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漆包线“黑斑”和“龟裂”问题探讨

类别:行业新闻 发布时间:2022-09-05 10:28:46     浏览:1767

通常,漆包线的制造者和使用者都会遇到已经是成品的漆包线突然“变质”。透过漆膜能看到导体上出现黑色斑点,褐色或棕色的渍斑等缺陷,并在缺陷处产生漆膜开裂,脱落等质量事故,最终造成产品报废。有时候还很难找到产生这些缺陷的真正原因。因为在涂漆时并未发现有这种现象,而且这种缺陷出现是没有规律的。这类质量事故有时候是个别的,而有时候却是成批量的,甚至数量可以多达几吨乃至于几十吨,这个问题可以说是全球性的严重问题。


几经仔细寻找,认真分析,最终归结在制造过程中对导体质量保证的疏忽,只有极少数原因出自绝缘漆和溶剂。


长期以来,我国铜导体加工的总体生产条件和技术水平落后于电磁线成品的制造。此外,电磁线制造者往往多绝缘漆材料和电磁线涂覆成型工艺装备十分关注,而对经电解铜到裸铜线的制造工艺和铜线成品质量并不像前者那样重视。这个问题相当突出,也是中国与发达国家之间存在差距的一个主要方面。这种“前轻后重”的观念至今还没有很好的得到纠正


经上世纪八十年代末,中国的耐高温电磁线有了很大发展。耐高温漆对导体的要求更加严格。要求裸铜线不仅仅不应有毛刺,斑疤,裂隙等机械缺陷,同时要求裸铜线导体表面清洁,光滑。


那被称为“Blackspots”(污斑)是什么成分哪呢?主要是油污,磁化物斑点,氰化铜,氯化亚铜,氧化亚铜,氯氧化铜,硫酸铜和钙,钠等金属阳离子的附着物。这类附着在裸铜线导体表面的“污迹”呈现出黑色,褐红色,绿色,灰色,。。。。。。等颜色。它们能透过透明的漆膜被辨认出来。


产生上述“不详物质”的主要原因来自以下几个方面:


1 经铜杆开始经过多道工序拉拔成铜线,所使用的润滑液在循环过程中不断消耗,不断补充,如果润滑液得不到定期清理,润滑液中的酸价就会越来越高,超过一定浓度的酸根(负离子)就会和铜生成一层厚度极薄的物质。


2 退火中的所用水不清洁,含有卤素化合物,如:氯化钠,氯化钙,。。。。或者是硫酸盐。很多电磁线厂都不重视水的重要性。生产过程中使用蒸馏水或去离子水的厂家不到一半,许多厂家都用自来水,甚至是深井水。即使使用了蒸馏水或去离子水也需要随时检测纯度变化,并定期更新,否则杂质在纯净水中的浓度也会越来越高,丧失了净化作用。


3 退火管也要定期清理,要及时检查损害情况。轻微漏气或用浇灌酒精燃烧驱氧时都在裸铜线导体的表面生成轻微的不容易察觉的氧化层。

4 半成品存放的条件得不到保证,环境潮湿,温度高,周围有有害气体传播-----。这也是很多制造厂家取消半成品周转环节实施连拉,连退,连涂工艺的道理。

尚有许多时候,污斑已经逐渐生成,而还不宜察觉。但此时污斑对漆膜的破坏作用已经开始,这种现象会随时间推移而加重,直至绝缘层被破坏,如果我们做对比试验,或者储存一定时间后做前后的比较试验,我们会测出:

1 漆膜的柔韧性,附着力明显下降。

 

2 热冲性能变差(卷绕倍经变大)。

 

3 击穿电压降低或者出现较大的分散现象。

 

4 介质损耗的拐点值变低。

 

5 用聚酯亚胺做底漆时,这一缺陷所产生的不良后果要比聚酯类漆做底漆时更为严重。

 

我们可以这样认为:防止“Blackspots”的产生最好的方法是对制造过程和环境影响实施严格的质量控制。

 

    所谓“龟裂”实际上是漆包线漆膜出现细微“裂隙”的现象。这是个漆包线生产商与用户之间一直存在的争议问题。也是只能根据视觉效果判别而难予以量值确定的质量现象。

 

