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CN114864140A - 一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器 - Google Patents

一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器 Download PDF

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CN114864140A CN202210545572.2A CN202210545572A CN114864140A CN 114864140 A CN114864140 A CN 114864140A CN 202210545572 A CN202210545572 A CN 202210545572A CN 114864140 A CN114864140 A CN 114864140A
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Abstract

本发明涉及漆包线技术领域。本发明公开了一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器，该漆包线，包括芯线和漆层，所述漆层包裹于所述芯线外；所述芯线为扁线，所述芯线包括铜层和铝芯，所述铜层包裹于铝芯外；所述铜层的内壁设有轴向排列的多个环槽，所述铝芯的外壁有伸入环槽的凸起；所述环槽的深度为所述芯线厚度的0.2‑0.3倍该漆包线是以铜包铝为芯线的扁线，铜层和铝芯以轴向排列的多个环槽提高两者的结合强度，能有效防止因环境温差大导致的铜铝相对移动，提高变压器运行的稳定性。

Description

一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器
技术领域
本发明涉及漆包线技术领域，尤其涉及一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器。
背景技术
漆包线是绕组线的一个主要品种，绕组线是一种具有绝缘层的导电金属电线，用以绕制变压器、电动机、电感器等电工产品的线圈或绕组，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。现有的漆包线的芯线有铜线、铝线、铜包铝线，其中的铜包铝漆包线的性能介于铜铝之间，既有铜线的优良电性能，也有铝线的质轻优点。但是，由于铜和铝的热膨胀系数相差较大，在环境温差较大的情况下，铜层和铝芯会出现相对移动，导致电工产品运行不稳定。
另一方面，漆包线通常为圆线，但圆线绕组存在槽满率较低的缺陷，难以适应轻量化、低功耗、高性能的要求，因此，扁漆包线可以有效解决该问题。而现有的扁漆包线一般是铜漆包线或铝漆包线，铜包铝漆包线通常为圆形，这就限制了铜包铝漆包线的应用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种漆包线及其生产工艺、采用该漆包线的变压器，该漆包线是以铜包铝为芯线的扁线，铜层和铝芯以轴向排列的多个环槽提高两者的结合强度，能有效防止因环境温差大导致的铜铝相对移动，提高变压器运行的稳定性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种漆包线，包括芯线和漆层，所述漆层包裹于所述芯线外；
所述芯线为扁线，所述芯线包括铜层和铝芯，所述铜层包裹于铝芯外；
所述铜层的内壁设有轴向排列的多个环槽，所述铝芯的外壁有伸入环槽的凸起；
所述环槽的深度为所述芯线厚度的0.2-0.3倍。
进一步的，所述环槽沿所述芯线轴向的截面为方形截面或梯形截面；
所述梯形截面的大端靠近所述漆层。
进一步的，所述芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以有机材料对芯线表面进行有机化处理，所述有机材料选自三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种。
进一步的，所述漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层；
以重量百分比计：
所述底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、酚醛树脂35-50％、导热填料4-6％、三羟甲基丙烷1-3％和新戊二醇20-30％，余量为助剂；
所述中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、聚酯树脂40-50％、纤维填料8-12％、苯乙烯10-15％、硅烷偶联剂5-8％和聚氨酯丙烯酸酯4-5％，余量为助剂；
所述外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂40-50％、苯代三聚氰胺10-20％、硅油0.3-0.6％、酚醛树脂10-20％、阻燃剂2-4％、聚二甲基硅氧烷4-6％和丁二酸二甲酯30-40％，余量为助剂。
一种漆包线的生产工艺，其该生产工艺用于制备上述的漆包线，该生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线；
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到所述的漆包线。
进一步的，在所述步骤(1)中，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
所述内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，所述环形凸块的最大直径小于所述铜管的内径；所述外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；
所述内辊轮伸入所述铜管后，所述内辊轮的环形凸块抵于所述铜管的内壁，所述外辊轮抵于所述铜管的外壁，所述内辊轮和所述外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
进一步的，在所述步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至65-70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，所述挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6-0.7倍；
