CN111834049A - 一种镀镍铜云母绕组线的制备方法 - Google Patents

一种镀镍铜云母绕组线的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，包括以下步骤：a、将铜导电芯的外表面包覆镀镍层,形成镍铜导线；b、对镍铜导线进行校正处理；c、将校正后的镍铜导线进行60‑80°C的预热处理，再将镀镍层上涂覆有机硅树脂层A，涂覆有机硅树脂层A在温度为90‑110°C的烘焙；f、在涂覆有机硅树脂层A上缠绕一层耐电晕云母层；e、在耐电晕云母层上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层，再浸渍有机硅树酯，经110‑130°C温度的预固化处理；f、经过150‑160°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续10‑15min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙，进行固化处理。通过镀镍铜代替聚酰亚胺漆包线作为导电线芯，增加云母层补强结构。

Description

一种镀镍铜云母绕组线的制备方法
技术领域
本发明涉及核电设备技术领域，具体地说涉及一种镀镍铜云母绕组线的制备方法。
背景技术
核能是清洁、安全、高效的能源，是目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源核能，是减少环境污染，实现经济和生态环境协调发展的有效途径。在核电站中，控制棒驱动机构(CRDM)是核岛关键设备，对核电站安全运行起着至关重要的作用。线圈绕组线是CRDM线圈组件中的配套材料，一般采用聚酰亚胺漆包线外包聚酰亚胺薄膜和玻璃丝而成，可靠工作环境温度在220°C以下。
中国专利授权公告号：CN103971800B一种耐高温电磁线圈用绕组线及其制造方法，其中，绕组线包括铜，铜导线外电镀形成一镍层，镍层外还具有一粘接剂层，粘接剂层外绕包一层联苯型聚酰亚胺薄膜并形成第一绕包层，第一绕包层外绕包一层玻璃丝并形成第二绕包层，第二绕包层外涂覆联苯型聚酰亚胺漆并形成一漆包层。
上述专利采用耐温性能最好的联苯性聚酰亚胺薄膜及联苯型聚酰亚胺漆作为有机绝缘层，确保绝缘层为完全的聚酰亚胺PI结构，采用玻璃丝作为无机绝缘层，通过无机、有机混合的绝缘结构，保证绕组线的耐高温、耐高辐射、高绝缘性能及高抗拉强度，使利用该绕组线制成的棒位驱动电磁线圈在取消强制通风冷却系统后仍能在320℃左右的高温环境中长期稳定使用。但是，随着技术发展，线圈工作温度和耐辐照能力要求越来越高，常规的聚酰亚胺漆包线外包聚酰亚胺薄膜和玻璃丝而成的绕组线，由于导线绝缘厚度薄，复合绝缘层结构分布量的不同直接影响导线总体机械电气性能差异大，普遍存在高压击穿和水中耐电压值偏低现象，已不能适用于某些核电项目需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，通过镀镍铜代替聚酰亚胺漆包线作为导电线芯，增加云母层补强结构的镀镍铜云母绕组线已在国内多家企业开始研发和应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，包括以下步骤：
a、将铜导电芯的外表面包覆镀镍层,形成镍铜导线；
b、对镍铜导线进行校正处理；
c、将校正后的镍铜导线进行60-80°C的预热处理，再将镀镍层上涂覆有机硅树脂层A，涂覆有机硅树脂层A在温度为90-110°C的烘焙下形成半固化覆膜层；
d、在涂覆有机硅树脂层A上缠绕一层耐电晕云母层；
e、在耐电晕云母层上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层，再浸渍有机硅树酯，经110-130°C温度的预固化处理，形成有机硅树脂层B；
f、经过150-160°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续10-15min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙、浸漆、再烘焙，进行固化处理，最终形成一个完整的镀镍铜云母绕组导线。
步骤a中，所述镀镍层的厚度小于1％d,所述d为铜导电芯的直径。
步骤b中，所述校正处理包括上、下、左、右四个工装，所述工装均包括导辊轮和导板，所述导辊轮固定在导板上，所述导板上至少安装三个导辊轮。
步骤c中，所述半固化覆膜层厚度为0.02mm。
步骤d中，按50.5~51%叠包率绕包一层0.075mm耐电晕聚酰亚胺薄膜补强少胶粉云母带。
步骤f中，所述阶段控温烘焙包括以下步骤：
P2、将步骤P1中烘焙后的导线再经175°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P3、将步骤P2中烘焙后的导线再经200°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P4、将步骤P2中烘焙后的导线，再进行浸渍有机硅树酯，然后重复P1-P3烘焙步骤三次。
所述导线由内而外包括由内而外包括铜导电芯、镀镍层、有机硅树脂层A、耐电晕云母层、玻璃丝纤维层和有机硅树脂层B。
本申请的有益效果是：
