自粘性漆包线

更新时间:2022-06-25

自粘性漆包线作为一种特种漆包线,由即在于其特殊的加工性能使得线圈的制造简便易行。绕制的线圈经加热或溶剂处理后即可粘合成型,因而倍受青睐,广泛地应用于各种形状复杂或无骨架电磁线圈的制造。自粘性漆包线的应用,同时也带来了显著的社会和经济效益,能简化线圈成型工艺、提高工效、节约能源、改善环境污染,有利于工业化生产。

基本信息

中文名自粘性漆包线
外文名cement wire
类别特种漆包线
功能简化线圈成型工艺、提高工效、节约能源、改善环境污染,有利于工业化生产

正文

早期电视机和一些微特电机中使用的形状复杂的无骨架线圈,如果使用一般的漆包线来制造是十分困难的。这类电枢线圈制造工艺比较奇特,先要将单个绕组加工成型,然后把各个成型绕组组成电枢绕组。单个绕组成型,以前是在漆包线外表面涂胶粘剂固定在模具上,再经烘焙成型的方法,但此法很费时,效率低,而耐热型复合涂层自粘性漆包线,能很好满足这类电机绕组成型工艺,获得十分良好的经济效果,广泛应用于空心杯电机、自粘线圈、微电机电子变压器、传感器、电子元件等电子产品的关键部件,并从小型电器电枢向普通电机电枢和变压器电枢方面推广。

自粘性漆包线的结构

自粘性漆包线儿乎均采用复合层结构,即在一般漆包线(基线)外,涂覆自粘性漆(自粘层)。目前国外对复合层漆包线相当重视,品种多、性能好。由于复合层漆包线是由两层(或三层)不同材料的漆涂制而成,因此与同一材料的单一涂层漆包线相比,复合线兼具了两种不同材料的各自性能,克服了由同一材料带来的性能上的不足。复合层自粘性漆包线结构中,基线是整线的主绝缘部分,从一定意义上来说(复合效应除外),它保证了自粘性漆包线的绝缘性能;自粘层则主要是为了满足线圈成型工艺的需要,起粘合作用并对基线有保护和增强的作用(复合效应对漆包线综合性能的影响。

自粘性漆基材料的种类

缩醛类树脂:早期的自粘性漆基组分采用聚乙烯醇缩丁醛(简称PVB)树脂和聚乙烯醇缩甲醛树脂。PVF树脂最广泛应用的领域就是电磁线电气绝缘。它既可作为基线绝缘(高强度缩醛漆包线、耐冷媒漆包线等),又可用于复合线的自粘层。用酚醛改性PVF涂覆在聚酷漆包线上具有自粘性。PVB树脂作为自粘层可覆盖大多数普通漆包线。直焊性聚氨醋漆包线,外覆PVB树脂使之同时具有自粘性和直焊性。这种热塑性的自粘线主要用于小型的无骨架线圈上,是一种传统的定型产品。值得注意的是:同一种PVB自粘性漆涂覆于不同的聚氨酷基线,其直焊性是不同的。由于聚氨醋漆膜中-NOO基团含量的不同(树脂组分不同)以及复涂工艺的影响,使得这种自粘线的直焊性有可能丧失。当添加合适的促进剂后,漆包线的自粘直焊性能显著提高。为了提高自粘性漆包线的机械强度,改善其综合性能,国外还有聚氨酷/尼龙/缩丁醛体系的自粘线,即在基线和。自粘层中间加尼龙涂层。热塑性的缩醛类树脂复合的漆包线一般耐温等级低(A~E级),但缩醛树脂分子中-OH基团的存在,能使缩醛不仅自己交联且与一些热固性树脂(酚醛、异氰酸醋等)进行交联固化,由此来提高其使用温度。自粘线的自粘层就是采用异氰酸酷改性PVB树脂(另含有酚醛、可粘性聚醋树脂),根据需要通过可控固化步骤,有选择地使其保持在热塑性状态或变成热固性状态。这种自粘线粘合后,在15少C下仍保持良好的粘合强度,广泛用于分马力电机包括密封电机(耐冷媒)和普通电机的绕组线制造。

环氧类树脂:一般环氧树脂的耐热性要高于缩醛树脂。环氧类的自粘性漆稀释性较好,涂线工艺性较佳。相应的自粘线可在B级场合下使用。据专利介绍,用双酚A与环氧氯丙烷、二元狡酸反应制得的醋类环氧树脂和尼龙共聚物混合涂制的自粘线,较缩丁醛自粘线的性能要好,尤其是耐水湿性好。用胺改性的环氧自粘层(含交联剂),可在125℃时熔粘并能进一步固化成不熔的热固性状态。而不熔性的粘合与可熔性的粘合相比,前者的粘合后高温粘合强度更大。粘层可为热塑性的环氧树脂或可粘性的聚醋树脂。一般的自粘线经不起氟利昂介质的腐蚀,自粘层必须具有化学交联的体型结构。用双酚A型的环氧和三聚氰胺树脂等组成的自粘性漆,则具有良好的耐冷媒性能。相应的基线采用聚醋/酚胺亚胺或聚酷亚胺/酞胺亚胺的复合线,可用于耐冷媒和密封式压缩电机的绕组。

