降低漆包线线硬不良的对策探讨

龙香林，杨国富，章文槐，李志清，胡廷波

（江西铜业加工事业部，江西 南昌 330096 ）

随着电机电器行业的飞速发展,电机和电器的绕组线圈都采用了高速绕线机绕制和嵌线，这对于漆包线的柔韧性提出了更高的要求。由于漆包线的导线在冷加工过程中，其晶格结构发生了变化，导线变硬，导线的机械和电气性能大幅度降低,影响了客户的使用性能，因此如何找到影响漆包线线硬不良问题的因素，研究出相应对策成为了关键难题，而漆包线的线硬可以用其伸长率、回弹角 、表面摩擦系数等指标来衡量。本文主要是对漆包线线硬的影响因素进行了分析和讨论[1，2]。

1 漆包线生产工艺流程

漆包线是由绝缘层和导体组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。若想要生产出既符合标准要求，又可以满足客户要求的产品并不简单，它受环境，工艺参数，原材料质量，生产设备等因素影响。本文产品是由半制品库提供坯料，经在线拉丝机拉制，成为0.2～2.0mm的导线进入漆包机的退火炉，退过火的裸线进入漆包机的涂漆系统，再进入烘炉挥发固化，根据漆包线的品种与涂漆道次不同，要多道的漆包机才能生产出特种漆包线，固化完成的漆包线进入冷却区，采取强制冷却，可经在线检测仪检验，进入收线机，满盘后可下线。流程如图1所示。

图1 工艺流程

2 影响漆包线线硬的因素及对策

伸长率反映着材料的塑性变形，用其来考核漆包线的延展性。回弹性和柔软度则反映着材料的弹性变形。用其来考核漆包线的软硬度。柔软度和伸长率的好坏反映了铜材质量和漆包退火的程度，它们与绕线质量有很大的关系。根据生产实践，我们认为影响漆包线伸长率和柔软度的因素大致有以下几个方面。

2.1 铜导体对柔软度的影响

漆包线的生产对铜导体质量要求非常严格,要求其具有较高的纯度、良好的机械物理性能,尤其是退火后的软铜线的退火特性更为重要。

2.1.1 铜材本身质量

由于铜线坯中含有铋、硫、铁、铝、锑、氧等元素，分布于晶粒之间的界面上、阻碍了漆包线伸长时内部晶格的滑动趋势，使晶格不易变形而破坏、所以导致铜材脆化．易被拉断。另外在压延过程中，铜线坯有时带进夹杂、卷边，刮伤、裂缝等缺陷而影响伸长率、回弹角指标。

2.1.2 铜导体含氧量对柔软度的影响

对于低氧铜杆,由于氧与某些杂质元素形成氧化物,使杂质元素从铜的固溶体中分离出来,从而降低了再结晶温度。其次,由于低氧铜中的氧主要以Cu2O的形成存在于铜的基体中,Cu2O粒子增加了晶界界面,有利于杂质的偏析,因而可降低铜导体的再结温度。正如上述,由于无氧铜杆含量低,杂质元素以固溶形式存在于铜基体中,使其再结晶温度要高于低氧铜杆,因此,应优先选择低氧铜杆。对策：为了保证线材的质量，要对采购的铜杆采取合格供应方的评定，评定合格后采取定点采购的方式。同时对每批进厂的铜杆均作材质检验，并要求铜杆供应商提供材质、氧含量和铜粉量报告。

2.2 外力作用

在漆包过程中、涂漆道数和经过的导轮过多，导轮直径偏小并不一致，导线两面不断地受到拉伸和压缩的交递变形，造成晶格的歪扭，在伸长时容易拉断。放线和收线导轮不灵活，张力较大将使线材拉细。使晶格上原子或离子因滑动而产生位移，形成了残余内部应力而使线材脆性提高，伸长率下降、回弹角上升。

对策：在铜线漆包过程中加强注意导轮的充分滑润的灵活运转，减少线材的弯曲，从而提高线材的伸长率和柔软度。另外，漆包线在走线过程中应减少在导轮上的弯曲次数，避免漆包线晶格变动或疲劳，造成漆包线变硬。

2.3 退火工艺对柔软度的影响

金属经过拉伸冷变形后，因其内部晶粒碎化，晶格畸变和存在残余内应力，因而使金属组织处于一种不稳定状态。因此，凡是经过冷加工的金属，都具自发的居处到原来状态的趋势，但是在室温下，由于金属中原子扩散能力不足，这种不稳定状态还能维持相当长的时间而不致发生变化。

但金属一旦受热，原子的动能增加时，随着温度的升高，金属的组织和性能将发生如下三个阶段的变化：（1）恢复阶段：当加热温度不高时，歪扭的晶格复位，性能部分恢复，晶粒的外形无变化。（2）再结晶阶段：继续翻热到一定时间，原子活动能力增强，晶格重新结晶并形成新的晶粒。此时金属的性能随之提高。（3）晶粒长大阶段：当加热温度过高或时间过长时，再结晶后的晶粒会继续长大，变粗，成为粗晶粒，这种现象称之为“过烧”。

漆包机通过电热式退火的加热方式将变硬的铜导线经过高温消除内应力，使铜导线的晶格重新排列，从而提高铜导线的柔软度、改善伸长率、回弹角和导电率，使其满足漆包线生产的工艺要求。为避免铜导线在退火过程中被氧化，我们采取通入蒸汽的办法，并在退火炉的出口端用水封闭炉管口，从而首先可以保护铜导线表面被氧化；其次可以防止水进入退火管和清洗铜导线的作用。铜导线经退火工序后表面的洁净度大大提高，有利于涂漆的顺利进行，从而提高了漆包线的质量。因此充分退火的导线，晶粒大小均匀、内部没有残余内应力。在做伸长试验时，一部份外力消耗在使品格上的原子或离子的移动和晶粒变形方面．漆包线不易拉断。伸长率较好。反之，导线晶粒产生畸形，形成纤维组织，处于不平稳状态，产生残余内应力，易拉断，伸长率较低。对策：为既保证裸铜线退火均匀又降低漆包线的硬度，选择合适的裸线退火温度。

2.4 拉丝缩减率对线硬的影响

当铜线以较低的导体截面缩减拉丝,即冷加工度较低时,退火后能获得取向各异的再结晶结构,从而达到软化目的。所以连拉连包漆包机比普通漆包机生产出的成品线回弹角、伸长率好。通常,当冷加工度过大时,虽然持续增大退火温度,但铜线的伸长率变化不大,同样,铜线回弹角指标却增大。

对策：控制好铜导体拉丝的冷加工度,优化拉丝模具排列，通过对拉丝模具排列工艺重新优化，使延伸系数控制在20%-25%，可有效改善漆包线的软硬度。

2.5 表面润滑对线硬的影响

漆包线表面润滑效果提高,漆包线线硬也可得到改善，这样在高速绕线和嵌线时，由于摩擦力较小，降低了漆包线导径的拉伸量，避免了使用过程中的加工硬化。

对策：在漆包表面外涂一层自润滑漆,形成自润滑涂层,其次根据压缩机使用冷媒的类型，改进表面润滑油的配方和涂油工艺,从而提高润滑效果。

3 结语

通过对漆包线线硬不良原因的分析，找出了影响漆包线线硬的相关因素，总结了降低漆包线线硬不良的对策，有效的解决了漆包线线硬的品质难题，满足了客户的使用需求，提升了产品质量，降低了生产成本，增加了产品市场竞争力。