CN101630544B - 模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法 - Google Patents
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Abstract
一种模具法制作风力发电机用漆包铜扁线的方法及装置，是将模具架的中间设置的中空棱柱体形的定径孔的圆角半径设置为0.7-0.9mm，将压制成的铜扁线经清污防氧化后，退火，经模具连续涂聚酯亚胺漆底漆和200级聚酰胺酰亚胺漆面漆，之后，经烘焙，冷却至室温得成品。本发明的有益效果是：选用该模具，涂制高粘度复合层漆包线，产品表面光洁度极高，外径统一，耐高温、耐化学性能优；具有较高的拉伸强度、柔韧性、附着性及耐软化击穿等优点，适用于风力发电机对漆包线表面质量光洁度高、无漆疙瘩、大长度的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于电磁绝缘线生产方法及专用设备，特别涉及一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法和装置。
背景技术
漆包线是主要应用于电机、电器、仪表、变压器等工作场合的绕组线。风力发电机线圈对漆包线的要求特别严格，其特殊要求是：1)漆包线大长度，每轴生产米数长、重量重，每轴重量约180kg；2)分段截成2米长，弯曲固定形状后，下到电机槽内，要求每段漆包线表面无任何缺陷，外观光洁；3)漆包线耐高温，温度等级达到C级。
目前复合层漆包线都采用毛毡法涂制。毛毡法涂漆需要粘度比较低的漆液，为了降低漆液的粘度，需要消耗大量的溶剂用来稀释漆液，这样就造成了大量溶剂的浪费，提高了生产成本。
另外，毛毡毛在涂漆过程中容易脱落，随漆液涂覆在导体上，影响了漆液的烘焙质量，容易产生粒子，严重影响漆包线的性能。还有，毛毡法涂漆是靠调整毛毡夹板的夹力来调节每遍涂在导线的漆液量。随时间的推移，毛毡逐渐被漆液完全浸润，使毛毡的弹性减弱，涂在导线上的漆液量也将变多，由于烘焙的温度和涂漆速度是基本恒定的，所以漆膜将呈现固化不足，使漆包线的各项性能受到不良影响，同时还可能使漆包线的外径超出标准要求。
毛毡法涂漆不适用于高粘度漆的涂制，且不适用于高速生产，由于粘度高的漆液可流动性小，漆液在表面张力作用下的流平过程既缓慢又不充分，导致固化后的漆膜在导线四周方向分布不均而性能不可靠。上述的漆膜流平过程的存在，也限制了漆包线生产的高速进行。另外，如果速度过快，导线与毛毡之间产生的摩擦热也将增大，导致毛毡表面烧焦变硬，漆液则由于受热而粘度变小，影响涂漆质量。
综上所述，毛毡涂漆法因存在上述缺陷，不能满足风力发电机用漆包铜扁线表面质量稳定与每轴大长度的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的缺陷，提供一种模具法制作风力发电机用 的漆包铜扁线的方法和装置。模具法涂漆的漆液量是基于模具的定径孔大小决定，因此每遍涂漆量的多少可以通过选择定径尺寸而被设计为最佳，加上模具材料的耐磨性，使得模孔的定径尺寸基本恒定不变，所以最后得到的漆膜总厚度分散性很小，为漆膜达到各项性能要求提供了可靠的保证。采用专用模具涂漆，彻底消除由于毛毡毛产生漆疙瘩隐患，使得漆包线可连续生产，生产出的漆包线表面光洁度极高，没有漆疙瘩等缺陷；达到生产连续米数长、重量重的目的，耐高温、耐化学性能优；拉伸强度、柔韧性及附着性均满足风力发电机对漆包线的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(一)挤压铜扁线：将待加工铜杆放线，经过挤压成型机挤压成型铜扁线；
(二)铜扁线的清污和防氧化处理：用循环冷却蒸馏水加适量的酒精对制得铜扁线清污，防止挤压出来的线氧化。
(三)退火：将上述制得的铜扁线送入退火炉中，炉温要求：
退火炉(下) 退火炉(上)
660±10℃ 680±10℃
铜扁线在退火炉中的线速3±0.5m/min；
(四)在安装的涂漆模具装置的模具涂漆：
(1)在涂漆模具装置模具中模具涂漆连续进行10遍，第1遍模具的定径孔为制得铜扁线基础之上尺寸增加0.07×0.06mm，第2至8遍模具涂漆是在第1遍模具涂漆基础上，每遍模具定径孔尺寸逐个递增0.01×0.01-0.02×0.02mm，第9至10遍模具涂漆再在第8遍模具涂漆基础上，每遍模具定径孔尺寸逐个递增0.01×0.01-0.02×0.02mm，最终第10遍模涂漆具定径孔尺寸为制得铜扁线基础之上增加0.22×0.2mm；