b.将第一圆线加热至80-100℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.4-0.8倍，且第二圆线直径是目标扁线厚度的3-4倍；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至300-350℃，保温1-2h，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至400-450℃，保温20-30min，然后浸水冷却；
f.得到目标扁线。
进一步的，在完成所述步骤(3)之后，在所述目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应5-10min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.2-0.7μm；
所述有机膜层的材料选自三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种。
进一步的，在所述步骤(4)中，在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，所述旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，所述带底漆目标扁线经过第二容器的路线与所述中漆的转动方向一致，且所述带底漆目标扁线的移动速度与所述中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到所述漆包线成品。
一种变压器，所述变压器包括绕组，所述绕组由上述的漆包线制成。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的漆包线通过在铜层内壁设置环槽和在铝芯的外壁设置插入环槽的凸起能有效防止铜层和铝芯错位，提高两者的结合牢固程度，在很大程度上提高了漆包线温差大环境中的稳定性，有效提高该漆包线制成的绕组工作稳定性。该漆包线为扁线，应用于变压器、电感、电动机等电工产品，达到对电工产品轻量化、低功耗、高性能的要求。
本发明的生产工艺中，通过在内壁设有环槽的铜管中灌注铝液实现漆包线铜层和铝芯的结合，工艺步骤简单可靠。
附图说明
图1是本发明一个实施例的漆包线的径向截面图；
图2是图1所示漆包线的轴向截面图；
图3是步骤(1)中环槽成型的示意图；
其中：漆包线10、漆层11、底漆层11a、中漆层11b、外漆层11c、芯线12、铜层12a、铝芯12b、凸起12c、内辊轮20、环形凸块21、外辊轮30。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1至图2，描述本发明实施例的漆包线。
本实施例的一种漆包线10，包括芯线12和漆层11，漆层11包裹于芯线12外；芯线12为扁线，芯线12包括铜层12a和铝芯12b，铜层12a包裹于铝芯12b外；铜层12a的内壁设有轴向排列的多个环槽，铝芯12b的外壁有伸入环槽的凸起12c；环槽的深度为芯线12厚度的0.2-0.3倍。
本实施例漆包线通过在铜层内壁设置环槽和在铝芯的外壁设置插入环槽的凸起能有效防止铜层和铝芯错位，提高两者的结合牢固程度，在很大程度上提高了漆包线温差大环境中的稳定性，有效提高该漆包线制成的绕组工作稳定性。通过限定环槽的深度为芯线厚度的0.2-0.3倍，能在防止铜铝错位的基础上，漆包线仍具有较好的电学性能。
同时，本实施例的漆包线为扁线，应用于变压器、电感、电动机等电工产品，达到对电工产品轻量化、低功耗、高性能的要求。
优选的，环槽沿芯线轴向的截面为方形截面或梯形截面；梯形截面的大端靠近漆层。相对于弧形环槽和截面为三角形的环槽，该方形截面或梯形截面的环槽能承受较大的应力，有更好的限位效果。
为了提高漆层在芯线表面附着的牢固程度，芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以有机材料对芯线表面进行有机化处理，有机材料选自三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种。由于芯线是金属材料，而漆层是有机材料，两者的结合牢固程度较差，漆层容易被剥离，尤其是当漆包线经过多次弯折后，漆层很容易出现鼓包，本发明通过以等离子气相沉积的方式对芯层表面进行有机化处理，能明显提高漆层在芯线表面的结合牢固程度。而三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂与大多数漆层的主要材料相同或结构类似，使得经有机化处理的芯层表面与漆层有更大的结合强度。
优选的，漆层11包括由内而外依次设置的底漆层11a、中漆层11b和外漆层11c；
以质量百分比计：
底漆层11a的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、酚醛树脂35-50％、导热填料4-6％、三羟甲基丙烷1-3％和新戊二醇20-30％，余量为助剂；
中漆层11b的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、聚酯树脂40-50％、纤维填料8-12％、苯乙烯10-15％、硅烷偶联剂5-8％和聚氨酯丙烯酸酯4-5％，余量为助剂；
外漆层11c的原料包括聚酰亚胺树脂40-50％、苯代三聚氰胺10-20％、硅油0.3-0.6％、酚醛树脂10-20％、阻燃剂2-4％、聚二甲基硅氧烷4-6％和丁二酸二甲酯30-40％，余量为助剂。
底漆层11a以三聚氰胺多元醇和酚醛树脂为主要材料，具有优秀的绝缘效果，通过添加导热填料，达到很好的散热效果，具体的，导热填料为氮化硼或氧化铝。中漆层11b的原料中包含了纤维填料，纤维填料能有效增强中漆层的机械强度，且基于纤维的柔韧性，还能提高漆层的柔韧程度且不会使漆层发硬，具体的，纤维填料为橡胶纤维，橡胶纤维的直径小于100μm。优选的，纤维填料的长度为0.5-4mm。外漆层11c的阻燃剂为有机磷系阻燃剂。
更进一步说明，漆层的厚度为0.3-1mm，其中，中漆层11b的厚度最大。
可以理解的，底漆层11a、中漆层11b和外漆层11c原料中的助剂为常规助剂，如催化剂、消泡剂等。
相应的，本发明还提供一种漆包线的生产工艺，该生产工艺用于制备上述的漆包线，该生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线；
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
