一种电磁线的制备方法与流程

本发明涉及电磁线技术领域，特别是指一种电磁线的制备方法。

背景技术：

随着电子电器工业领域的高速发展，电磁线的焊接性能越来越倾向于快速便捷的方式进行，无需将电磁线焊接处的漆膜事先去除而与接头之间焊接。

目前电磁线行业中具有直焊性能的用漆为聚氨酯产品，而聚氨酯结构中因为含有大量热稳定较差的氨基甲酸酯基团，只能适用于耐热较低的场合，难以满足市场的要求。

由于产品的小型化设计，产品体积的缩减，意味着以牺牲产品散热为代价，对电磁线的耐热性能提出更高的使用要求；同时产品终端客户对质量的不断要求，需要产品的使用具有更高的使用寿命，高质量的产品成为市场追逐的目标。另外现在市场的竞争不断升温，电磁线使用客户在绕制线材的速度不断增加，更加对电磁线的电气性能使用提出更高的要求；同时高效的生产效率要求产品在焊接时使用较少的时间。在国内电磁线行业，能同时满足在380℃直接焊锡和软化温度在不低于270℃的产品，目前还属于空白。

技术实现要素：

本发明提出一种绝缘漆应用于铜导体电磁线中及电磁线的制备方法，解决了现有技术中聚酯产品无法焊锡的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电磁线的制备方法，包括：

(1)将低氧铜杆投入大拉丝机进行连续拉丝处理，获得表面光亮无缺陷的半成品铜坯料；所述半成品铜坯料继续在连拉连包机上拉制到对应的铜导体；其中拉丝中使用的拉丝油的浓度为13.5～15.5，pH为8.0～9.5；所述低氧铜杆、半成品铜坯料、以及铜导体在拉丝塔轮上时均处于微滑动的状态，滑动系数控制在1.02～1.04之间；所述拉丝塔轮的材料为纳米氧化锆；

(2)退火前，先使用水喷淋方式清理铜导体表面残留的铜粉和油污；然后在退火炉中韧炼铜导体，对铜导体进行软化处理，使拉拔过程中破损的晶胞结构在高温下再生修复；所述退火炉的温度为570-620℃；

(3)对处理后的铜导体进行多道次的涂覆绝缘漆，每道次的烘焙时间为2-3秒，烘焙温度控制在480℃，在此温度作用下固化成表面形成光滑连续完整的绝缘树脂层；再利用冷却装置，对高温的线材进行降温处理；所述绝缘漆具有直焊锡性能；所述的冷却装置由冷却吸出风机、冷却吹风风机以及管道组成，其中冷却吸出风机通过抽取室外冷空气吹进管道冷却铜导体，冷却吹风风机排出管道内冷却铜导体后的热空气，并将热空气改路输送到烘炉夹层中，以补偿设备散失的热量；

(4)对步骤(3)处理后的铜导体涂覆润滑油，在1-2秒时间内，所述润滑油的溶剂成分挥发，将润滑脂成份留在漆膜表面；卷绕至收线盘具上制作成为成品。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)拉丝过程中的拉丝液使用导管引到模具进口处。

作为优选的技术方案，所述低氧铜杆的含铜量不低于99.95％。使用低氧铜的优点是：a、低氧铜的晶粒较小，经过拉拔后易获得光滑的表面，是保证产品性能的重要因素。b、低氧铜的电阻率较小，在产品工作过程中发热量较小，提高产品的使用寿命。c、低氧铜的延展性能较好，在经过退火炉的作用后，产品具有优良的延展性能，能够满足高速绕线的使用。

作为优选的技术方案，所述步骤(3)中的绝缘漆由如下组分的物质制备而成：乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸、甲酚溶剂和二甲苯，其中乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸、甲酚溶剂、二甲苯的摩尔比为1:0.8:0.8:1:1:0.9:3:3。

作为优选的技术方案，所述绝缘漆的制备包括：在纯氮气的保护下，依次投入乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸；在搅拌情况下，逐渐提高反应温度到200℃，反应到透明状态，获得异氰酸基团、羟基和亚胺改性基团的预聚物树脂；再加入甲酚溶剂，搅拌2-3小时后，降温到室温后再添加二甲苯，即得绝缘漆。

作为优选的技术方案，制得的电磁线包括铜导体和附在所述铜导体表层的改性聚酯树脂。

作为优选的技术方案，所述电磁线的固化的漆膜具有直焊锡性能。

作为优选的技术方案，所述固化的漆膜在270℃软化不击穿。

作为优选的技术方案，所述铜导体的直径为：0.100～3.500mm。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中将的低氧铜杆投入大拉丝机进行连续拉丝处理，在拉拔模具和拉丝液的作用下，获得半成品铜坯料，铜坯料的表面光滑无凹坑缺陷；半成品铜坯料继续在连拉连包机上拉制到0.63mm的铜导体。

