CN108257717A - 一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,包括金属铜导体,铜导体外部涂覆有绝缘漆,绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:(1)导体坯料挤压轧拉—(2)退火工艺—(3)涂漆—(4)烘烤;该漆包铜扁线具有较大的宽厚比,耐温效果好,绕制后无漆膜起皱、开裂不良现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种漆包铜扁线,具体涉及一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线。
背景技术
随着全球新能源发电系统的普及,实现其电能转换的核心部件逆变器也广泛应用,各种新能源电力电子设备对逆变器电感线圈的技术要求也越来越高,为适应新能源发电设备的发展要求,新能源用逆变器的市场需求量将不可估量,其核心部件电感线圈使用的立绕标准220级聚酰亚胺漆包铜扁线未来需求量巨大,而部分产品因其特殊应用领域和设计结构需要,设计成大宽厚比导体结构,本发明为满足特殊逆变器设计结构和客户使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,该漆包铜扁线具有较大的宽厚比,耐温效果好,绕制后无漆膜起皱、开裂不良现象。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,包括金属铜导体,铜导体外部涂覆有绝缘漆,绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:
(1)将导体坯料挤压,然后经过轧制变形,制成一定的尺寸精度,再经过高精度聚晶模具进行拉拔制得到裸铜扁线,保持裸铜扁线尺寸均匀,尺寸范围控制在±0.005mm,将得到的裸铜扁线进行酸洗,然后用温度为60-63℃的纯净水清洗,再经风机吹干;
(2)对步骤(1)吹干后得到的裸铜扁线进行抛光处理,并用蒸汽保护退火工艺处理,退火处理后的裸铜扁线进入冷却槽进行冷却,冷却至40-60℃,取出缓慢冷却至室温;
(3)对步骤(2)处理后的裸铜扁线进行涂漆,制成漆包铜扁线,采用模具法涂漆具体为:
将涂漆模具(1)卡接于涂漆模叉上,其前后左右的涂漆模叉上留有浮动间隙,涂漆模叉安装于模叉固定架(2)上,导线(3)自下而上经过漆缸后带着高粘度漆液进入涂漆模具(1)的模孔,给模孔周围施压力,由于模孔周围为斜面喇叭口,压力随产生横向分力,当向下的纵向力大于模具重力时,模具便在浮动间隙内向上浮起,同进横向分力压在模具模孔四周,当模孔与导线(3)不同心时,这个横向压力会使模具移动,直到模孔与导线(3)同心为止;
(4)每涂覆一层后进行烘烤产生交联和固化,自然冷却后,重复上述涂漆过程,重复4-6次,最后收入成品线盘。
本发明进一步限定的技术方案是:
进一步的,前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,在对导体坯料挤压前先对导体坯料进行表面处理,具体为:用浓度为10-13%的硫酸浸洗5min,然后用温度为40-50℃的纯净水冲洗,水冲洗后再用10%的氢氧化钠浸洗,随后用无水乙醇清洗,再次用温度为50℃的纯净水冲洗,最后风机吹干,吹干后用钢丝刷清刷导体坯料表面。
技术效果:对导体坯料表面处理的目的是净化坯料,去除表面的氧化膜,有利于后续漆膜的附着,更有利于有序轧制达到更好的效果。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,步骤(1)中轧制具体操作为:挤压后导体坯料在二辊轧机上进行轧制,轧辊直接为350mm,轧制速度为200-250r/min,经过4道次,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,退火温度为350-400℃,中间退火保温时间分别为50min。
