CN113035553A - 提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变压器技术领域，具体涉及提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法。本发明所要解决的技术问题是针对现有变压器生产效率低，并且变压器切口横截面易产生锈斑而提供了一种提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法。该方法是：a、以磷青铜材质作为变压器的插针，在插针表面先电镀一层镍，再电镀一层锡；b、按照设计好的变压器骨架制作模具，进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；c、将半成品变压器的插针进行热浸锡，离锡后，进行试制、校正和优化即可。本发明方法提高了变压器的耐腐蚀性能，同时大大提高了变压器的生产效率。

Description

提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法
技术领域
本发明属于变压器技术领域，具体涉及提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法。
背景技术
插针变压器的主要构成部件有骨架(塑料：耐腐蚀材料)、硅钢片磁芯(外表有耐腐蚀的绝缘油及绝缘漆裹覆)或铁氧体磁芯(耐腐蚀含铁化合物)、聚酯绝缘胶带(塑料：耐腐蚀材料)、漆包铜线(外表有耐腐蚀油漆涂敷)及骨架上的插针(也叫CP线：镀锡铜包钢线)。
目前，采用CP线制作的插针变压器在做48h的中性盐雾实验时存在不同程度的腐蚀破环问题。插针变压器主要是插针本体及插针暴露切口有生锈现象，而插针电容的焊点、插针本体、插针成型弯折处及插针暴露切口同样存在生锈迹象。行业共识一般不要求对插针电容做单独器件的盐雾试验，目前对变压器做盐雾试验检测的合格标准为以下两种判定方式。
(1)对插针变压器做单独器件的48h中性盐雾试验
按GB/T 2423.17试验48h。
试验条件：温度35℃±2℃、Nacl浓度5％、PH值6.5～7.2。
样品要求：试验样品按正常使用状态放置，平板试验样品需使受试面与垂直方向成30°；试验样品不能相互接触，确保其他样件上的盐溶液不滴落在样件上。
结果判定：试验结束后洗去样品表面盐沉积物，用蒸馏水漂洗，放置1h～2h后器件整体、CP线针脚及焊点应无生锈现象。如图1所述，加粗横线以上部分应无生锈现象。
(2)整机48h中性盐雾试验
先安装上整机板上的所有器件(包括插针变压器)，采用SMT波峰焊技术进行整机浸焊，再刷三防漆或涂敷环氧树脂，再按GB/T 2423.17试验48h。
试验条件：温度35℃±2℃、Nacl浓度5％、PH值6.5～7.2。
样品要求：试验样品按正常使用状态放置，平板试验样品需使受试面与垂直方向成30°；试验样品不能相互接触，确保其他样件上的盐溶液不滴落在样件上。
结果判定：试验结束后洗去样品表面盐沉积物，用蒸馏水漂洗，放置1h～2h后整机整体无脱锌生锈现象。
由于插针变压器的CP线插针一端插入骨架本体，另外一端露在骨架外面，根据所需长度用机器切断，切断横截面的插针部分就会完全暴露在空气中，容易氧化。即使变压器插针器件通过了上述盐雾试验检测，但是，针脚有锈斑的插针器件在整机生产锡焊时，容易出现虚焊、假焊、锈斑包裹长期腐蚀的潜在质量缺陷。因此，需要对插针的切口横截面进行防腐保护。
现有提高插针本体的抗腐蚀能力的方法有：采用CP线，在其表面电镀两次锡，锡厚为8±1um；或是采用CP线，在其表面电镀一层1.5±0.5um镍，再在镍上电镀一层6±1um的锡。虽然上述两种方法检测插针本体均可以通过48h中性盐雾试验，但是，由于插针切口横截面直接暴露在外，无法避免生锈现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有变压器的生产效率低，并且变压器切口横截面易产生锈斑而提供了一种提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是提供了提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法。该方法包括如下步骤：