1、通过对镍铜导线的预热和均匀覆盖半固化膜，让导外层首先形成一层高附着力绝缘层，提升导线附着力和水中耐电压能力，同时，半固化状态的有机硅树酯层在进一步绕包云母层时，可以保证通过模具及绕包嘴装置时树酯层不粘连脱落，并能与外包云母层贴合紧密，在进一步加热固化时形成致密的整体结构，极大的提升导线机械电气性能。
2、通过分段次涂漆烘焙工艺，第一道紧接绕包玻璃丝后，经无接触式第一段烘焙半固化，再进入第二节、第三节高温烘焙，保证了所涂最内及最近一次漆层彻底固化，第三段出炉后过分线轮后再次浸漆再烘焙，如此两道后，不再涂漆只往复烘焙两轮后进入收卷，这样做法既能确保尺寸均匀合格，又能有效提升绝缘电气性能。
3、通过镀镍层的厚度小于1％d，为标准规定值，相应厚度才具备耐温耐腐蚀等性能指标优良。
4、通过半固化覆膜层厚度为0.02mm，如果厚度大于影响外径尺寸，小了达不到所需提升内层绝缘性能目的。
5、通过固化处理的两次浸漆烘焙后，在相同控温状态下（不浸漆）继续往返烘焙两次，使浸漆导线均匀受热，漆液中溶剂受热逐渐挥发完全的过程同时进行着分子固化反应，连同云母层、玻璃丝层逐渐形成一个稳定的绝缘层。
6、通过对镀镍拉丝而成导线，其在收绕成盘过程中不可避免会出现局部导线弯曲不直现象，在绕包绝缘前应进行必要的校直处理，以确保导线整个行进过程中平直。处理工艺：采用两组校直工装分上下、左右四个方向进行校直。工装说明：每个工装各安装有两组可量化调节开合距离的高精度导辊轮，每组导辊轮不低于3个，两组导辊均固定在上下两块直线导板上，上导板可调节，在直线导轨上实现移动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号为：1、铜导电芯，2、镀镍层，3、有机硅树脂层A，4、耐电晕云母层，5、玻璃丝纤维层，6、有机硅树脂层B。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，包括以下步骤：
a、将铜导电芯1的外表面包覆镀镍层2,形成镍铜导线；
b、对镍铜导线进行校正处理；
c、将校正后的镍铜导线进行60-80°C的预热处理，再将镀镍层2上涂覆有机硅树脂层A3，涂覆有机硅树脂层A3在温度为90-110°C的烘焙下形成半固化覆膜层；
d、在涂覆有机硅树脂层A3上缠绕一层耐电晕云母层4；
e、在耐电晕云母层4上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层5，再浸渍有机硅树酯，经110-130°C温度的预固化处理，形成有机硅树脂层B6；
f、经过150-160°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续10-15min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙、浸漆、再烘焙，进行固化处理，最终形成一个完整的镀镍铜云母绕组导线。
步骤a中，所述镀镍层2的厚度小于1％d,所述d为铜导电芯1的直径。
步骤b中，所述校正处理包括上、下、左、右四个工装，所述工装均包括导辊轮和导板，所述导辊轮固定在导板上，所述导板上至少安装三个导辊轮。
步骤c中，所述半固化覆膜层厚度为0.02mm。
步骤d中，按50.5~51%叠包率绕包一层0.075mm耐电晕聚酰亚胺薄膜补强少胶粉云母带。
步骤f中，所述阶段控温烘焙包括以下步骤：
P2、将步骤P1中烘焙后的导线再经175°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P3、将步骤P2中烘焙后的导线再经200°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P4、将步骤P2中烘焙后的导线，再进行浸渍有机硅树酯，然后重复P1-P3烘焙步骤三次。
所述导线包括由内而外包括铜导电芯1、镀镍层2、有机硅树脂层A3、耐电晕云母层4、玻璃丝纤维层5和有机硅树脂层B6。
通过对镍铜导线的预热和均匀覆盖半固化膜，让导外层首先形成一层高附着力绝缘层，提升导线附着力和水中耐电压能力，同时，半固化状态的有机硅树酯层在进一步绕包云母层时，可以保证通过模具及绕包嘴装置时树酯层不粘连脱落，并能与外包云母层贴合紧密，在进一步加热固化时形成致密的整体结构，极大的提升导线机械电气性能。
通过分段次涂漆烘焙工艺，第一道紧接绕包玻璃丝后，经无接触式第一段烘焙半固化，再进入第二节、第三节高温烘焙，保证了所涂最内及最近一次漆层彻底固化，第三段出炉后过分线轮后再次浸漆再烘焙，如此两道后，不再涂漆只往复烘焙两轮后进入收卷，这样做法既能确保尺寸均匀合格，又能有效提升绝缘电气性能。
通过镀镍层的厚度小于1％d，为标准规定值，相应厚度才具备耐温耐腐蚀等性能指标优良。
通过半固化覆膜层厚度为0.02mm，如果厚度大于影响外径尺寸，小了达不到所需提升内层绝缘性能目的。
通过固化处理的两次浸漆烘焙后，在相同控温状态下（不浸漆）继续往返烘焙两次，使浸漆导线均匀受热，漆液中溶剂受热逐渐挥发完全的过程同时进行着分子固化反应，连同云母层、玻璃丝层逐渐形成一个稳定的绝缘层。
通过对镀镍拉丝而成导线，其在收绕成盘过程中不可避免会出现局部导线弯曲不直现象，在绕包绝缘前应进行必要的校直处理，以确保导线整个行进过程中平直。处理工艺：采用两组校直工装分上下、左右四个方向进行校直。工装说明：每个工装各安装有两组可量化调节开合距离的高精度导辊轮，每组导辊轮不低于3个，两组导辊均固定在上下两块直线导板上，上导板可调节，在直线导轨上实现移动。