上述的漆包线生产工艺步骤简单难度第，易于控制。具体的，将滤液灌入一端封闭的铜管即可获得铜包铝棒，且能实现铜层与铝芯的紧密配合，工艺简单可靠性高；另外，在灌入铝液前加热铜管，有利于保持铜棒整体性质均匀。需要说明的是，铜管的内径不小于5cm，壁厚不小于0.5cm，以便于进行环槽加工。
具体的，将实心铜棒以挤压成型方式制备铜管，或者将铜板以主料为铜的焊料焊接成为铜管，并且在焊接完成后对铜管进行热处理使整体性质一致。
优选的，采用耐火材料封闭铜管的一端，在铝液灌注结束并将至一定温度后取下耐火材料。
更进一步说明，如图3所示，在步骤(1)中，以内辊轮20和外辊轮30相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
内辊轮20的表面设有轴向排列的环形凸块21，环形凸块21的最大直径小于铜管的内径；外辊轮30呈圆柱体状且表面光滑；
内辊轮20伸入铜管后，内辊轮20的环形凸块21抵于铜管的内壁，外辊轮30抵于铜管的外壁，内辊轮20和外辊轮30相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
由此，在内辊轮20的两端以气缸或油缸施以压力，保证内辊轮20和外辊轮30能够对铜管有足够的挤压强度，实现环槽的加工。为了更容易在铜管内壁压制成型环槽，外辊轮内设有加热装置，外辊轮的外壁温度不低于80℃，而且在加工之前对铜管进行加热，铜管温度达到60℃以上。
具体的，环形凸块的横截面为矩形或者为具有一条直角边的梯形，矩形截面的环形凸块能在铜管内壁加工出截面为方形的环槽，当环形凸块的截面带直边的梯形时，在达到加工深度时，通过移动铜管的位置实现槽底宽度的增加，从而获得截面为梯形的环槽。
更进一步说明，在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至65-70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6-0.7倍；
b.将第一圆线加热至80-100℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.4-0.8倍，且第二圆线直径是目标扁线厚度的3-4倍；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至300-350℃，保温1-2h，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至400-450℃，保温20-30min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
圆线经过多次挤压制成扁线，使扁线内部结构均一，各层次结构的厚度及性能均一，扁线经过两次热处理，能有效提高扁线的强度和柔韧性能。
为了漆层能牢固附着于芯层表面，在完成步骤(3)之后，在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应5-10min；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层。
以气相沉积镀膜方式在扁线表面设置有机膜层，使扁线表面有机化，能在很大程度上提高漆层和芯线的结合强度。
更进一步说明，在步骤(4)中，在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
该浸漆方法中，使底漆和中漆初步烘干，能防止在浸下一漆层时在先漆层被溶解。由于中漆中含有限位填料，使第二中漆中的漆液转动有利于使纤维填料的方向保持一致，且带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，这就能保证中漆层内的纤维填料的纤维走向一致，既能达到提高漆层机械强度的效果，还能保证漆层的柔韧性。
相应的，本发明还提供一种变压器，变压器包括绕组，绕组由上述的漆包线制成。
以下通过实施例进一步阐述本发明。
实施例1漆包线及其生产工艺、变压器
本实施例的漆包线由芯线和漆层组成，漆层包裹于芯线外。芯线为扁线，芯线包括铜层和铝芯，铜层包裹于铝芯外。芯线横截面的宽度和长度为2mm和10mm，环槽的深度为0.6mm。芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以苯代三聚氰胺对芯线表面进行有机化处理。
漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层。
以质量百分比计：
底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20％、酚醛树脂50％、导热填料6％、三羟甲基丙烷1％和新戊二醇20％和助剂3％；
中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇30％、聚酯树脂40％、纤维填料10％、苯乙烯10％、硅烷偶联剂5％和聚氨酯丙烯酸酯4％和助剂1％；
外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂40％、苯代三聚氰胺20％、硅油0.3％、酚醛树脂17％、阻燃剂2％、聚二甲基硅氧烷4％和丁二酸二甲酯15％和助剂1.7％。
本实施例的漆包线的生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽。具体的，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，环形凸块的最大直径小于铜管的内径；外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；内辊轮伸入铜管后，内辊轮的环形凸块抵于铜管的内壁，外辊轮抵于铜管的外壁，内辊轮和外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线。具体的：
在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至65℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6倍；
b.将第一圆线加热至100℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.8倍，第二圆线直径8mm；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至300℃，保温2h，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至400℃，保温30min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应5min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.2μm；