a、以磷青铜材质作为变压器的插针，在插针表面先电镀一层镍，再电镀一层锡；
b、按照设计好的变压器骨架制作模具，进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；
c、将半成品变压器的插针进行热浸锡，离锡后，进行试制、校正和优化即可。
进一步地，步骤a中，插针表面电镀镍的厚度为1.5±0.5um；锡的厚度为6±1um。
进一步地，步骤b中，采用全自动插针器进行插针。
进一步地，步骤c中，将半成品变压器的插针全部浸入锡液中，热浸锡过程的锡温为425±5℃；热浸时间为3.5±0.5s。
进一步地，步骤c中，所述离锡时间为3～4s。
进一步地，步骤c中，离锡时，插针针脚与锡面角度为60±5℃。
本发明的有益效果是：
本发明通过对插针材质进行改进，以磷青铜材质作为变压器的插针，并结合插针热浸锡的工艺，使制备得到的变压器插针切口横截面的锡保护层的厚度为10～300um，提高了变压器的耐腐蚀性能，使插针变压器能够完全通过48h的中性盐雾试验检测且不影响产品使用的便捷性。本发明不需要增加插针变压器的原料种类和成本，采用全自动插针器进行插针，大大提高了变压器的生产效率。本发明方法简便、易操作，适合大批量自动化生产，解决了变压器切口横截面易产生锈斑的问题。
附图说明
图1为现有插针变压器做单独器件的48h中性盐雾试验的示图。
图中标记为：CP线插针1、磁芯2、绝缘胶带3、骨架4。
具体实施方式
发明人为了提高变压器插针切口横截面的耐腐蚀性，进行了试验探索。首先，发明人将变压器插针的切口横截面采用抗腐蚀的金属锡进行防腐，热浸锡工艺中采用的锡450±10℃，热浸时间3±1s，离锡时间1～2s，离锡时插针针脚与锡面的垂直角度90±5°或40±5°。观察热浸后的插针切口横截面虽有不同程度的锡附着程度，镀锡厚度在0～10um，但是极不均匀。要通过严格盐雾试验检测差之甚远，究其原因分析热浸前插针切口横截面早已有不同程度的氧化，氧化越严重锡附着效果越差。
然后，发明人把CP线先切割成所需长度的插针，把切割好的插针整体再镀锡或镀锡镍(包括插针两端切口横截面)，锡或锡镍层的厚度为12±2um，再采用人工或者半机械化的方式把电镀好的插针插入骨架。这样做好的插针骨架或插针变压器完全可以通过严格盐雾试验检测。但是，该方法效率非常低，极大地增加了制造成本，插针骨架的制造成本较传统变压器的制造至少增加50％以上，无法适应大批量的电子产品需求。
针对上述技术问题，本发明提供了一种提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，该方法包括如下步骤：
a、以磷青铜材质作为变压器的插针，在插针表面先电镀一层厚度为1.5±0.5um的镍，再电镀一层厚度为6±1um的锡；
b、按照设计好的变压器骨架制作模具，全自动插针器进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；
c、将半成品变压器的插针全部进入锡液中，热浸锡过程的锡温为425±5℃；热浸时间为3.5±0.5s，离锡时间为3～4s，离锡时，插针针脚与锡面角度为60±5℃，然后按照传统方法进行试制、校正和优化即可。
本发明采用磷青铜材质替代CP线作为插针，通过在其表面电镀一层厚度为1.5±0.5um的镍，再在镍上电镀一层厚度为6±1um的锡，减缓了变压器骨架插针切口横截面的氧化速度。
本发明步骤c中，为了提高镀锡后的插针光亮度，并增加插针切口横截面对锡的附着力，将锡温控制为425±5℃，热浸时间控制为3.5±0.5s。
所述热浸锡过程中的锡温为425±5℃；热浸时间为3.5±0.5s。锡温高，容易引起镀锡层发黄，漆包线引出线变细易断；锡温低，镀锡时间过长会导致绕组绝缘胶带及漆包线去漆皮效果差。
为了增加插针切口横截面对锡的附着厚度和增加插针切口横截面对锡的附着成型形状，离锡时间控制为3～4s，离锡时，插针针脚与锡面的垂直角度为60±5℃。
