一種大寬厚比扁平漆包銅線的生產工藝的製作方法
2023-05-13 00:25:01
本發明屬於導線生產領域，具體涉及一種大寬厚比扁平漆包銅線的生產工藝。
背景技術：
漆包線是繞組線的一個主要品種，由導體和絕緣層兩部分組成，裸線經退火軟化後，再經過多次塗漆、烘焙而成。但要生產出既符合標準要求，又滿足客戶要求的產品並不容易，因它受原材料質量、工藝參數、生產設備、環境等因素影響，因此，各種漆包線的質量特性各不相同，但都具備機械性能、化學性能、電性能、熱性能四大性能。
目前漆包線的斷面形狀大多都是圓形的，但圓形的漆包線卻存在著纏繞後的槽滿率較低的缺點，這極大地限制了相應電器件功效的發揮，一般漆包線滿負荷纏繞後，其槽滿率大約為78％，因此，難以滿足技術發展對於部件扁平化、輕量化、低功耗、高性能的要求。隨著技術的更迭，扁線便應運而生了，扁線也稱扁絲、壓扁線、平角線材或超窄帶材等，指的是截面近似圓角矩形的異性金屬絲，厚度從0.025mm至2mm，寬度一般小於5mm。其寬厚比從2:1至50:1不等。由於扁絲形似帶狀，有時也被稱為超窄扁帶。相比常見的圓絲，扁絲這種形態在散熱性、焊接接觸面積、抗疲勞度、硬度控制等方面都具有獨特的優勢，同時，扁線在著纏繞後的槽滿率上也遠遠高於圓線，因此，扁線的應用正越來越受到重視。
扁線的生產方法主要分為軋制(壓延)法、異型模拉拔法和帶材縱剪法，其中，異型模拉拔法與圓絲生產工藝類似，採用孔型為矩形的異型拉絲模進行拉拔，但是這種方式只能生產低寬厚比的扁線，且易造成合金絲變形不均甚至斷裂，無法生產高精度和表面質量的產品；帶材縱剪法目前在國內最為普遍，該工藝使用縱剪機組剪裁大寬度的帶材，獲得寬度最小為3mm左右的窄帶，材縱剪工藝的優點是加工難度小，大寬度情況下加工成本低，而缺點是隨著寬度的減小，排刀的數量和成本迅速增加，以致實際上無法生產寬度低於2mm的特窄絲，同時，第二個缺點是裁切走刀過程中的橫向張力極其容易造成鐮刀彎和絲材扭折現象，使產品不合格，另外，縱剪法得到的產品必須使用盤裝，無法通過橫向纏繞獲得大盤重；圓絲平輥軋製法要求先將材料圓絲拉拔到某個精確的線徑，再通過多道平輥壓扁軋製成型，該工藝要求較為昂貴的設備投入和更為嚴格的生產工藝，但是避免了以上兩種工藝的缺陷，機械性能均勻，通條性，平直度好，且規格精確，表面質量優，是生產超窄超薄精細扁線的必須工藝。
因為銅在到導電性上的巨大優勢，因此，現今扁平漆包線一般都是銅質的，即為扁平漆包銅線。針對不同性能的需求，扁平漆包銅線可根據所需性能的特點，進行相應的調整，比如對於扁平化和輕量化要求特別高的部件，就需要生產超窄超薄和大寬厚比的扁平漆包銅線；而對於低功耗和高性能要求特別高的部件，就需要生產高精密的扁平漆包銅線；而對於耐衝擊性要求特別高的部件，就需要生產高韌性的扁平漆包銅線；而對於使用壽命要求特別高的部件，就需要生產耐久性的扁平漆包銅線等。
現今，一般的工藝方法生產出的扁平漆包銅的寬厚比能達到50-60:1，但隨著社會的發展，針對大寬厚比扁平漆包銅線的需求越來越高，對於70:1甚至要求更大的寬厚比，不斷考驗著扁平漆包銅線生產工藝的極限，通過現有的工藝方法生產出的大寬厚比扁平漆包銅均勻度低，一致性差，影響了整體的導電性能。對於科技的發展，現今扁平漆包銅線的生產工藝方法，已不能滿足大寬厚比扁平漆包銅線的生產要求了，因此丞需進行工藝開拓。
技術實現要素：
(1)要解決的技術問題
針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種大寬厚比扁平漆包銅線的生產工藝，通過該工藝能輕鬆實現大寬厚比的扁平漆包銅線的生產，而且生產出的扁平漆包銅線導電性強，產品一致性好。
(2)技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供了這樣一種大寬厚比扁平漆包銅線的生產工藝，以銅杆為原料，具體工藝步驟為：
a.放線並矯直；放銅杆並將銅杆進行矯直；
b.擠壓制圓線；將銅杆加熱至60℃，使其通過冷擠壓機ⅰ擠壓成型，冷擠壓機ⅰ的模具出口處為圓形，冷擠壓機ⅰ模具出口圓形的直徑尺寸為扁平漆包銅線目標尺寸寬度的8倍，得到圓線；
c.擠壓制扁線ⅰ；將圓線加熱溫度升高至90℃，使其通過冷擠壓機ⅱ擠壓成型，冷擠壓機ⅱ模具出口處的寬度、高度尺寸分別為扁平漆包銅線目標尺寸寬度、高度的4倍、6倍，得到扁線ⅰ；
d.擠壓制扁線ⅱ；將扁線ⅰ加熱溫度升高至150℃，使其通過冷擠壓機ⅲ擠壓成型，冷擠壓機ⅲ模具出口處的寬度、高度尺寸分別為扁平漆包銅線目標尺寸寬度、高度的2.5倍、3倍，得到扁線ⅱ；
