一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺的制作方法

文档序号:11325233阅读:454来源:国知局

本发明属于导线生产领域,具体涉及一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺。



背景技术:

电线是由一根或几根柔软的导线组成,外面包以轻软的护层;电缆是由一根或几根绝缘包导线组成,外面再包以金属或橡皮制的坚韧外层。漆包线是绕组线的一个主要品种,由导体和绝缘层两部分组成,裸线经退火软化后,再经过多次涂漆、烘焙而成。但要生产出既符合标准要求,又满足客户要求的产品并不容易,因它受原材料质量、工艺参数、生产设备、环境等因素影响,因此,各种漆包线的质量特性各不相同,但都具备机械性能、化学性能、电性能、热性能四大性能。

目前漆包线的断面形状大多都是圆形的,但圆形的漆包线却存在着缠绕后的槽满率较低的缺点,这极大地限制了相应电器件功效的发挥,一般漆包线满负荷缠绕后,其槽满率大约为78%,因此,难以满足技术发展对于部件扁平化、轻量化、低功耗、高性能的要求。随着技术的更迭,扁线便应运而生了,扁线也称扁丝、压扁线、平角线材或超窄带材等,指的是截面近似圆角矩形的异性金属丝,厚度从0.025mm至2mm,宽度一般小于5mm。其宽厚比从2:1至50:1不等。由于扁丝形似带状,有时也被称为超窄扁带。相比常见的圆丝,扁丝这种形态在散热性、焊接接触面积、抗疲劳度、硬度控制等方面都具有独特的优势,同时,扁线在着缠绕后的槽满率上也远远高于圆线,因此,扁线的应用正越来越受到重视。

扁线的生产方法主要分为轧制(压延)法、异型模拉拔法和带材纵剪法,其中,异型模拉拔法与圆丝生产工艺类似,采用孔型为矩形的异型拉丝模进行拉拔,但是这种方式只能生产低宽厚比的扁线,且易造成合金丝变形不均甚至断裂,无法生产高精度和表面质量的产品;带材纵剪法目前在国内最为普遍,该工艺使用纵剪机组剪裁大宽度的带材,获得宽度最小为3mm左右的窄带,材纵剪工艺的优点是加工难度小,大宽度情况下加工成本低,而缺点是随着宽度的减小,排刀的数量和成本迅速增加,以致实际上无法生产宽度低于2mm的特窄丝,同时,第二个缺点是裁切走刀过程中的横向张力极其容易造成镰刀弯和丝材扭折现象,使产品不合格,另外,纵剪法得到的产品必须使用盘装,无法通过横向缠绕获得大盘重;圆丝平辊轧制法要求先将材料圆丝拉拔到某个精确的线径,再通过多道平辊压扁轧制成型,该工艺要求较为昂贵的设备投入和更为严格的生产工艺,但是避免了以上两种工艺的缺陷,机械性能均匀,通条性,平直度好,且规格精确,表面质量优,是生产超窄超薄精细扁线的必须工艺。

因为铜在到导电性上的巨大优势,因此,现今扁平漆包线一般都是铜质的,即为扁平漆包铜线。针对不同性能的需求,扁平漆包铜线可根据所需性能的特点,进行相应的调整,比如对于扁平化和轻量化要求特别高的部件,就需要生产超窄超薄和大宽厚比的扁平漆包铜线;而对于低功耗和高性能要求特别高的部件,就需要生产高精密的扁平漆包铜线;而对于耐冲击性要求特别高的部件,就需要生产高韧性的扁平漆包铜线;而对于使用寿命要求特别高的部件,就需要生产耐久性的扁平漆包铜线等。

现今,由于许多装置都朝着扁平化和轻量化的方向发展,因此这些装置内使用到的扁平漆包铜线就需要有更高的柔韧性,以适应相应连接方式的需求,但现今的工艺方法生产出的扁平漆包铜韧性一般较差,无法达到较高的韧性要求,可塑性和耐变形能力差,用于扁平化、轻量化的异形构件时,容易因为多次的形变而出现破损甚至断裂,因此,极大地限制了许多构件扁平化和轻量化的发展。



技术实现要素:

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是提供一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺,该工艺生产出的扁平漆包铜线韧性好、可塑性强,具有较强的耐变形能力,同时,导电性能好,完全适用于各类扁平化、轻量化的异形构件中。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题,本发明提供了这样一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺,以铜杆为原料,具体工艺步骤为:

a.放线;

b.将铜杆进行矫直;

c.将铜杆加热至100℃,使其通过冷挤压机ⅰ挤压成型,冷挤压机ⅰ的模具出口处为圆形,冷挤压机ⅰ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的12倍,得到圆线ⅰ;

d.将圆线ⅰ通过冷挤压机ⅱ挤压成型,冷挤压机ⅱ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的6倍、30倍,得到扁线ⅰ;

e.将扁线ⅰ通过冷挤压机ⅲ挤压成型,冷挤压机ⅲ模具出口处为圆形,冷挤压机ⅲ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的4倍,得到圆线ⅱ;