技术效果,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,有利于轧制复合效果,中间退火温度较低时,金属材料内部残余应力不能完全地被消除,金属材料不能发生恢复和再结晶过程,但是当退火温度高于400℃时,并加上因大变形轧制过程而产生的热量,在轧制复合过程中使得铜处于较高的温度状态下,破坏结合强度的硬而脆的金属间化合物容易被生成,从而使界面结合强度反而降低,因此本申请选择合适的温度350-400℃范围内,以获得最好的效果。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,所述导体坯料挤压时具体操作如下:将导体坯料进行预热,预热至800-850℃,在预热后的导体坯料内外表面粘附玻璃润滑剂,然后送至挤压机上进行挤压,挤压速率<40mm/s,其中:
预热时采用分段预热,先加热至300-350℃并保温1h,然后加热至500-600℃,保温15-20min,最后加热至800-850℃。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,对裸铜扁线进行酸洗时具体工艺如下:在氢氧化钠池中去除氧化皮,然后在硫酸池中浸泡2-4min,然后在硝酸-氢氟酸池中浸泡10-15min,其中,硫酸池中为10-13%硫酸,硝酸-氢氟酸池中为5-7%硝酸和2%的氢氟酸。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,退火处理时退火温度控制在480-500℃。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,烘烤时进入烘烤装置的入口温度为380-400℃,出口温度控制在400-420℃。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,绝缘漆层厚度在0.03-0.06mm,绝缘漆层厚度变化范围≤0.01mm。
前述新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线中,该漆包铜扁线宽厚比为30-50,耐温实际值>240度。
本发明的有益效果是:
本发明采用挤压生产裸铜扁线,并且在生产过程中安装了表面抛光设备,保证铜导体表面的光洁度一致性,涂漆的均匀性,进一步保证了热冲击能力、窄边弯曲后不易被击穿以及漆膜的均匀性,采用本申请中的模具法涂漆可以保证漆膜的均匀一致性;挤压时涂覆了玻璃润滑剂能起到润滑、隔离、减少温降的作用;挤压出的裸铜扁线为软态铜扁线,无法直接涂漆,因此再进行一道或两道模具拉制工序,使得裸铜扁线外形尺寸、硬度、致密性能达到涂漆工艺的要求。
本申请中严格控制好绝缘厚度,在使用时,能有效的减小电机的设计体积,具有很大的灵活性,且成本低,具有很强的市场价值。
本申请与现有技术相比,本发明有效克服了原先拉丝工艺的固有缺陷,外形尺寸得到保证,表面质量改善明显,硬度适中,电气性能优秀,产品品质得到有效提高。
本申请中对裸铜扁线进行纯净水清洗和烘干,可以清除模具修正成规格裸铜扁线中产生的杂质和灰尘,使得裸铜扁线表面洁净的进入涂漆,解决了铜线表面杂质和灰尘所影响产品的漆膜附着性问题。
本申请严格控制烘烤的温度时漆包铜扁线生产工艺中的关键,不论使用哪种绝缘漆,都需要经过烘炉烘烤,在特定的温度下使绝缘漆液中的溶剂挥发,发生交联固化,最后形成绝缘漆膜,本申请严格控制入口温度和出口的温度,能够保证细微立绕漆包铜扁线性能合格,已达到最佳的效果。
本申请中进行退火处理,使得轧制变形后的产生的加工硬化和残余应力被消除,使其塑性得到了恢复,从而使得铜扁线的加工性能得到保证。
附图说明
图1为本发明实施例的涂漆示意图;
图2为图1中模叉固定架结构示意图;
图中:1-涂漆模具,2-模叉固定架,3-导线。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,包括金属铜导体,铜导体外部涂覆有绝缘漆,绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:
(1)将导体坯料挤压,然后经过轧制变形,制成一定的尺寸精度,再经过高精度聚晶模具进行拉拔制得到裸铜扁线,保持裸铜扁线尺寸均匀,尺寸范围控制在±0.005mm,将得到的裸铜扁线进行酸洗清除表面杂质、氧化皮,然后用温度为62℃的纯净水清洗,再经风机吹干;
在对导体坯料挤压前先对导体坯料进行表面处理,具体为:用浓度为10%的硫酸浸洗5min,然后用温度为40℃的纯净水冲洗,水冲洗后再用10%的氢氧化钠浸洗,随后用无水乙醇清洗,再次用温度为50℃的纯净水冲洗,最后风机吹干,吹干后用钢丝刷清刷导体坯料表面;
导体坯料挤压时具体操作如下:将导体坯料进行预热,预热至830℃,在预热后的导体坯料内外表面粘附玻璃润滑剂,然后送至挤压机上进行挤压,挤压速率<40mm/s,其中:
预热时采用分段预热,先加热至330℃并保温1h,然后加热至550℃,保温18min,最后加热至830℃;
轧制具体操作为:挤压后导体坯料在二辊轧机上进行轧制,轧辊直接为350mm,轧制速度为200r/min,经过4道次,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,退火温度为350℃,中间退火保温时间分别为50min;
对裸铜扁线进行酸洗时具体工艺如下:在氢氧化钠池中去除氧化皮,然后在硫酸池中浸泡3min,然后在硝酸-氢氟酸池中浸泡13min,其中,硫酸池中为12%硫酸,硝酸-氢氟酸池中为6%硝酸和2%的氢氟酸;
(2)对步骤(1)吹干后得到的裸铜扁线进行抛光处理,并用蒸汽保护退火工艺处理,退火处理时退火温度控制在490℃,退火处理后的裸铜扁线进入冷却槽进行冷却,冷却至50℃,取出缓慢冷却至室温;
(3)对步骤(2)处理后的裸铜扁线进行涂漆,制成漆包铜扁线,采用模具法涂漆具体为:
如图1-2所示,将涂漆模具1卡接于涂漆模叉上,其前后左右的涂漆模叉上留有浮动间隙,涂漆模叉安装于模叉固定架2上,导线3自下而上经过漆缸后带着高粘度漆液进入涂漆模具1的模孔,给模孔周围施压力,由于模孔周围为斜面喇叭口,压力随产生横向分力,当向下的纵向力大于模具重力时,模具便在浮动间隙内向上浮起,同进横向分力压在模具模孔四周,当模孔与导线3不同心时,这个横向压力会使模具移动,直到模孔与导线3同心为止;
(4)每涂覆一层后进行烘烤产生交联和固化,自然冷却后,重复上述涂漆过程,重复5次,最后收入成品线盘;
烘烤时进入烘烤装置的入口温度为390℃,出口温度控制在4010℃。
在本实施例中,绝缘漆层厚度在0.05mm,绝缘漆层厚度变化范围≤0.01mm;该漆包铜扁线宽厚比为40,耐温实际值>240度。
实施例2
本实施例提供的一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,包括金属铜导体,铜导体外部涂覆有绝缘漆,绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:
(1)将导体坯料挤压,然后经过轧制变形,制成一定的尺寸精度,再经过高精度聚晶模具进行拉拔制得到裸铜扁线,保持裸铜扁线尺寸均匀,尺寸范围控制在±0.005mm,将得到的裸铜扁线进行酸洗清除表面杂质、氧化皮,然后用温度为63℃的纯净水清洗,再经风机吹干;
在对导体坯料挤压前先对导体坯料进行表面处理,具体为:用浓度为13%的硫酸浸洗5min,然后用温度为50℃的纯净水冲洗,水冲洗后再用10%的氢氧化钠浸洗,随后用无水乙醇清洗,再次用温度为50℃的纯净水冲洗,最后风机吹干,吹干后用钢丝刷清刷导体坯料表面;
导体坯料挤压时具体操作如下:将导体坯料进行预热,预热至850℃,在预热后的导体坯料内外表面粘附玻璃润滑剂,然后送至挤压机上进行挤压,挤压速率<40mm/s,其中:
预热时采用分段预热,先加热至350℃并保温1h,然后加热至600℃,保温20min,最后加热至850℃;
轧制具体操作为:挤压后导体坯料在二辊轧机上进行轧制,轧辊直接为350mm,轧制速度为250r/min,经过4道次,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,退火温度为400℃,中间退火保温时间分别为50min;