e.擠壓制扁線ⅲ；將扁線ⅱ加熱溫度升高至210℃，使其通過冷擠壓機ⅳ擠壓成型，冷擠壓機ⅳ模具出口處的寬度、高度尺寸比扁平漆包銅線目標尺寸的寬度、高度尺寸大4％，得到扁線ⅲ；
f.冷卻；使用風機將扁線ⅲ冷卻至40℃以下；
g.超聲波清洗；對扁線ⅲ進行超聲波清洗；
h.退火；將扁線ⅲ置於溫度為420℃的條件下進行退火；
i.清洗烘乾；將扁線ⅲ通過ph為8.5的鹼性清洗液進行清洗，並在溫度為120℃的條極下烘乾；
j.塗漆烘焙；對扁線ⅲ進行塗漆，並在340-380℃下進行烘焙成型；
k.冷卻牽引收線；將塗漆烘焙後的扁線ⅲ在室溫下自然冷卻，牽引收線，即得成品大寬厚比扁平漆包銅線。
優選地，在步驟j中，在360℃下進行烘焙成型。
(3)有益效果
與現有技術相比，本發明的生產工藝首先通過將原料銅杆擠壓成圓線，再進行擠壓生成扁線的加工順序，這樣可以加強扁平漆包銅線內部的均勻度，提升產品的一致性；其次，通過三步式的擠壓制扁線，結合各步的冷擠壓機模具出口處的寬度和高度配比，併科學有效地漸進式減小寬度和高度，能在進一步提高產品均勻度的同時，最大限度地增大扁平漆包銅的寬厚比，保證生產所需的寬厚比要求；再次，對擠壓制圓線和三步式的擠壓制扁線，進行了階段式的加熱，使其提升了擠壓的效率，同時結合冷擠壓機ⅳ模具出口處的寬度和高度尺寸，在提升了扁線ⅲ加工速度的同時，還增強了扁平漆包銅線的導電性；最後，通過合理的步驟安排和最適宜的參數選擇，經過冷卻、超聲波清洗、退火、清洗烘乾、塗漆烘焙和冷卻牽引收線，得到成品大寬厚比扁平漆包銅線；其中，冷卻和超聲波清洗保證了扁平漆包銅線的表面光滑度，退火和清洗烘乾消除了扁平漆包銅線的內部應力。綜上所知，利用本發明的生產工藝能輕鬆實現大寬厚比的扁平漆包銅線的生產，而且生產出的扁平漆包銅線導電性強，產品一致性好。
具體實施方式
下面，將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
一種大寬厚比扁平漆包銅線的生產工藝，以銅杆為原料，生產寬厚比為90:1的扁平漆包銅線，具體工藝步驟為：
a.放線並矯直；放銅杆並將銅杆進行矯直；
b.擠壓制圓線；將銅杆加熱至60℃，使其通過冷擠壓機ⅰ擠壓成型，冷擠壓機ⅰ的模具出口處為圓形，冷擠壓機ⅰ模具出口圓形的直徑尺寸為扁平漆包銅線目標尺寸寬度的8倍，得到圓線；
c.壓制扁線ⅰ；將圓線加熱溫度升高至90℃，使其通過冷擠壓機ⅱ擠壓成型，冷擠壓機ⅱ模具出口處的寬度、高度尺寸分別為扁平漆包銅線目標尺寸寬度、高度的4倍、6倍，得到扁線ⅰ；
d.擠壓制扁線ⅱ；將扁線ⅰ加熱溫度升高至150℃，使其通過冷擠壓機ⅲ擠壓成型，冷擠壓機ⅲ模具出口處的寬度、高度尺寸分別為扁平漆包銅線目標尺寸寬度、高度的2.5倍、3倍，得到扁線ⅱ；
e.擠壓制扁線ⅲ；將扁線ⅱ加熱溫度升高至210℃，使其通過冷擠壓機ⅳ擠壓成型，冷擠壓機ⅳ模具出口處的寬度、高度尺寸比扁平漆包銅線目標尺寸的寬度、高度尺寸大4％，得到扁線ⅲ；
f.冷卻；使用風機將扁線ⅲ冷卻至40℃以下；
g.超聲波清洗；對扁線ⅲ進行超聲波清洗；
h.退火；將扁線ⅲ置於溫度為420℃的條件下進行退火；
i.清洗烘乾；將扁線ⅲ通過ph為8.5的鹼性清洗液進行清洗，並在溫度為120℃的條極下烘乾；
j.塗漆烘焙；對扁線ⅲ進行塗漆，並在360℃下進行烘焙成型；
另外，上述的塗漆烘焙中，塗漆完成後，烘焙溫度還可以做相應的調整，經實驗驗證，在340℃下進行烘焙成型時，得到的效果也依然比較好；並且，在380℃下進行烘焙成型時，得到的效果也依然比較好；只是在360℃下進行烘焙成型時，其效果最佳。
k.冷卻牽引收線；將塗漆烘焙後的扁線ⅲ在室溫下自然冷卻，牽引收線，即得成品大寬厚比扁平漆包銅線。
實驗結果：通過上述實施方式，得到了寬厚比為90:1的扁平漆包銅線樣品1，同時，經過對樣品1進行的相關檢測，可以看出，通過本生產工藝能輕鬆實現大寬厚比的扁平漆包銅線的生產，而且生產出的扁平漆包銅線樣品1導電性比現有工藝生產出的60:1的扁平漆包銅線還強，同時，樣品1一致性非常好，很適宜將上述方法進行工業化應用。
以上所述實施例僅表達了本發明的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，還可以做出其他各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及形變都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。