(2)涂漆：
漆的种类 粘度 涂漆次数
底漆：聚酯亚胺漆 560(±50″) 8
面漆：200级 70(±10″) 2
第1至8遍模具分别涂制聚酯亚胺漆作为底漆，第9至10遍模具涂制200级聚酰胺酰亚胺漆作为面漆，绝缘漆连续、均匀地覆盖在铜扁线表面；模具涂漆线速为3±0.5m/min；
(五)烘焙：经过上述模具涂漆后，经烘焙形成绝缘膜；烘焙温度控制在：
进口 下层 中层 上层 催化前
170±10℃ 270±10℃ 380±10℃ 440±10℃ 440±10℃
(六)冷却：风冷至室温，制得成品。
本发明提供一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的装置是由模具架、模具支架、涂漆模具和定径孔组成，模具架一端固定在模具支架上，模具架的另一端为端部带卡耳的凹型架体，涂漆模具为圆柱体，中间设有中空棱柱体形的定径孔，涂漆模具的外部沿径向设有环形凹槽，模具架另一端的卡耳卡装固定在涂漆模具的环形凹槽内。
定径孔的各棱角为圆角，定径孔圆角半径为0.7-0.9mm。
本发明的有益效果是：选用恰当的模具，涂制高粘度聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺漆复合层漆包线，产品表面光洁度极高，外径统一，耐高温、耐化学性能优；具有较高的拉伸强度、柔韧性、附着性及耐软化击穿优点，适用于风力发电机对漆包线表面质量光洁度高、无漆疙瘩、大长度的使用要求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的侧视图。
图4是定径孔圆角半径放大图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作出说明，但仅作说明而不是限制本发明。
如图所示，1模具支架、2模具架、3涂漆模具、4环形凹槽、5圆角、6定径孔。
本发明提供一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的装置是由模具架2、模具支架1、涂漆模具3、定径孔6组成，模具架2一端固定在模具支架1上，模具架2的另一端为端部带卡耳的凹型架体，涂漆模具3为圆柱体，中间设有中空棱柱体形的定径孔6，涂漆模具的外部沿径向设有环形凹槽4，模具架2另一端的卡耳卡装固定在涂漆模具的环形凹槽4内。
定径孔的各棱角为圆角5，定径孔圆角半径为0.7-0.9mm。
本发明提供一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法包括的步骤：
(一)挤压铜扁线：将待加工铜杆放线，经过挤压成型机挤压成型为3.15×12.5mm铜扁线；
(二)铜扁线的清污和防氧化处理：用循环冷却蒸馏水加适量的酒精对 制得铜扁线清污，防止挤压出来的线氧化；
(三)退火：将上述制得的铜扁线送入退火炉中退火，炉温要求：
退火炉(下) 退火炉(上)
660±10℃ 680±10℃
铜扁线在退火炉中的线速3±0.5m/min；
(四)在安装的涂漆模具装置的模具涂漆：
(1)配模表如下：(单位mm)
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 模具尺寸 | 3.22× 12.56 | 3.23× 12.57 | 3.24× 12.58 | 3.26× 12.59 | 3.28× 12.61 | 3.30× 12.63 | 3.32× 12.65 | 3.34× 12.67 | 3.36× 12.69 | 3.37× 12.70 |
| R角 | 0.70 | 0.70 | 0.70 | 0.75 | 0.75 | 0.80 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.90 |
(2)涂漆：
漆的种类 粘度 涂漆次数
底漆：聚酯亚胺漆 560(±50″) 8
面漆：200级聚酯亚胺漆 70(±10″) 2
第1至8遍模具分别涂制聚酯亚胺漆作为底漆，第9至10遍模具涂制200级聚酰胺酰亚胺漆作为面漆，绝缘漆连续、均匀地覆盖在铜扁线表面；模具涂漆线速为3±0.5m/min；漆的粘度在冬季的时候走下限，夏季的时候走上限；
(五)烘焙：经过上述模具涂漆后，经烘焙形成绝缘膜；烘焙温度控制在：