寨酞胺类树脂:酞胺类树脂与其他树脂相比,涂制的漆包线表面光洁并有润滑作用,摩擦系数小,便于高速绕线。用在醇溶性的聚酞胺共聚物(尼龙610和尼龙6尼龙66)中加一定量的聚氨醋弹性体和少量的热固性树脂(三聚氰胺等)自粘性漆涂覆的自粘线,经溶剂处理后加热粘合,在遇升温情况下仍具良好的粘合强度。电视机中的偏转线圈一般对其由热因子和吸湿引起的变形要求尽可能地小〔变形会引起偏转角的增大),并要求线圈至少在高温130℃下保持粘合。用醇溶性共聚尼龙添加热固性树脂很难做到这一点。因为醇溶性尼龙具有粘胶性,易使线与线架之间沽粘在一起且成型后的线圈热变形较严重;而热固性树脂其粘合温度一般很高(高温下粘合使得基线和酞胺树脂的性能受到不同程度的影响),对烘熔温度敏感固化程度不易掌握(漆包线的柔韧性和粘合强度的平衡)。有资料报道,用含有低熔点的尼龙12、非醇溶性、室温下不为醇所溶胀的尼龙共聚物(尼龙12和尼龙6)与另一组尼龙共聚物厂尼龙6、尼龙6或尼龙61。和尼龙12)反应制得的自粘性漆涂覆在聚醋亚胺基线上,可在160℃下粘合成型并在高温130℃下保持优异的粘合强度。此外,线的表面光滑、变形小、没有沽粘现象。酞胺类的自粘性漆也能满足F级绝缘的要求。

其他类树脂:除一般的基线外,对于F、H级的耐高温基线以及其他特殊用途的基线须配以相应的自粘层。这些耐高温自粘线的自粘材料一般采用酞胺亚胺和聚枫等耐高温的树脂。这类树脂的粘合温度很高,一般都在200℃以上。另外,密封电机中耐冷媒的自粘线其自粘层也用热固性树脂。漆包线的综合性能优异。Rae电磁线的H级自粘线基线为聚醋/酞胺亚胺复合线,自粘层为耐高温的可粘性聚醋。

国内外自粘性漆包线的现状

国外情况

欧美等国的自粘性漆包线无论是在品种发展上,还是在其应用程度上均比我国走在前面。40年代起开始自粘性漆包线的研制,当时仅仅是用于电视机中的偏转线圈,品种上基本是A、E级的缩醛类自粘线。随着人们认识的提高、自粘线的应用推广,近年来,国外的自粘性漆包线发展很快,品种齐全,能适应各种不同用途的需要。尤其是耐冷媒、耐高温的自粘性漆包线报道较多。自粘性漆包线的应用,国外目前己不仅仅局限于偏转线圈、制动器、继电器等电磁线圈的成型上,而是着眼整个自粘绝缘系统并在电机绝缘上得到了成功的应用。用热固性自粘线和经B阶段树脂处理过的绝缘材料(片材、带材等槽绝缘材料和涂层材料)组成全自粘绝缘结构。即在铁芯槽内涂自粘层,衬上自粘槽绝缘,嵌入自粘漆包线,然后加热固化,使铁芯一槽绝缘一绕组变成坚固一体。这种不浸渍的“固化技术”,可使电机制造的自动化程度提高,生产周期缩短,减少能耗,有利于环境保护。从经济上来看,虽然自粘性漆包线的价格要高于普通漆包线,但若考虑到溶剂、浸渍、贮存及场地等费用的开支,使用自粘性漆线包仍不失为低成本制造。

国内情况

我国从六十年代起开始研制自粘性漆包线,品种数量上不及国外多。长期以来,生产基本上以缩丁醛类自粘线为主(基线各有不同)。近年来,有关单位已研制成B级、F级的自粘线,自粘性材料已有缩丁醛、环氧和聚酞胺等三大类树脂得到了应用。更高耐热等级以及特殊用途(如耐冷媒等)的自粘性漆包线还是空白。随着家用电器的发展,目前市场上对自粘性漆包线的需求日趋增大,使B、F级自粘线不断得到推广应用。