f.将圆线ⅱ通过热挤压机ⅰ挤压成型,挤压温度设置为540-560℃,热挤压机ⅰ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的3倍、10倍,得到扁线ⅱ;

g.将扁线ⅱ通过热挤压机ⅱ挤压成型,挤压温度设置为620-640℃,热挤压机ⅱ模具出口处为圆形,热挤压机ⅱ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的2倍,得到圆线ⅲ;

h.将圆线ⅲ通过热挤压机ⅲ挤压成型,挤压温度设置为540-560℃,热挤压机ⅲ模具出口处的宽度、高度尺寸比扁平漆包铜线目标尺寸的宽度、高度尺寸大5%,得到扁线ⅲ;

i.使用水对扁线ⅲ进行冷却,将扁线ⅲ冷却至50℃以下;

j.对扁线ⅲ进行超声波清洗;

k.将扁线ⅲ匀速进行放线,使其在氮气的环境下通过软化炉进行软化退火,软化炉温度设置为490-510℃;

l.将上述运行温度为490-510℃的扁线ⅲ在上述氮气的环境下浸入23-27℃的水中,离开水面后用风机进行干燥;

m.对扁线ⅲ进行涂漆,并在340-380℃下进行烘焙成型,再将扁线ⅲ在室温下自然冷却;

n.牵引收线,即得成品高韧性扁平漆包铜线。

优选地,在步骤f中,挤压温度设置为550℃。

优选地,在步骤g中,挤压温度设置为630℃。

优选地,在步骤h中,挤压温度设置为550℃。

优选地,在步骤k中,软化炉的温度设置为500℃。

优选地,在步骤m中,在360℃下进行烘焙成型。

(3)有益效果

与现有技术相比,本发明的生产工艺首先利用原料铜杆进行轧制,通过圆线和扁线往返式地进行挤压,并利用往复三次的轧制成型,并通过冷挤压机和热挤压机的搭配衔接,结合各个步骤中冷挤压机和热挤压机模具出口处的宽度和高度配比,并突破性地通过特异参数逐步减小宽度和高度,从而逐步轧制小铜线,使其能在提高产品均匀度的同时,最大限度地提高扁平漆包铜的韧性;其次,在轧制铜线使其逐步变小的过程中,先进行温度较低的冷压,再进行温度较高的热压,而且该过程冷压和热压的温度也是具有一定特异性的梯度,再结合各挤压机模具出口处的宽度和高度尺寸上,提高其可塑性,增强其耐变形能力,同时,还增强了扁平漆包铜线的导电性,这样使其可以完全适用于各类扁平化、轻量化的异形构件中,保证了其生产及使用的可靠性;最后,再通过各步骤的协调运作,并结合特异性地各步骤的工艺参数,使各个过程的加工效率都得到了提高,并且使反应及加工更加彻底。综上所知,利用本发明的工艺生产出的扁平漆包铜线韧性好、可塑性强,具有较强的耐变形能力,同时,导电性能好,完全适用于各类扁平化、轻量化的异形构件中。

具体实施方式

下面,将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺,以铜杆为原料,生产高韧性的扁平漆包铜线,具体工艺步骤为:

a.放线;

b.将铜杆进行矫直;

c.将铜杆加热至100℃,使其通过冷挤压机ⅰ挤压成型,冷挤压机ⅰ的模具出口处为圆形,冷挤压机ⅰ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的12倍,得到圆线ⅰ;

d.将圆线ⅰ通过冷挤压机ⅱ挤压成型,冷挤压机ⅱ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的6倍、30倍,得到扁线ⅰ;

e.将扁线ⅰ通过冷挤压机ⅲ挤压成型,冷挤压机ⅲ模具出口处为圆形,冷挤压机ⅲ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的4倍,得到圆线ⅱ;

f.将圆线ⅱ通过热挤压机ⅰ挤压成型,挤压温度设置为540℃,热挤压机ⅰ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的3倍、10倍,得到扁线ⅱ;

g.将扁线ⅱ通过热挤压机ⅱ挤压成型,挤压温度设置为620℃,热挤压机ⅱ模具出口处为圆形,热挤压机ⅱ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的2倍,得到圆线ⅲ;

h.将圆线ⅲ通过热挤压机ⅲ挤压成型,挤压温度设置为540℃,热挤压机ⅲ模具出口处的宽度、高度尺寸比扁平漆包铜线目标尺寸的宽度、高度尺寸大5%,得到扁线ⅲ;

i.使用水对扁线ⅲ进行冷却,将扁线ⅲ冷却至50℃以下;

j.对扁线ⅲ进行超声波清洗;

k.将扁线ⅲ匀速进行放线,使其在氮气的环境下通过软化炉进行软化退火,软化炉温度设置为490℃;

l.将上述运行温度为490℃的扁线ⅲ在上述氮气的环境下浸入23℃的水中,离开水面后用风机进行干燥;

m.对扁线ⅲ进行涂漆,并在340℃下进行烘焙成型,再将扁线ⅲ在室温下自然冷却;

n.牵引收线,即得成品高韧性扁平漆包铜线。

通过上述步骤得到扁平漆包铜线样品2。

实施例2

一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺,以铜杆为原料,生产高韧性的扁平漆包铜线,具体工艺步骤为:

a.放线;

b.将铜杆进行矫直;

c.将铜杆加热至100℃,使其通过冷挤压机ⅰ挤压成型,冷挤压机ⅰ的模具出口处为圆形,冷挤压机ⅰ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的12倍,得到圆线ⅰ;

d.将圆线ⅰ通过冷挤压机ⅱ挤压成型,冷挤压机ⅱ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的6倍、30倍,得到扁线ⅰ;

e.将扁线ⅰ通过冷挤压机ⅲ挤压成型,冷挤压机ⅲ模具出口处为圆形,冷挤压机ⅲ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的4倍,得到圆线ⅱ;

f.将圆线ⅱ通过热挤压机ⅰ挤压成型,挤压温度设置为550℃,热挤压机ⅰ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的3倍、10倍,得到扁线ⅱ;

g.将扁线ⅱ通过热挤压机ⅱ挤压成型,挤压温度设置为630℃,热挤压机ⅱ模具出口处为圆形,热挤压机ⅱ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的2倍,得到圆线ⅲ;

h.将圆线ⅲ通过热挤压机ⅲ挤压成型,挤压温度设置为550℃,热挤压机ⅲ模具出口处的宽度、高度尺寸比扁平漆包铜线目标尺寸的宽度、高度尺寸大5%,得到扁线ⅲ;

i.使用水对扁线ⅲ进行冷却,将扁线ⅲ冷却至50℃以下;

j.对扁线ⅲ进行超声波清洗;

k.将扁线ⅲ匀速进行放线,使其在氮气的环境下通过软化炉进行软化退火,软化炉温度设置为500℃;

l.将上述运行温度为500℃的扁线ⅲ在上述氮气的环境下浸入25℃的水中,离开水面后用风机进行干燥;

m.对扁线ⅲ进行涂漆,并在360℃下进行烘焙成型,再将扁线ⅲ在室温下自然冷却;

n.牵引收线,即得成品高韧性扁平漆包铜线。

通过上述步骤得到扁平漆包铜线样品2。

实施例3

一种高韧性扁平漆包铜线的生产工艺,以铜杆为原料,生产高韧性的扁平漆包铜线,具体工艺步骤为:

a.放线;

b.将铜杆进行矫直;

c.将铜杆加热至100℃,使其通过冷挤压机ⅰ挤压成型,冷挤压机ⅰ的模具出口处为圆形,冷挤压机ⅰ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的12倍,得到圆线ⅰ;

d.将圆线ⅰ通过冷挤压机ⅱ挤压成型,冷挤压机ⅱ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的6倍、30倍,得到扁线ⅰ;

e.将扁线ⅰ通过冷挤压机ⅲ挤压成型,冷挤压机ⅲ模具出口处为圆形,冷挤压机ⅲ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的4倍,得到圆线ⅱ;

f.将圆线ⅱ通过热挤压机ⅰ挤压成型,挤压温度设置为560℃,热挤压机ⅰ模具出口处的宽度、高度尺寸分别为扁平漆包铜线目标尺寸宽度、高度的3倍、10倍,得到扁线ⅱ;

g.将扁线ⅱ通过热挤压机ⅱ挤压成型,挤压温度设置为640℃,热挤压机ⅱ模具出口处为圆形,热挤压机ⅱ模具出口圆形的直径尺寸为扁平漆包铜线目标尺寸宽度的2倍,得到圆线ⅲ;

h.将圆线ⅲ通过热挤压机ⅲ挤压成型,挤压温度设置为560℃,热挤压机ⅲ模具出口处的宽度、高度尺寸比扁平漆包铜线目标尺寸的宽度、高度尺寸大5%,得到扁线ⅲ;

i.使用水对扁线ⅲ进行冷却,将扁线ⅲ冷却至50℃以下;

j.对扁线ⅲ进行超声波清洗;

k.将扁线ⅲ匀速进行放线,使其在氮气的环境下通过软化炉进行软化退火,软化炉温度设置为510℃;

l.将上述运行温度为510℃的扁线ⅲ在上述氮气的环境下浸入27℃的水中,离开水面后用风机进行干燥;

m.对扁线ⅲ进行涂漆,并在380℃下进行烘焙成型,再将扁线ⅲ在室温下自然冷却;

n.牵引收线,即得成品高韧性扁平漆包铜线。

通过上述步骤得到扁平漆包铜线样品3。

结果对比:通过上述三种实施方式,分别得到了三批高韧性扁平漆包铜线,样品1、样品2、样品3。分别对三批样品进行的相关检测,同时,取现行生产工艺下生产的扁平漆包铜线样品4,分别进行检测对比,可以得出结果,韧性强度的大小顺序为:样品2>样品3>样品1>样品4。结合检测所得的数据,并经过实验检验,可以得出结论:本工艺方法生产出的扁平漆包铜线韧性好、可塑性强,具有较强的耐变形能力,同时,导电性能好,完全适用于各类扁平化、轻量化的异形构件中。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,还可以做出其他各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

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