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用于制造电工线圈的铝合金导线连续涂漆的方法.pdf

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  • 文档编号:215830
  • 上传时间:2018-02-03
  • 格式:PDF
  • 页数:8
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN89104551.1

    申请日:

    1989.07.05

    公开号:

    CN1039677A

    公开日:

    1990.02.14

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    |||公开

    IPC分类号:

    H01B13/16; C25D11/08; B05D3/10; B05D3/14

    主分类号:

    H01B13/16; C25D11/08; B05D3/10; B05D3/14

    申请人:

    皮奇尼铅公司

    发明人:

    加布里埃尔·科隆比埃; 雅克·勒菲布维尔; 贝尔纳·洛诺

    地址:

    法国巴黎

    优先权:

    1988.07.06 FR 8809613

    专利代理机构:

    中国国际贸易促进委员会专利代理部

    代理人:

    隗永良

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    内容摘要

    本发明是涉及一种在粗粒状态的铝合金线的连续涂漆方法。该方法包括在涂漆前在有表面活性剂的、给定电导的溶液中用磷酸阳极氧化方法处理铝合金线表面。该方法用于制造电工线圈,例如尤其是电机和变压器的线圈绕组。

    权利要求书

    1: 一种用于制造电工线圈的铝合金导线的连续涂漆方法,其特征在于使所述导线以移动方式连续地通过一个内含磷酸和表面活性剂的水溶液的交流阳极氧化槽,然后再通过一台涂漆装置,其中磷酸含量足以使所述溶液的电导维持在0·02-0·1西门子之间,溶液的温度为50-80℃,具有除垢和乳化作用的、且不产生泡沫的表面活性剂的含量为0·5~30g/l,铝合金导线通过溶液的时间在15秒以下。
    2: 根据权利要求1的方法,其特征在于所述阳极氧化电流通过液体电流馈电系统输入所述铝合金线。
    3: 根据权利要求1的方法,其特征在于所述阳极氧化电流密度为2~20A/dm 2 (安培/分米 2 )。
    4: 根据权利要求1的方法,其特征在于所述表面活性剂是由属于二醇和聚乙二醇中的至少一种物质和属于有机多氟化衍生物、聚乙氧基脂肪醇,取代酚和烷基磺酸盐中的至少一种物质构成的。
    5: 根据权利要求1的方法,其特征在于所述瓷漆属于聚氨酯、聚酯、聚酯酰亚胺、乙烯类聚合物、聚酰胺和聚乙烯醇缩甲醛树脂这一类。
    6: 根据权利要求1的方法,其特征在于所述瓷漆厚度小于50μm。

    说明书


    本发明是关于一种用于制造电工线圈的铝合金导线在粗拉状态下连续涂漆的方法。

        象铜一样,铝也是一种良好的导电体,由于比重较小,在制造电器设备时,具有明显节省原料的优点,尤其是当这些电器设备用于运输业时,可大大减轻重量。正是由于这种原因,特别是在绝缘电缆和导线中,已开始以一定规模用铝来代替铜。

        然而,我们知道,就用作铝合金漆包线而言,目前尚未进行引人注目的开发工作。

        对于绝缘金属导线,在大多数情况下,只是简单地在其外部包复绝缘的塑料套管。套管通过挤出产生,未经粘接地包复在金属裸线上,这样,例如在为了连接导线而需剥离线端时,使得套管容易脱除。相反,对于漆包线来说,瓷漆或清漆必须以漆膜形式提供绝缘作用,为了使线圈占有的空间量降低到最低限,漆膜的厚度必须比上述绝缘套管薄得多,而且,漆膜必须牢固地粘着在金属芯线上,以便适用于连续变形,例如当导线缠绕成线圈时,不存在瓷漆或清漆剥落的危险。

        如今,虽然对于铜来说,涉及涂漆的问题已经以相当满意的方式得到解决,而对于铝来说,这种情况是不同的。事实上,通常铝的表面覆盖着一层很薄的天然氧化物,当金属铝处于粗拉状态时,该薄层上浸渍着润滑油,这些杂质降低了金属铝与清漆的粘着力。

        本专利申请人注意到了上述事实并寻求扩大铝的应用范围,曾寻找克服上述缺点地方法。

        为此目的,申请人从其过去的工作中,尤其是其在美国专利№4196060中所描述的阳极氧化方法中吸取了经验。事实上,申请人惊奇地注意到,这样一种方法不但在铝导线表面起到形成氧化层的作用,这种氧化物层的接触电阻既低又稳定,而且还具有可赋于电工用途的瓷漆膜或清漆膜以牢固粘着力的性能。

        因此,本发明包括一种对用于制造电工线圈的铝合金导线进行连续涂漆的方法,其特征在于使铝合金导线以移动方式连续地穿过一个交流阳极氧化槽,然后再通过涂漆装置,所述阳极氧化槽装有含足够量磷酸的水溶液,以保持所述溶液的电导为0.02~0.1西门子,溶液温度为50-80℃,该溶液还含有0.5~30克/升具有除垢和乳化作用不产生泡沫的表面活性剂,铝合金导线通过溶液的时间为15秒以下。

        该方法的基本特征如下:

        一方面,阳极氧化是在电导相当稳定的磷酸槽中进行的,以便形成适合瓷漆粘着的氧化物层。这种稳定性通过不断地测量电导值并在必要时加入磷酸而达到,以及

        另一方面,使用一种可起到除垢和乳化作用的表面活性剂。

        这种表面活性剂可从含表面活性物质和除垢物质的酸混合物中选取。可使用的表面活性物质可以是或不是离子型的、阴离子型和/或两性的;其中可提到的包括含4~20个碳原子的全氟化直链或支链的有机多氟衍生物,聚乙氧基脂肪醇,取代酚和烷基链含有例如8~9个碳原子的烷基磺酸盐。作为除垢物质,可使用二醇和聚乙二醇。所使用的表面活性剂必须是为其加入介质中时能大大降低该介质的表面张力,又不产生泡沫,并必须使复盖住待处理导线的润滑剂残留物能进入悬浮液液。例如,当从30克/升的比例加入该表面活性剂时,使含100(克/升)H3PO4的磷酸水溶液于70℃时的表面张力降低到将近30 10-7N·m是理想的。