本发明未阐述到的步骤均为现有变压器的制备方法。
本发明通过骨架插针材质的改进并结合插针热浸锡的工艺，制备得到的变压器插针切口横截面的锡保护层厚度为10～300um，制备得到的插针变压器能够完全通过48h的中性盐雾试验检测且不影响产品使用的便捷性。本发明方法简便、易操作，插针骨架的制造成本较传统变压器的制造仅仅增加2％左右，完全适合大批量自动化生产，解决了变压器切口横截面易产生锈斑的问题。
下面将通过具有的实施例对本发明作进一步地详细阐述。
实施例1
根据变压器的输入、输出要求及工作特性，经过计算分析，初步确定所需变压器的磁芯功率容量，再依次进行绕组结构设计，得出初级电感量和初、次级绕线匝数比，以及初、次级所用导线规格。同时，根据初步设计思路，模拟线圈和刻制磁芯样品，以确定骨架各部分的窗口尺寸。
骨架材料采用E4008材料，以磷青铜材质作为插针，在插针表面先电镀一层厚度为1.5um的镍，再在镍上电镀一层厚度为6.0um的锡，按照设计好的变压器骨架制作模具，全自动插针器进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；
将半成品变压器的插针全部进入锡液中，热浸锡过程的锡温为425℃，热浸时间为3.5s，离锡时间为3.5s，离锡时，插针针脚与锡面的角度为60℃。然后按照传统方法进行试制、校正和优化即可。
实施例2
根据变压器的输入、输出要求及工作特性，经过计算分析，初步确定所需变压器的磁芯功率容量，再依次进行绕组结构设计，得出初级电感量和初、次级绕线匝数比，以及初、次级所用导线规格。同时，根据初步设计思路，模拟线圈和刻制磁芯样品，以确定骨架各部分的窗口尺寸。
骨架材料采用E4008材料，以磷青铜材质作为插针，在插针表面先电镀一层厚度为2um的镍，再在镍上电镀一层厚度为7.0um的锡，按照设计好的变压器骨架制作模具，全自动插针器进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；
将半成品变压器的插针全部进入锡液中，热浸锡过程的锡温为430℃，热浸时间为4s，离锡时间为3.5s，离锡时，插针针脚与锡面的角度为65℃。然后按照传统方法进行试制、校正和优化即可。
经测定，实施例1和实施例2制备得到的插针变压器均能够完全通过48h的中性盐雾试验检测且不影响产品使用的便捷性，解决了变压器切口横截面易产生锈斑的问题。

Claims (6)

1.提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、以磷青铜材质作为变压器的插针，在插针表面先电镀一层镍，再电镀一层锡；
b、按照设计好的变压器骨架制作模具，进行插针，绕组、缠脚，得到半成品变压器；
c、将半成品变压器的插针进行热浸锡，离锡后，进行试制、校正和优化即可。
2.根据权利要求1所述的提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：步骤a中，插针表面电镀镍的厚度为1.5±0.5um；锡的厚度为6±1um。
3.根据权利要求1或2所述的提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：步骤b中，采用全自动插针器进行插针。
4.根据权利要求1～3任一项所述的提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：步骤c中，将半成品变压器的插针全部浸入锡液中，热浸锡过程的锡温为425±5℃；热浸时间为3.5±0.5s。
5.根据权利要求1～4任一项所述的提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：步骤c中，所述离锡时间为3～4s。
6.根据权利要求1～5任一项所述的提高插针变压器耐腐蚀性能和生产效率的方法，其特征在于：步骤c中，离锡时，插针针脚与锡面角度为60±5℃。
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