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
具体的：在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
本实施例的变压器包括由上述的漆包线制成的绕组。
实施例2漆包线及其生产工艺、变压器
本实施例的漆包线由芯线和漆层组成，漆层包裹于芯线外。芯线为扁线，芯线包括铜层和铝芯，铜层包裹于铝芯外。芯线横截面的宽度和长度为2mm和8mm，环槽的深度为0.4mm。芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以三聚氰胺多元醇对芯线表面进行有机化处理。
漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层。
以质量百分比计：
底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇25％、酚醛树脂35％、导热填料5％、三羟甲基丙烷2％和新戊二醇30％和助剂3％；
中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇25％、聚酯树脂43％、纤维填料8％、苯乙烯12％、硅烷偶联剂7％和聚氨酯丙烯酸酯4％和助剂1％；
外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂42％、苯代三聚氰胺18％、硅油0.5％、酚醛树脂16％、阻燃剂3％、聚二甲基硅氧烷5％和丁二酸二甲酯14％和助剂1.5％。
本实施例的漆包线的生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽。具体的，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，环形凸块的最大直径小于铜管的内径；外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；内辊轮伸入铜管后，内辊轮的环形凸块抵于铜管的内壁，外辊轮抵于铜管的外壁，内辊轮和外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线。具体的：
在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.7倍；
b.将第一圆线加热至90℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.6倍，第二圆线直径6mm；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至350℃，保温1h，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至420℃，保温250min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应8min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.6μm；
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
具体的：在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
本实施例的变压器包括由上述的漆包线制成的绕组。
实施例3漆包线及其生产工艺、变压器
本实施例的漆包线由芯线和漆层组成，漆层包裹于芯线外。芯线为扁线，芯线包括铜层和铝芯，铜层包裹于铝芯外。芯线横截面的宽度和长度为5mm和20mm，环槽的深度为1mm。芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以聚酰亚胺树脂和酚醛树脂对芯线表面进行有机化处理。
漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层。
以质量百分比计：
底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇25％、酚醛树脂45％、导热填料5％、三羟甲基丙烷3％和新戊二醇20％和助剂2％；
中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20％、聚酯树脂49％、纤维填料8％、苯乙烯10％、硅烷偶联剂8％和聚氨酯丙烯酸酯4％和助剂1％；
外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂45％、苯代三聚氰胺17％、硅油0.5％、酚醛树脂15％、阻燃剂4％、聚二甲基硅氧烷5％和丁二酸二甲酯12％和助剂1.5％。
本实施例的漆包线的生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽。具体的，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，环形凸块的最大直径小于铜管的内径；外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；内辊轮伸入铜管后，内辊轮的环形凸块抵于铜管的内壁，外辊轮抵于铜管的外壁，内辊轮和外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线。具体的：
在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6倍；
b.将第一圆线加热至95℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.5倍，第二圆线直径20mm；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至320℃，保温80min，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至430℃，保温20min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应6min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.4μm。