“龟裂”通常发生在漆包线的绕线过程或者是予拉伸及侵渍处理后,在强光照射下,裂隙部分会呈现银灰色。用户经常会认为绝缘漆层已被破坏,、。但在很多情况下,虽然用目力能看到有裂隙的存在,但其内在性能并未受到影响。


为了更好地说明这一问题,更多地获取资料,也为了能解决这个质量问题,Dupout-Herberts工业涂料公司做了很多试验,发现用THEIC改性的聚酯亚胺漆可以解决这一问题。用THEIC改性的聚酯亚胺(PEI)漆,在介损(浓度)值提高30%后,用电子显微镜观察,未发现有龟裂痕的现象。

 

再进一步试验,将试样在同一湿度下与苯乙烯按30分钟(侵渍30分钟)然后用电子显微镜观察,作图象分析,并没有裂痕,但在绝缘层以下2微米处有裂痕出项,但将线样在220摄氏度的洪炉中处理10分钟裂痕便消失。这一结果同样被击穿电压试验所证实。

    漆包线样品 线经 扭绞对击穿电压 100摄氏度下经乙烯处理

改性PEIA 1.00MM 11575 11575

改性PEIA 1.00MM 12179 12010

改性PEIB 1.00MM 10212 10757

聚胺酯C 0.35MM 5976 6934

聚胺酯D 0.35MM 5899 6305


    我们在机理上分析,漆膜经过卷绕。拉伸等外力作用下的形变,或者是相溶有机物的溶胀侵蚀,此时漆膜对应力的承受反馈,尤其是成膜过程中树脂交联度不够充分的情况下会加重这一后果。但如果经过处理,这一后果就会获得改善,且将不会地电磁线的绝缘层声性能上的负面影响。


    当然,在使用过程中要注意防止诸如丙酮这一类对漆膜有融蚀作用的有害溶剂。


铜包铝线(CCA)与其它同类产品的比较

铜体积比(%) 15 15 100 0

比重(g/cm3) 3.63 3.63 8.89 2.70

相同线径重量下的长度比 2.5:1 2.5:1 1:1 3.29:1

导电率(%IACS) 69 65 100 62

电阻率(Ωmm2/m) 0.02563 0.02857 0.01724 0.02780

抗拉强度(Mpa) 96-135 220-251 215-265 68-107

伸长率(%) 10 13 20 8

卷线性

重量

钎焊性

直流电阻

●很好 very good ○好good △较差bad

包覆焊接法与电镀法生产的双金属线的比较:指标 包覆焊接法生产 电镀法生产

铜层材质 选材纯度高,铜层密实性好 铜层疏松,有杂质

两种金属间的结合方式 铜层与芯线之间实现原子间的冶金结合,牢不可分,经久耐用。 电解质中铜离子附着在芯线表面,结合不牢固,容易脱落

铜层均匀程度 铜层沿圆周方向及纵向分布均匀,同心度好。 铜层厚度往往不均匀。

环境污染 电镀液严重污染环境,对工人身体也有害,正逐步被列入禁止生产之列。

铜包铝漆包线结构图:

铜包铝漆包线的优点:

1.直流电阻率:铜包铝线的直流电阻率约为纯铜线的1.5倍;阻值相同时,铜包铝线重量约为纯铜线的1/3

2.良好的可焊性:铜包铝线由于其表面同心的包覆了一层纯铜,因此具有跟纯铜线一样的可焊性,而不必像铝线那样做特殊处理。


3.重量轻:铜包铝线密度是相同线径的纯铜线的1/3,对降低电缆和线圈的重量十分有效。

铜包铝漆包线应用领域:

1、用于制作要求重量轻、相对导电率较高、散热性好的绕组,特别是传输高频信号 的绕组;

2、高频变压器、普通变压器、电感线圈、电机、家用电机及微型马达用电磁线;

3、微型电机转子线圈等用漆包线;

4、用于音响线圈、光驱的特殊电磁线;

5、显示器偏转线圈用电磁线;

6、消磁线圈用电磁线;

7、用于手机内部线圈、手表驱动元件等的电磁线;

8、其他特殊电磁线。

复合铜的物理性能:

规格 铜层体积比(%) 铜层质量比(%) 与纯铜线长度比 密度G/CM3 最大值流电阻Ω.m m2/m200 c 最小相对导电率(%/ACS

CCA-10% 8-13 27 2.65:1 3.32 0.2743 63

CCAM-15% 13-20 37 2.45:1 3.7 0.3120 63