对裸铜扁线进行酸洗时具体工艺如下:在氢氧化钠池中去除氧化皮,然后在硫酸池中浸泡4min,然后在硝酸-氢氟酸池中浸泡15min,其中,硫酸池中为13%硫酸,硝酸-氢氟酸池中为5-7%硝酸和2%的氢氟酸;
(2)对步骤(1)吹干后得到的裸铜扁线进行抛光处理,并用蒸汽保护退火工艺处理,退火处理时退火温度控制在500℃,退火处理后的裸铜扁线进入冷却槽进行冷却,冷却至60℃,取出缓慢冷却至室温;
(3)对步骤(2)处理后的裸铜扁线进行涂漆,制成漆包铜扁线,采用模具法涂漆具体为:
如图1-2所示,将涂漆模具1卡接于涂漆模叉上,其前后左右的涂漆模叉上留有浮动间隙,涂漆模叉安装于模叉固定架2上,导线3自下而上经过漆缸后带着高粘度漆液进入涂漆模具1的模孔,给模孔周围施压力,由于模孔周围为斜面喇叭口,压力随产生横向分力,当向下的纵向力大于模具重力时,模具便在浮动间隙内向上浮起,同进横向分力压在模具模孔四周,当模孔与导线3不同心时,这个横向压力会使模具移动,直到模孔与导线3同心为止;
(4)每涂覆一层后进行烘烤产生交联和固化,自然冷却后,重复上述涂漆过程,重复6次,最后收入成品线盘;
烘烤时进入烘烤装置的入口温度为400℃,出口温度控制在420℃。
在本实施例中,绝缘漆层厚度在0.06mm,绝缘漆层厚度变化范围≤0.01mm;该漆包铜扁线宽厚比为50,耐温实际值>240度。
实施例3
本实施例提供的一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,包括金属铜导体,铜导体外部涂覆有绝缘漆,绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:
(1)将导体坯料挤压,然后经过轧制变形,制成一定的尺寸精度,再经过高精度聚晶模具进行拉拔制得到裸铜扁线,保持裸铜扁线尺寸均匀,尺寸范围控制在±0.005mm,将得到的裸铜扁线进行酸洗清除表面杂质、氧化皮,然后用温度为60℃的纯净水清洗,再经风机吹干;
在对导体坯料挤压前先对导体坯料进行表面处理,具体为:用浓度为11%的硫酸浸洗5min,然后用温度为45℃的纯净水冲洗,水冲洗后再用10%的氢氧化钠浸洗,随后用无水乙醇清洗,再次用温度为50℃的纯净水冲洗,最后风机吹干,吹干后用钢丝刷清刷导体坯料表面;
导体坯料挤压时具体操作如下:将导体坯料进行预热,预热至800℃,在预热后的导体坯料内外表面粘附玻璃润滑剂,然后送至挤压机上进行挤压,挤压速率<40mm/s,其中:
预热时采用分段预热,先加热至300℃并保温1h,然后加热至500℃,保温15min,最后加热至800℃;
轧制具体操作为:挤压后导体坯料在二辊轧机上进行轧制,轧辊直接为350mm,轧制速度为230r/min,经过4道次,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,退火温度为380℃,中间退火保温时间分别为50min;
对裸铜扁线进行酸洗时具体工艺如下:在氢氧化钠池中去除氧化皮,然后在硫酸池中浸泡2min,然后在硝酸-氢氟酸池中浸泡10min,其中,硫酸池中为10%硫酸,硝酸-氢氟酸池中为5%硝酸和2%的氢氟酸;
(2)对步骤(1)吹干后得到的裸铜扁线进行抛光处理,并用蒸汽保护退火工艺处理,退火处理时退火温度控制在480℃,退火处理后的裸铜扁线进入冷却槽进行冷却,冷却至40℃,取出缓慢冷却至室温;
(3)对步骤(2)处理后的裸铜扁线进行涂漆,制成漆包铜扁线,采用模具法涂漆具体为:
如图1-2所示,将涂漆模具1卡接于涂漆模叉上,其前后左右的涂漆模叉上留有浮动间隙,涂漆模叉安装于模叉固定架2上,导线3自下而上经过漆缸后带着高粘度漆液进入涂漆模具1的模孔,给模孔周围施压力,由于模孔周围为斜面喇叭口,压力随产生横向分力,当向下的纵向力大于模具重力时,模具便在浮动间隙内向上浮起,同进横向分力压在模具模孔四周,当模孔与导线3不同心时,这个横向压力会使模具移动,直到模孔与导线3同心为止;
(4)每涂覆一层后进行烘烤产生交联和固化,自然冷却后,重复上述涂漆过程,重复4次,最后收入成品线盘;
烘烤时进入烘烤装置的入口温度为380℃,出口温度控制在400℃。