由于线材在拉丝塔轮上处于低滑动状态，和拉丝塔轮的相互摩擦导致线材本身易损伤，形成擦伤的缺陷。为解决这种现象从以下两个方面改进①将铜材在拉丝塔轮上处于微滑动的状态，滑动系数控制在1.02～1.04之间；②通过使用纳米氧化锆材料替代传统的喷瓷材料有效效提高导体的光滑程度。

对拉丝的喷淋系统进行改进，原来的喷淋系统为花洒式喷淋，很大一部分拉丝油未喷到工作区域。通过改进喷淋的改进，使用导管引到模具进口处，最大程度的保证拉拔时润滑的充分性。

由于铜材在拉拔过程中，表面或多或少会粘附微量的铜粉，铜粉的存在会影响最终产品的电气性能。在常规退火后清洗的工序上增加退火前水清洗工序，最大程度的保证导体表面的清洁效果，为产品的性能提供保证。

退火的作用在于通过退火炉570-620℃左右的高温，使拉拔过程中破损的铜晶胞在高温作用下修复，获得顺直的且具有延展性能的铜线，为下道涂漆工序做好准备。

每道次的烘焙时间为2-3秒，烘焙温度控制在480℃，在极短时间内使液体绝缘漆充分固化形成固体状。

现有技术中一般采用一个风机抽取室外冷空气吹入冷却通道，另一个风机吸出通道中的热气并排出，本发明在工装上进行改进，将吸出通道中的热气管道改路到烘炉夹层中，补偿设备散失的热量，通过此措施，设备一天可以减少500度的电损耗。具体来说，导体通过一套冷却装置进行强制风冷却，冷却装置由二个高速风机和管道组成，其中一个高速风机通过抽取室外冷空气吹进管道冷却铜导体，另一个高速风机排出管道内冷却铜导体后的热空气。

有益效果

(1)低温直焊性能；行业内的常规聚酯电磁线无法实现直接焊锡的功能，通常都是在完成产品表面涂覆一层助焊剂来实现；本发明产品可在380℃条件下完成2秒钟内的焊锡；大大提高了生产的效率同时减少助焊剂对于环境保护方面的影响。

(2)耐高温性能；相对具有直焊性的聚氨酯产品来说，本发明的电磁线的耐软化性能可达270℃以上；而常规的聚氨酯的耐软化温度仅有200℃。

(3)优良的附着性；树脂对铜材有着较强的附着性能；常规产品的附着性标准为不延伸的1D卷绕后的产品不开裂；本发明的电磁线可经延伸后的1D卷绕不开裂；满足产品的高张力使用要求。

(4)优良的密封性；绝缘漆是由液体状态，经过高温烘烤，形成表面光滑的树脂层，可达盐水零针孔水平。(5)摩擦系数低；通过涂覆润滑油(专利申请号：201010132838.8)，使得产品的滑动性大大提高，摩擦系数可低至0.06及以下，远低于其他产品的摩擦系数；可满足产品的高速绕线时不断线，减少摩擦对线材的损伤，从而保证产品质量的受控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：实施例1电磁线的结构示意图；其中1-直焊性聚酯树脂层、2-铜导体；

图2：实施例1的冷却装置的示意图；其中21-冷却吸出风机、22-冷却吹风风机。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

本发明利用绝缘漆通过高温烘烤后形成固体树脂，树脂层紧密的包覆在铜导体表面，形成电磁线产品。

实施例1

一种电磁线的制备方法包括如下步骤：

步骤S1：制作导体；

的低氧铜杆投入大拉丝机进行连续拉丝处理，在拉拔模具和拉丝液的作用下，获得半成品铜坯料，铜坯料的表面光滑无凹坑缺陷；半成品铜坯料继续在连拉连包机上拉制到对应的规格丝，其中拉丝液浓度13.5～15.5，pH为8.0～9.5。其中对拉丝液浓度和PH值的管控是获得光洁无缺陷铜导体的关键因素。

步骤S2：退火前导体表面的清洗工序，使用水喷淋方式清理铜导体表面残留的铜粉和油污；原来的喷淋系统为花洒式喷淋，很大一部分拉丝油未喷到工作区域；通过喷淋的改进，使用导管引到模具进口处，能够最大程度的保证拉拔时润滑的充分性。之后退火炉中韧炼导体，温度可选570-620℃，本实施例中采用600℃，时间4s，对导体进行软化处理，使拉拔过程中破损的晶胞结构在高温下再生修复，退火后的导体具有一定的柔软性；

