步骤后的铜丝直径为0.3mm，经过所述的小拉收线步骤后的铜丝直径为0.1mm，经过所述的微拉收线步骤后的铜线直径为0.06mm，经过所述的超微拉收线步骤后的铜线直径为0.03mm。

筛选方法如下表所示：

拉制线规(mm)	两次断线的最小产量(kg)	高于规定产量可生产的线规(mm)	低于规定产量可生产的线规(mm)
拉制线规(mm)	两次断线的最小产量(kg)	高于规定产量可生产的线规(mm)	低于规定产量可生产的线规(mm)	0.1	13000	0.061-0.100	≥0.080
0.06	700	0.031-0.060	≥0.045	0.1	13000	0.061-0.100	≥0.080
0.06	700	0.031-0.060	≥0.045	0.03	120	0.021-0.030	≥0.035
0.02	20	0.012-0.020	≥0.018	0.03	120	0.021-0.030	≥0.035

通过筛选和未筛选的拉丝断线统计如下表所示：

因此，本发明的一种超微细漆包铜圆线的生产工艺，具有下述特点：

1、采用超纯阴极铜可以大幅度降低拉丝断线率，生产0.06mm可以降低拉丝断线率3.46倍，生产0.03mm可以降低7.63倍。同时也大幅度降低漆包生产的断线率，生产0.03mm可以降低4.41倍。

2、超微拉筛选法又可以进一步降低拉丝断线率，生产0.06mm，可以进一步降低3.92倍，生产0.03mm可以降低3.28倍。超微拉丝筛选法是一个非常有效的方法。

3、改进传统的超微拉拉丝-漆包生产工艺，适当增加中间退火，降低不退火的总形变压缩比在80％以下，又可以进一步降低漆包断线率。生产0.03mm可以降低2.01倍。

4、适当增加超微拉中间退火，控制不退火的总形变压缩比不超过80％，同时，优化退火工艺参数，控制退火度在85％-99％的不完全退火，可以有效地保证漆包线伸长率不变的条件下，进一步提高抗拉强度。0.06mm可以提高23N/mm²，0.03mm可以提高18N/mm²。这种漆包线更加适合于客户的高速绕线使用。

通过以上的工艺设计，实现铜的内在组织的改进，一方面大大提高了拉丝-漆包生产效率，另方面，也制造出了具有更高的抗断线能力的漆包线品种——高张力漆包线。

附图说明：

图1是本发明的一种超微细漆包铜圆线的生产工艺的工艺流程图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1所示，一种超微细漆包铜圆线的生产工艺，首先利用超微线拉丝筛选法选取超纯阴极铜，超纯阴极铜的组分包含，按重量百分比为：铜的含量为99.99％，氧的含量为0.003％，硫的含量为0.0004％，磷的含量为0.0002％，硅的含量为0.0003％，铁的含量为0.0005％，锌的含量为0.0001％，金的含量为0.001％，银的含量为0.001％，其余为杂质。

将选择好的铜线进行拉丝，拉丝工序中依次包括中拉步骤、小拉步骤和微拉步骤。其中中拉步骤的进线直径为1.0mm，中拉拉制0.3mm，然后进行中拉退火和中拉收线；然后进入小拉步骤，小拉步骤的进线直径为0.3mm，然后在小拉拉制为0.1mm，再经过电阻内热式连续退火，退火电压为21V，生产速度为1600m/min，相对退火度为60.9％，小拉收线后的铜圆线进入微拉工步骤，微拉步骤的进线直径为0.1mm，经过微拉拉制为0.06mm，微拉拉线后进行外热式退火处理，退火温度为480℃，生产速度为600m/min，相对退火度为92％，经过微拉步骤内的退火后铜圆线进入超微拉步骤，超微拉步骤的进线直径为0.06mm，经过超微拉拉制为0.03mm，然后超微拉收线后再进行一次外热式退火处理，退火温度为450℃，生产速度为650m/min，相对退火度为92.09％。拉丝工艺结束后，进行漆包，漆包生产的工艺参数如下表：

经过拉丝和漆包工艺后的铜圆线可以打包入库存。

实施例2：

如图1所示，一种超微细漆包铜圆线的生产工艺，在拉丝工艺中，包括中拉步骤，小拉步骤，微拉步骤和超微拉步骤。小拉步骤内的退火电压在19V，生产速度为1200m/min，相对退火度为55.92％；微拉步骤内的退火温度为480℃，生产速度为600m/min，相对退火度为99％；超微拉步骤内的退火温度为450℃，生产速度为600m/min，相对退火度为94.16％。其余与实施例1同。根据上述工艺生产出的0.06mm漆包线的相关性能参数，经过试验得到：平均拉断伸长率为23.88％，平均抗拉强度为263.10N/mm²，20℃的平均电阻率为0.01651Ω/mm².m。根据上述工艺生产出的0.03mm漆包线的相关性能参数，经过试验得到：平均拉断伸长率为15.41％，平均抗拉强度为271.93N/mm²，20℃的平均电阻率为0.01647Ω/mm².m。

Claims

1.一种超微漆包铜圆线的生产工艺，包括拉丝工序、涂绝缘层工序和包漆工序，其特征在于：所述的拉丝工序内铜线要依次经过中拉工序、小拉工序、微拉工序；所述的中拉工序依次包括下列步骤：进线、中拉拉制、中拉退火、中拉收线；中拉收线后进入小拉工序，所述的小拉工序依次包括下列步骤：进线、小拉拉制、小拉退火、小拉收线；小拉收线后进入微拉工序，所述的微拉工序包括下列步骤：进线、微拉拉制、微拉收线和退火处理；在微拉工序后还设有超微拉工序，所述的超微拉工序包括下列步骤：进线、超微拉拉制、超微拉收线和退火处理。

2.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的小拉工序中的退火采用电阻内热式连续退火。

3.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的微拉和超微拉工序中的退火处理采用外热式退火。

4.根据权利要求2所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的小拉退火的电压为19V-21V，生产速度为1200m/min-1600m/min。

5.根据权利要求3所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的微拉退火温度为480℃，生产速度为580m/min-620m/min。

6.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的超微拉退火温度为450℃，生产速度为550m/min-650m/min。

7.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：所述的铜线的组分包含，按重量百分比为：铜的含量≥99.99％，氧的含量≤0.003％，硫的含量≤0.0005％，磷的含量≤0.0005％，硅的含量≤0.0005％，铁的含量≤0.0005％，锌的含量≤0.0005％，金的含量≤0.001％，银的含量≤0.001％，其他杂质的含量≤0.0035％。

8.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：在拉丝工序前对超微线进行筛选，在拉丝工序中经过所述的中拉收线步骤后的铜丝直径为0.3mm，经过所述的小拉收线步骤后的铜丝直径为0.1mm，经过所述的微拉收线步骤后的铜线直径为0.06mm。

9.根据权利要求1所述的一种超微漆包铜圆线的生产工艺，其特征在于：在拉丝工序前对超微线进行筛选，在拉丝工序中经过所述的中拉收线步骤后的铜丝直径为0.3mm，经过所述的小拉收线步骤后的铜丝直径为0.1mm，经过所述的微拉收线步骤后的铜线直径为0.06mm，经过所述的超微拉收线步骤后的铜线直径为0.03mm。