在本实施例中,绝缘漆层厚度在0.03mm,绝缘漆层厚度变化范围≤0.01mm;该漆包铜扁线宽厚比为30,耐温实际值>240度。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:包括金属铜导体,所述铜导体外部涂覆有绝缘漆,所述的绝缘漆为聚酰亚胺漆,漆包铜扁线按以下步骤制备:
(1)将导体坯料挤压,然后经过轧制变形,制成一定的尺寸精度,再经过高精度聚晶模具进行拉拔制得到裸铜扁线,保持裸铜扁线尺寸均匀,尺寸范围控制在±0.005mm,将得到的裸铜扁线进行酸洗,然后用温度为60-63℃的纯净水清洗,再经风机吹干;
(2)对步骤(1)吹干后得到的裸铜扁线进行抛光处理,并用蒸汽保护退火工艺处理,退火处理后的裸铜扁线进入冷却槽进行冷却,冷却至40-60℃,取出缓慢冷却至室温;
(3)对步骤(2)处理后的裸铜扁线进行涂漆,制成漆包铜扁线,采用模具法涂漆具体为:
将涂漆模具(1)卡接于涂漆模叉上,其前后左右的涂漆模叉上留有浮动间隙,涂漆模叉安装于模叉固定架(2)上,导线(3)自下而上经过漆缸后带着高粘度漆液进入涂漆模具(1)的模孔,给模孔周围施压力,由于模孔周围为斜面喇叭口,压力随产生横向分力,当向下的纵向力大于模具重力时,模具便在浮动间隙内向上浮起,同进横向分力压在模具模孔四周,当模孔与导线(3)不同心时,这个横向压力会使模具移动,直到模孔与导线(3)同心为止;
(4)每涂覆一层后进行烘烤产生交联和固化,自然冷却后,重复上述涂漆过程,重复4-6次,最后收入成品线盘。
2.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:在对导体坯料挤压前先对导体坯料进行表面处理,具体为:用浓度为10-13%的硫酸浸洗5min,然后用温度为40-50℃的纯净水冲洗,水冲洗后再用10%的氢氧化钠浸洗,随后用无水乙醇清洗,再次用温度为50℃的纯净水冲洗,最后风机吹干,吹干后用钢丝刷清刷导体坯料表面。
3.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:步骤(1)中所述的轧制具体操作为:挤压后导体坯料在二辊轧机上进行轧制,轧辊直接为350mm,轧制速度为200-250r/min,经过4道次,每道轧制过程前,都采用中间退火处理,退火温度为350-400℃,中间退火保温时间分别为50min。
4.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:所述导体坯料挤压时具体操作如下:将导体坯料进行预热,预热至800-850℃,在预热后的导体坯料内外表面粘附玻璃润滑剂,然后送至挤压机上进行挤压,挤压速率<40mm/s,其中:
预热时采用分段预热,先加热至300-350℃并保温1h,然后加热至500-600℃,保温15-20min,最后加热至800-850℃。
5.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:对裸铜扁线进行酸洗时具体工艺如下:在氢氧化钠池中去除氧化皮,然后在硫酸池中浸泡2-4min,然后在硝酸-氢氟酸池中浸泡10-15min,其中,硫酸池中为10-13%硫酸,硝酸-氢氟酸池中为5-7%硝酸和2%的氢氟酸。
6.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:所述退火处理时退火温度控制在480-500℃。
7.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:烘烤时进入烘烤装置的入口温度为380-400℃,出口温度控制在400-420℃。
8.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:绝缘漆层厚度在0.03-0.06mm,绝缘漆层厚度变化范围≤0.01mm。
9.根据权利要求1所述的新能源逆变器用大宽厚比聚酰亚胺漆包铜扁线,其特征在于:该漆包铜扁线宽厚比为30-50,耐温实际值>240度。
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