进口 下层 中层 上层 催化前
170±10℃ 270±10℃ 380±10℃ 440±10℃ 440±10℃
(六)冷却：风冷至室温，制得成品。
制作风力发电机用铜扁线的轴具为630塑料轴，轴孔为5×15mm。
经上述方法生产的风力发电机用漆包铜扁线卷绕在线盘或轴上，用正常视力检查时，漆膜光滑、连续、无斑纹、无气泡和杂质，符合国家标准。
经过多次实验证明，特殊模具的恰当选用是涂漆工艺的基础，它通过控制涂漆量，从而控制漆包线的漆膜固化程度，生产风力发电机用漆包铜扁线，采用复合的方式，底层漆选用附着性比较好的聚酯亚胺底漆，面漆选用热级比较高的高粘度200级聚酰胺酰亚胺漆，即保证了产品的附着性等机械性能，又保证了漆包线的热冲等热性能。用模具涂漆还保证漆包线的表面光洁度，减少了粒子的出现。通过多次实验测试，模具定径孔圆角半径R角过大或者R角过小，都会造成漆包铜扁线不合格，其具体原因和数据比较见下表：
注：标准要求电压性能≥2000v；附着性拉伸15％，漆膜失去附着力的距离不大于1b为合格。
经上述性能比较，此模具定径孔圆角半径设计为0.7-0.9mm，是生产风力发电机所用的漆包铜扁线的最佳方案。
同时，通过控制模具定径孔圆角半径来控制涂漆量，合适的涂漆量使漆包线漆在烘炉内烘烤的更充分，使涂在铜导体表面的漆固化的更充分，漆基树脂的固化程度，交联度更好，以此来控制漆膜的固化程度，漆液经过烘焙后形成铜导体表面的漆膜，漆液的固体含量就是漆液经过烘焙后漆膜展漆液的比重，因为漆液中含有大量溶剂，烘焙的过程也就是溶剂挥发的过程，将溶剂全部挥发掉，剩余的部分经过交联形成漆膜，但是也有一部分发生裂解反应，这个可以说是漆基树脂的损耗。如果固体含量比较大的漆液，在模具的配比过程中，每一遍模具的比例稍微小一点，漆包线漆膜是有要求的，每一边都有合适的漆膜厚度，根据漆液的固体含量来确定模具配比，漆液在涂制的过程中有个流平过程，合适的R角能促进漆液的流平，流平越好，漆层越均匀。选择聚酯亚胺底漆的粘度高，粘稠的漆流动性较小，可防止漆包线圆角处的漆流平到窄边，使得圆角处漆层厚度与其他部位漆层厚度不均衡；面漆采用200级聚酰胺酰亚胺漆来涂制，可提高产品的耐温等级为C级；配置合适的模具，模具圆角处按导线要求制作，使导体圆角及宽窄边漆层厚度一致。
Claims (4)
1.一种模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(一)挤压铜扁线：将待加工铜杆放线，经过挤压成型机挤压成型铜扁线；
(二)铜扁线的清污和防氧化处理：用循环冷却蒸馏水加适量的酒精对制得铜扁线清污和防氧化；
(三)退火：将上述制得的铜扁线送入退火炉中退火，退火条件控制在：退火炉下部温度为660±10℃，退火炉上部温度为680±10℃，铜扁线在退火炉中的线速为3±0.5m/min；
(四)在安装的涂漆模具装置中进行模具涂漆，模具涂漆线速为3±0.5m/min；
(五)烘焙：经过上述模具涂漆后，经烘焙形成绝缘膜；烘焙温度控制在：进口为170±10℃，下层为270±10℃，中层为380±10℃，上层为440±10℃，催化前为440±10℃；
(六)冷却：风冷至室温，制得成品。
2.根据权利要求1所述的模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法，其特征在于：所述的模具涂漆连续进行10遍，第1遍模具的定径孔为制得铜扁线基础之上尺寸增力0.07×0.06mm，第2至8遍模具涂漆是在第1遍模具涂漆基础上，每遍模具涂漆放量逐个递增0.01×0.01-0.02×0.02mm，第9至10遍模具涂漆再在第8遍模具涂漆基础上，尺寸逐个递增0.01×0.01-0.02×0.02mm，最终第10遍模涂漆具定径孔为制得铜扁线基础之上尺寸增加0.22×0.2mm；
第1至8遍模具分别涂制聚酯亚胺漆作为底漆，第9至10遍模具涂制面漆，绝缘漆连续、均匀地覆盖在铜扁线表面。
3.根据权利要求2所述的模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法，其特征在于：所述的底漆为：粘度560±50″的聚酯亚胺漆。
4.根据权利要求2所述的模具法制作风力发电机用的漆包铜扁线的方法，其特征在于：所述的面漆为粘度70±10″的200级聚酰胺酰亚胺漆。
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