耐热型复合涂层自粘性漆包线及使用特点

耐热型复合涂层自粘性漆包线及使用特点自粘性漆包线指的是用它绕制的线圈,可以通过烘培加热或通电加热,使外涂粘结层相互作用,冷却后线圈自行硬结成型的一种漆包线。经过多年发展,品种质量都有了很大的提高。和普通漆包线相比,它的主要特点是漆膜坚韧,拉断或卷绕时漆膜完整无损;能耐硫酸氢氧化钠等酸、碱浸泡;粘接力强。但是在日益重视环境保护的今天,这种漆包线的最大优点是节约能源、改善环境污染,并且提高产品质量。和传统电枢绕组相比,这种漆包线还有个显著特点是大大简化线圈绕组的制造工艺,在许多场合,省略了绑扎、浸渍、清理等繁杂的工序,设备、电能及劳动力等许多方面获得节约,有利于实现生产自动化、提高产品质量。这种漆包线绕制的线圈在120〜170℃范围内,经半小时烘培粘合成型;也可以通电发热,但由于线径粗细不一,施加电压、电流无法一致,可参照上述温度范围或测定在一定电压、电流下,成型线圈粘结力,以确定工艺参数。

从成型单个绕组的新老工艺比较,可以看到使用这种漆包线所收获的经济效益:一付用通电发热方法粘合绕组的模具与十五付烘培方法涂胶粘合绕组的模具生产效率之比达2:1。若考虑模具数量,那末,使用自粘性漆包线的效果更突出了。每天的节能效果也是极为明显的。

绕组断面分析

通过制作试验线圈断面的显微照相,可以观察到复合涂层自粘性漆包线线圈成型后,匝间牢固粘合在一起。由于复合涂层自粘性漆包线受热,其外涂成结层能很好熔融固化,匝间粘结层互相渗透互相作用,使导线外表面有较多的粘层包复,导线间没有明显的粘合界面存在,这也使导线间的粘合部位应力集中减少,从而增强了粘结强度。这种自粘性漆包线绕制的无骨架线包、固化后,形成坚硬完整的实体。从其剖面显微照相来看,当导线紧靠时,粘合状况极为良好。

自粘性漆包线制造的电机特点

电机特点

以耐热型复合涂层自粘性漆包线为绕组制造的一台电机,典型电气参数见表。数据表明,研制的电机,完全达到设计要求,实测电机性能也达到了国外同类产品水平。

这类线绕盘式电机,与其它微电机,特种电机相比,有其许多独特之处,例如:

(1)尺寸紧凑,轴向尺寸小,电枢无铁芯,转动惯量小,能频繁起动,控制响应好。

(2)这类电机电感小(由于无铁芯之缘故),换向性能好,炭刷寿命可达有铁芯电机的 2 倍以上,对于无刷电机,可降低控制元件成本。

(3)出力大,效率高。导体占空率高,可获得高的出力;采用无铁芯永磁结构后,电机无铁耗和激磁损耗,效率可为有铁芯电机的 1.2 倍。

(4)起动力矩大,机械特性硬,电机过载力大;

(5)成本低,重量轻。

电机考核

电机制造出来后,经权威单位型式试验检测,各项性能指标完全达到国家标准,而且,满载连续运行500小时无故障。将五台样机,分别安装在五辆电动自行车上,经各种道路(柏油路、水泥路、石子路、乡间小路及市内桥梁)和不同气候条件下行驶,续驶均在1500Km以上,电机运行正常,未出现任何故障,有的已续驶4000公里以上。此外,该电机在其他机械设备上试用后,也获得良好效果。

电枢考核

电枢是电机的心脏部分,电枢的可靠性,是电机可靠性的主要依赖所在。对电枢再作1000h/130℃的连续老化考验后,电枢完好无损,仍然完全满足电机的各项性能要求。电枢使用的耐热型复合涂层自粘性漆包线能够经受住所有考验,是电枢质量能经受住以上考验的主要关键。

电枢经130℃,1000h连续老化前后对地绝缘电阻值均远远超过国标要求(≥1MΏ)。此外,二次耐潮试验结束,分别经375V电压强度试验无击穿,绕组匝间无短路、断落。自粘性漆包线完全适合于盘式电机性能要求,而且又非常适合于这类电机绕组的制造工艺之特点,大大缩短了电枢制造周期。此外由于自粘性漆包线具有良好的粘结力,用在的杯型电枢电机和其它一些控制电机上,将为这些的电机制造工艺提供很大方便。

耐热型复合涂层自粘性漆包线,以烘培加热或通电加热方式,使自粘性层迅速粘合,冷却后牢固成型,以及它的一系列优异性能,使它非常适合于某些有特殊工艺要求的微特电机制造。它具有制造工艺简单、省时,节能,环保,电机性能良好,达到国外同类产品水平。随着耐热型复合涂层自粘性漆包线的应用从小型控制电机向大型电机和变压器的发展,它将越来越显示出广阔的市场前景。


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