
技术摘要:
本发明公开了一种铜包碳纳米复合线的制备方法,通过将碳纳米管作为芯层、铜层作为外层制备复合线芯,并依次经过原料的预处理‑打磨‑包覆焊接线坯‑拉拔‑包覆烘焙的处理工艺,使碳纳米管和铜层紧密结合在一起,使所制备的铜包碳纳米复合线同时具备较高的机械性能和导 全部
背景技术:
漆包线是绕组线的一个主要品种,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,但要生产出既符合标准要求,又满足客户要求的产品并不 容易,它受原材料质量、工艺参数、生产设备、环境等因素影响,因此,各种漆包线的质量特 性各不相同,但都具备机械性能、化学性能、电性能和热性能四大性能。漆包线是电机、电器 和家用电器等产品的主要原材料,特别是近几年电力工业实现了持续快速增长,家用电器 的迅速发展,给漆包线的应用带来较广阔的领域,随之而来的是对漆包线提出了更高的要 求,为此漆包线的产品结构调整不可避免,与之配合的原材料(铜、漆)、漆包线工艺、工艺装 备和检测手段等也亟待开发研究。 目前,现有的铜包铝复合漆包线线芯散热效率较差,线芯的重量较大,导致仍然无 法降低成本,且传统铜包铝复合漆包线长时间使用后,漆包线的铝线芯与铜层之间发生自 动剥离,从而降低漆包线的品质质量,缩短了漆包线的使用寿命。为此,市场迫切需要寻找 性能更高的新型漆包线。
技术实现要素:
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的之一在于提供一种铜包碳纳米 复合线的制备方法,该方法通过在碳纳米管外部包覆铜层形成漆包线的复合线芯,使制成 的漆包线的机械性能和导电性能均明显提高,可使漆包线满足更高要求的使用环境,增加 漆包线的应用领域。 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案: 一种铜包碳纳米复合线的制备方法,包括以下步骤: S1原材料的预处理:铜带经过第一毛毡去除表面铜粉及油污并经过退火炉退火软 化; S2打磨:所述铜带表面经过磨辊磨刷使所述铜带表面的贴合度更加紧密,然后经 过第二毛毡去除表面铜粉和杂质。 S3包覆焊接线坯:碳纳米管的一端穿过成型辊轮并固定在收卷线盘上,铜带通过 数对所述成型辊轮逐步弯曲成管状形成铜管并包覆在碳纳米管周围;然后采用氩弧焊接连 续焊接铜管纵缝,形成复合线坯; S4拉拔:使用拉拔设备对所述复合线坯进行多次拉拔,使所述铜管与所述碳纳米 管表面紧密结合在一起,形成铜包碳纳米复合线半成品; S5包漆烘焙:根据性能要求选择绝缘漆类型及漆膜厚度,在所述半成品表面涂覆 绝缘漆,将所述半成品经过涂漆毛毡进行多道涂覆并进入烘炉烘焙固化,即制成复合漆包 4 CN 111599531 A 说 明 书 2/6 页 线;所述绝缘漆类型为聚氨酯、聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺中的其中一种或两种以 上的混合物; S6涂油收卷:在所述复合漆包线表面涂覆一层润滑油后收卷,即形成铜包碳纳米 复合线成品。 进一步地,所述S1中,原材料预处理具体为:去除所述铜带表面铜粉及油污,采用 的方式为:在所述铜带行线上下使用两块密度为0.3g/cm3的30*50*8mm第一毛毡,并用夹具 固定;然后经过所述退火炉进行退火软化,所述退火炉采用蒸汽对铜带表面进行保护防止 氧化,所述退火炉炉内温度为300-500℃。 进一步地,所述S2中,所述磨辊打磨目数为400-2000目;去除所述铜带表面铜粉的 方式为:在行线上下各放置一块第二毛毡,并用夹具固定所述第二毛毡。 进一步地,所述S3中,将包覆焊接装置与复合线坯前两道拉拔设备串联在一起,使 复合线坯焊接后直接进行初步拉拔,避免空气进入所述铜管与所述碳纳米管之间的空隙。 进一步地,所述S4中,拉拔设备拉拔过程中需要向拉丝模喷淋合成或半合成微乳 拉丝液进行润滑,使所述复合线坯与所述拉丝模之间产生一层高压润滑膜,减轻复合线坯 表面的摩擦应力。 进一步地,所述S4中,所述拉拔工序拉拔速度为500-1500m/min,单模减面率为6- 15%。 进一步地,所述S5中,所述半成品经过所述涂漆毛毡涂覆绝缘漆并通过刮漆毛毡 去除多余绝缘漆,然后进入所述烘炉进行烘焙固化,形成复合漆包线;所述复合漆包线可以 通过多次执行包漆及烘焙工序以实现薄漆多涂的目的,并根据需求绝缘漆膜厚度确定涂漆 道次;所述涂漆烘焙工序线速度为300-800m/min。 本发明的目的之二在于提供一种铜包碳纳米复合线,该铜包碳纳米复合线由如上 所述的制备方法制备而成。 进一步地,所述复合线的包覆铜层的厚度是所述复合线直径的60-80%。 进一步地,所述复合线的导电率为100-1000%IACS,抗拉强度为相同线径下纯铜 线材的130-300%,伸长率为相同线径下纯铜线材的120-150%。 相较于现有技术,本发明的有益效果如下: 本发明提供的铜包碳纳米复合线的制备方法,通过将碳纳米管作为芯层、铜层作 为外层制备复合线芯,并依次经过预处理-打磨-包覆焊接线坯-拉拔-包覆烘焙的处理工 艺,使碳纳米管和铜层紧密结合在一起,使所制备的铜包碳纳米复合线同时具备较高的机 械性能和导电性能。 通过本发明所提供的制备方法所制备的铜包碳纳米复合线,具有较高的导电性能 和机械性能,相较于现有的铜铝复合线或纯铜线芯漆包线,导电率可为100-1000%IACS,抗 拉强度为相同线径的纯铜线材的130-300%,伸长率为相同线径纯铜线材的120-150%。 附图说明 图1为本发明的工艺流程图; 图2为本发明制备方法结构示意图; 图3为包覆焊接工艺的结构示意图; 5 CN 111599531 A 说 明 书 3/6 页 图4为经包覆焊接工艺后复合线坯的截面图。