所述导线包括由内而外包括铜导电芯1、镀镍层2、有机硅树脂层A3、耐电晕云母层4、玻璃丝纤维层5和有机硅树脂层B6。
表一为产品的性能试验测数据如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表一
实施例2
一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，包括以下步骤：
a、将铜导电芯1的外表面包覆镀镍层2,形成镍铜导线；
b、对镍铜导线进行校正处理；
c、将校正后的镍铜导线进行60°C的预热处理，校正结束后停止预热，再将镀镍层2上涂覆有机硅树脂层A3，涂覆有机硅树脂层A3在温度为90°C的烘焙下形成半固化覆膜层；
f、在涂覆有机硅树脂层A3上缠绕一层耐电晕云母层4；
e、在耐电晕云母层4上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层5，再浸渍有机硅树酯，经110°C温度的预固化处理，形成有机硅树脂层B6；
f、经过150-°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续10min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙，进行固化处理，最终形成一个完整的镀镍铜云母绕组导线。
实施例3
一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，包括以下步骤：
a、将铜导电芯1的外表面包覆镀镍层2,形成镍铜导线；
b、对镍铜导线进行校正处理；
c、将校正后的镍铜导线进行80°C的预热处理，校正结束后停止预热，再将镀镍层2上涂覆有机硅树脂层A3，涂覆有机硅树脂层A3在温度为110°C的烘焙下形成半固化覆膜层；
f、在涂覆有机硅树脂层A3上缠绕一层耐电晕云母层4；
e、在耐电晕云母层4上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层5，再浸渍有机硅树酯，经130°C温度的预固化处理，形成有机硅树脂层B6；
f、经过160°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续15min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙，进行固化处理，最终形成一个完整的镀镍铜云母绕组导线。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将铜导电芯（1）的外表面包覆镀镍层（2）,形成镍铜导线；
b、对镍铜导线进行校正处理；
c、将校正后的镍铜导线进行60-80°C的预热处理，再将镀镍层(2)上涂覆有机硅树脂层A(3)，涂覆有机硅树脂层A(3)在温度为90-110°C的烘焙下形成半固化覆膜层；
d、在涂覆有机硅树脂层A（3）上缠绕一层耐电晕云母层（4）；
e、在耐电晕云母层（4）上饶包单层为360支无碱无硼的玻璃丝纤维层（5），再浸渍有机硅树酯，经110-130°C温度的预固化处理，形成有机硅树脂层B（6）；
f、经过150-160°C的温度烘焙干燥，烘焙干燥持续10-15min，将整个导线浸渍有机硅树酯，再分段进行阶段控温烘焙、浸漆、再烘焙，进行固化处理，最终形成一个完整的镀镍铜云母绕组导线。
2.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述镀镍层（2）的厚度小于1％d,所述d为铜导电芯（1）的直径。
3.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述校正处理包括上、下、左、右四个工装，所述工装均包括导辊轮和导板，所述导辊轮固定在导板上，所述导板上至少安装三个导辊轮。
4.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述半固化覆膜层厚度为0.02mm。
5.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：步骤d中，按50.5~51%叠包率绕包一层0.075mm耐电晕聚酰亚胺薄膜补强少胶粉云母带。
6.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：步骤f中，所述阶段控温烘焙包括以下步骤：
P2、将步骤P1中烘焙后的导线再经175°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P3、将步骤P2中烘焙后的导线再经200°C的温度进行烘焙，烘焙时间为5 min；
P4、将步骤P2中烘焙后的导线，再进行浸渍有机硅树酯，然后重复P1-P3烘焙步骤三次。
7.如权利要求1所述的一种镀镍铜云母绕组线的制备方法，其特征在于：所述导线包括由内而外包括铜导电芯（1）、镀镍层（2）、有机硅树脂层A（3）、耐电晕云母层（4）、玻璃丝纤维层（5）和有机硅树脂层B（6）。
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