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
具体的：在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
本实施例的变压器包括由上述的漆包线制成的绕组。
实施例4漆包线及其生产工艺、变压器
本实施例的漆包线由芯线和漆层组成，漆层包裹于芯线外。芯线为扁线，芯线包括铜层和铝芯，铜层包裹于铝芯外。芯线横截面的宽度和长度为5mm和30mm，环槽的深度为1.5mm。芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂对芯线表面进行有机化处理。
漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层。
以质量百分比计：
底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇22％、酚醛树脂37％、导热填料4％、三羟甲基丙烷3％和新戊二醇30％和助剂4％；
中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20％、聚酯树脂50％、纤维填料9％、苯乙烯10％、硅烷偶联剂5％和聚氨酯丙烯酸酯5％和助剂1％；
外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂48％、苯代三聚氰胺16％、硅油0.6％、酚醛树脂10％、阻燃剂4％、聚二甲基硅氧烷6％和丁二酸二甲酯14％和助剂1.4％。
本实施例的漆包线的生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽。具体的，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，环形凸块的最大直径小于铜管的内径；外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；内辊轮伸入铜管后，内辊轮的环形凸块抵于铜管的内壁，外辊轮抵于铜管的外壁，内辊轮和外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线。具体的：
在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至65℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6倍；
b.将第一圆线加热至80℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.4倍，第二圆线直径20mm；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至320℃，保温90min，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至450℃，保温20min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应10min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.7μm。
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
具体的：在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
本实施例的变压器包括由上述的漆包线制成的绕组。
实施例5漆包线及其生产工艺、变压器
本实施例的漆包线由芯线和漆层组成，漆层包裹于芯线外。芯线为扁线，芯线包括铜层和铝芯，铜层包裹于铝芯外。芯线横截面的宽度和长度为4mm和18mm，环槽的深度为0.8mm。芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以三聚氰胺、苯代三聚氰胺对芯线表面进行有机化处理。
漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层。
以质量百分比计：
底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇28％、酚醛树脂40％、导热填料5％、三羟甲基丙烷2％和新戊二醇23％和助剂2％；
中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20％、聚酯树脂42％、纤维填料11％、苯乙烯15％、硅烷偶联剂6％和聚氨酯丙烯酸酯5％和助剂1％；
外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂50％、苯代三聚氰胺10％、硅油0.4％、酚醛树脂20％、阻燃剂4％、聚二甲基硅氧烷4％和丁二酸二甲酯10％和助剂1.6％。
本实施例的漆包线的生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽。具体的，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，环形凸块的最大直径小于铜管的内径；外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；内辊轮伸入铜管后，内辊轮的环形凸块抵于铜管的内壁，外辊轮抵于铜管的外壁，内辊轮和外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线。具体的：
在步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.7倍；
b.将第一圆线加热至85℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.7倍，第二圆线直径12mm；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至340℃，保温90min，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至420℃，保温30min，然后浸水冷却。
f.得到目标扁线。
在目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应8min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.6μm。