        该表面活性剂中所含有的表面活性物质的量可以很小,例如对于上述氟化衍生物来说可小于3%(重量),对于乙氧基脂肪醇为5~10%(重量),而对于取代酚或烷基磺酸盐为百分之几(重量)。聚乙二醇或二醇的含量为百分之几,例如2-5%。表面活性剂的用量一般为0.5~30(克/升)最佳量则需根据该表面活性剂的组成来确定。

        如果阳极氧化电解液的基本组分的浓度大小和种类以及表面活性剂的含量都取本发明所需要的方式,那么其它阳极氧化条件就并不严格,条件是它们能快速处理(无论如何持续时间不超过5秒钟)。例如,电压通常取决于电解槽的特性、装置的形式,移动速度以及该方法中最重要的电工参数电流密度。

        对于非强制循环的电解槽来说,电流密度在2~20A/dm2(安培/分米2)之间,最好在6~12A/dm2之间,如果采用强制循环,可大大提高电流密度。电压一般在4~45V(伏特)之间。对温度也不作严格要求,主要取决于该装置所使用材料的性质和所使用表面活性剂的特性。浸入式电极最好由对该电解槽惰性的材料构成,例如石墨。

        如上所述,导线的处理时间很短,通常为3~10秒。这使得让导线穿过电解槽进行连续处理成为可能,例如使用一个称之为“液体电流馈电方法”的已知规程,以高达100m/分的速度穿过5m长的电解槽。

        根据本发明的该方法可直接使用由拉丝工序加工出的金属导线,该导线表面或多或少覆盖着一层与其它杂质一起使用的润滑剂连续膜。

        该方法可直接纳入为加工铜线而设计的涂漆生产线中,因为这只须将阳极氧化槽置于退绕粗拉导线装置和为赋于所述导线以适宜机械特性的二次加热炉之间即可。法国专利№.1,403,541中描述了许多根导线的同时通过而设计的这种涂漆生产线的例子。

        所使用的清漆或瓷漆可以为通常用于铜线的任何一种,具体地讲它们属于由聚氨酯类、聚酯类、聚酯酰亚胺类、乙烯类聚合物、聚酰胺类和聚乙烯醇缩甲醛树脂所形成的物质。这些清漆通常以厚度小于50μm的膜的形式逐层沉积。这种导线易于在一种适宜的溶剂中使清漆局部溶解后相连接起来。经阳极处理的金属相对于时间处于稳定的低接触电阻而言,它仍保持着这些性能,这一点是令人欣慰的。

        根据本发明的涂漆铝导线由于瓷漆和铝之间的牢固的粘着力而具有引人注目的绝缘特性。

        通过严格的应用试验,例如围绕铝线自身直径进行缠绕,或包括对其施加拉力直至断裂的试验都未发现瓷漆有任何破裂、脱层或剥落。此外,涂覆的清漆与铝线表面的极强的粘着力还改善了涂层对液体溶剂和油类(电机和变压器的线圈绕组通常浸泡在其中)的化学惰性。可参照如下本发明的使用实施例对本发明进行详细说明。

        1.将聚酯酰酰亚胺清漆(H类,2级)涂覆在直径1.7mm的1370-50(铝协会标准)铝合金线上:

        ·表面未经处理,发现漆包铝线缠绕在其本身直径上后有许多处漆膜剥落。

        ·处理之后,在同样的试验过程中未发现有漆膜破裂现象。

        2.将聚乙烯醇缩甲醛树脂清漆(E类,2级)涂覆在直径1.7mm的1370-50铝合金线上:

        ·未进行表面处理,当拉伸至断裂后,将漆包铝线维绕在本身直径上时,发现清漆膜全部脱层。

        ·按照本发明的方法处理后,在同样的条件下,该铝线未发生任何破裂。

        3.将1370-50(φ0.5~5mm)和1340-50(φ0.1~0.5mm)铝合金线在一台包括一个2.5m长槽的工业装置上涂漆,直径3mm的合金线以12m/分的速度通过所述槽,而直径1mm的合金线以高达40m/分的速度通过。处理之后,经水洗,进入干燥炉,然后再进入传统的多通道涂漆机,在该机中,合金线表面接受清漆、聚乙烯醇缩甲醛树脂型或聚酯酰亚胺电绝缘剂的不同涂覆层,涂层在每次通过中聚合。

        以该方法生产的漆包铝线成功地经受了为漆包铜线而制定的标准试验,例如突然拉伸,围铁芯缠绕、电压击穿、热塑性和热冲击等试验。

        尤其是关于使漆包线剥落的扭转试验,沿着漆包线相距50厘米的两个母点的对称轴使其扭转,发现:

        -未经处理的漆包线,扭转50转后漆膜脱层。

        -按照本发明方法处理的漆包线,在扭转超过100转后未有漆膜脱层,而这样的转数通常已使铝线的表面膜破裂。

        漆包铝线的这些性能指标比得上漆铜包线,因此,不需大量投资,便可望在电机、变压器及其它电工线圈领域中用铝线代替铜线作漆包线,从节能的角度讲,这一应用也完全适于当务之急。

    关 键  词:
    用于 制造 电工 线圈 铝合金 导线 连续 涂漆 方法
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