步骤S3：利用涂漆模具对处理后的铜导体进行多道次的涂覆绝缘漆，每层绝缘层的厚度按照一定比例进行涂覆，在此过程中涂漆分为17道次(根据实际情况会有变动)，采用薄漆多涂的原则，保证每道次的涂漆受控，不会有烘烤过度或不足现象的出现；每道次的烘焙时间为2-3秒，烘焙温度控制在480℃，在此温度作用下固化成表面形成光滑连续完整的绝缘树脂层。带有绝缘树脂层的铜导体进入冷却装置，对高温的线材进行降温处理。现有技术中一般采用一个风机抽取室外冷空气吹入冷却通道，另一个风机吸出通道中的热气并排出，本发明在工装上进行改进，将吸出通道中的热气管道改路到烘炉夹层中，补偿设备散失的热量，通过此措施，设备一天可以减少500度的电损耗。具体来说，导体通过一套冷却装置(如图2所示)进行强制风冷却，所述的冷却装置由冷却吸出风机21、冷却吹风风机22以及管道组成，其中冷却吸出风机21通过抽取室外冷空气吹进管道冷却铜导体，冷却吹风风机22排出管道内冷却铜导体后的热空气，并将热空气改路输送到烘炉夹层中，以补偿设备散失的热量。其中绝缘漆由如下组分的物质制备而成：乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸、甲酚溶剂和二甲苯，其中乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸、甲酚溶剂、二甲苯的摩尔比为1:0.8:0.8:1:1:0.9:3:3。具体如下：在纯氮气的保护下，依次投入乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、间苯二甲酸、己二酸；在搅拌情况下，逐渐提高反应温度到200℃，反应到透明状态，获得异氰酸基团、羟基和亚胺改性基团的预聚物树脂；再加入甲酚溶剂，搅拌2-3小时后，降温到室温后再添加二甲苯，即得绝缘漆。

步骤S4:将经过步骤S3处理后的产品的表面涂覆润滑油，在1-2秒时间内，所述润滑油的溶剂成分挥发，将润滑脂成份留在漆膜表面，涂覆润滑油后的成品表面润滑性更加适合高速绕线机的使用要。卷绕至收线盘具上制作成为成品，检验合格后入库。

上述电磁线的固化的漆膜具有直焊锡性能。固化的漆膜在270℃软化不击穿。铜导体的直径可以在0.100～3.500mm之间选择，本实施例中的为0.63mm。

上述使用的低氧铜杆的含铜量不低于99.95％。使用低氧铜的优点是：a、低氧铜的晶粒较小，经过拉拔后易获得光滑的表面，是保证产品性能的重要因素。b、低氧铜的电阻率较小，在产品工作过程中发热量较小，提高产品的使用寿命。c、低氧铜的延展性能较好，在经过退火炉的作用后，产品具有优良的延展性能，能够满足高速绕线的使用。

另外线材在拉丝塔轮上处于低滑动状态，和拉丝塔轮的相互摩擦导致线材本身易损伤，形成擦伤的缺陷。为解决这种现象从以下两个方面改进①使铜材在塔轮上处于微滑动的状态，滑动系数控制在1.02～1.04之间②拉丝塔轮通过使用纳米氧化锆材料替代传统的喷瓷材料有效效提高导体的光滑程度。对拉丝的喷淋系统也进行了改进，原来的喷淋系统为花洒式喷淋，很大一部分拉丝油未喷到工作区域。通过改进喷淋的改进，使用导管引到模具进口处，最大程度的保证拉拔时润滑的充分性。

上述退火的作用在于通过退火炉600℃左右的高温，使拉拔过程中破损的铜晶胞在高温作用下修复，获得顺直的且具有延展性能的铜线，为下道涂漆工序做好准备。

上述制得的电磁线的性能满足以下要求：

1、产品伸长率：MIN25％；

2、卷绕性能：1D卷绕条件下，漆膜不开裂；

3、热冲击：3d卷绕后，175℃条件下烘烤，漆膜不开裂；

4、漆膜耐刮：最小刮破力不低于5.1N；平均刮破力不低于6N；

5、盐水针孔：6米线样检测，置于0.2％的食盐水中，在通电12V条件下1分钟，无针孔产生；

6、焊锡性能：在380℃条件下，3秒以内完成焊锡(2s即可)，表面无锡渣残留；

7、软化击穿：270℃条件下，2分钟漆膜不被热击穿；

8、产品表面：表面要完全被漆膜覆盖。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。