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到的漆包线。
具体的：在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，带底漆目标扁线经过第二容器的路线与中漆的转动方向一致，且带底漆目标扁线的移动速度与中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到漆包线成品。
本实施例的变压器包括由上述的漆包线制成的绕组。
对实施例1-5的漆包线进行漆膜剥离强度、漆膜柔韧性、漆膜阻燃性能、漆热膨胀系数测试，测试结果如下：
Figure BDA0003652427560000231
有上表可知，本发明实施例1-5的漆包线的漆层在芯线的附着能力强，且漆层的柔韧性很好，使得漆包线在多个弯折后仍然具有很好的整体结构；而且该漆包线的热膨胀系数较小，且铜层和铝芯不会发生相对移动，漆包线的稳定性很好。基于实施例1-5的漆包线温差变形小，采用该漆包线的变压器的可靠性更高。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种漆包线，其特征在于，包括芯线和漆层，所述漆层包裹于所述芯线外；
所述芯线为扁线，所述芯线包括铜层和铝芯，所述铜层包裹于铝芯外；
所述铜层的内壁设有轴向排列的多个环槽，所述铝芯的外壁有伸入环槽的凸起；
所述环槽的深度为所述芯线厚度的0.2-0.3倍。
2.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，所述环槽沿所述芯线轴向的截面为方形截面或梯形截面；
所述梯形截面的大端靠近所述漆层。
3.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，所述芯线的外表面采用气相沉积镀膜方式以有机材料对芯线表面进行有机化处理，所述有机材料选自三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于，所述漆层包括由内而外依次设置的底漆层、中漆层和外漆层；
以质量百分比计：
所述底漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、酚醛树脂35-50％、导热填料4-6％、三羟甲基丙烷1-3％和新戊二醇20-30％，余量为助剂；
所述中漆层的原料包括三聚氰胺多元醇20-30％、聚酯树脂40-50％、纤维填料8-12％、苯乙烯10-15％、硅烷偶联剂5-8％和聚氨酯丙烯酸酯4-5％，余量为助剂；
所述外漆层的原料包括聚酰亚胺树脂40-50％、苯代三聚氰胺10-20％、硅油0.3-0.6％、酚醛树脂10-20％、阻燃剂2-4％、聚二甲基硅氧烷4-6％和丁二酸二甲酯30-40％，余量为助剂。
5.一种漆包线的生产工艺，其特征在于，该生产工艺用于制备上述权利要求1-4任一项所述的漆包线，该生产工艺包括以下步骤：
(1)制备铜管，在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
(2)加热铜管，将铜管一端封闭，将熔融的铝液自另一端灌入铜管，冷却后得到铜包铝棒材；
(3)将铜包铝棒材挤压成型为圆线，然后将圆线压制为扁线，并对扁线进行软化和强化得到目标扁线；
(4)在目标扁线表面浸漆形成漆膜，烘干后即得到所述的漆包线。
6.根据权利要求5所述的漆包线的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(1)中，以内辊轮和外辊轮相挤压的方式在铜管内壁压制形成轴向排列的多个环槽；
所述内辊轮的表面设有轴向排列的环形凸块，所述环形凸块的最大直径小于所述铜管的内径；所述外辊轮呈圆柱体状且表面光滑；
所述内辊轮伸入所述铜管后，所述内辊轮的环形凸块抵于所述铜管的内壁，所述外辊轮抵于所述铜管的外壁，所述内辊轮和所述外辊轮相对转动，对两者之间的铜管进行挤压，在铜管的内壁形成环槽。
7.根据权利要求5所述的漆包线的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(3)分为以下子步骤：
a.将铜包铝棒材加热至65-70℃，使铜包铝棒材经过挤压机进行第一次挤压得到第一圆线，挤压机模具的出口为圆形，所述挤压机模具出口的直径是铜包铝棒材直径的0.6-0.7倍；
b.将第一圆线加热至80-100℃后再次经过挤压机进行第二次挤压得到第二圆线，二次挤压模具的出口为圆形，其直径是第一圆线直径的0.4-0.8倍，且第二圆线直径是目标扁线厚度的3-4倍；
c.将第二圆线经过挤压机进行第三次挤压得到第一扁线，第一扁线的宽度尺寸和高度尺寸均大于目标扁线尺寸8％；
d.将第一扁线加热至300-350℃，保温1-2h，然后以风机冷却至室温；
e.将第一扁线加热至400-450℃，保温20-30min，然后浸水冷却；
f.得到目标扁线。
8.根据权利要求6所述的漆包线的生产工艺，其特征在于，在完成所述步骤(3)之后，在所述目标扁线表面以气相沉积镀膜方式设置有机膜层，步骤如下：
以去离子水对目标扁线表面进行清洗；
将目标扁线放入真空镀膜腔体内，向真空镀膜腔体中通入等离子活化气体，反应5-10min，等离子活化气体为氧气；
然后向真空镀膜腔体中通入汽化的有机材料，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在目标扁线表面沉积形成有机膜层，有机膜层的厚度为0.2-0.7μm；
所述有机膜层的材料选自三聚氰胺、苯代三聚氰胺、三聚氰胺多元醇、聚酰亚胺树脂和酚醛树脂中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的漆包线的生产工艺，其特征在于，在所述步骤(4)中，在目标扁线表面浸漆形成漆膜的方法为：
目标扁线经过盛有底漆的第一容器，并浸入底漆，之后进行第一次初步烘干；
将初步烘干的带底漆目标扁线经过盛有中漆的第二容器，并浸入中漆，之后进行第二次初步烘干，第二容器的中央设有旋转装置，所述旋转装置用于使第二容器内的中漆以固定方向转动，所述带底漆目标扁线经过第二容器的路线与所述中漆的转动方向一致，且所述带底漆目标扁线的移动速度与所述中漆的转动速度一致；
然后，带有中漆的目标扁线经过盛有面漆的第三容器，且浸入面漆，目标扁线经过第三容器后，穿过涂漆模具；
之后，完全烘干得到所述漆包线成品。
10.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括绕组，所述绕组由权利要求1-4任一项所述的漆包线制成。
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