檢測漆包線性能的工作流程及影響因素

漆包線、絲包線、銅包線等是電機(jī)、電器、儀表和電訊行業(yè)的一個關(guān)鍵材料。

漆包線的性能應(yīng)滿足電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、加工要求和運(yùn)行要求。

漆包線的使用單位要求漆包線的質(zhì)量能通過一種嚴(yán)肅的制度和科學(xué)的手段來保證。

一、幾何尺寸

1.裸導(dǎo)線直徑的允許公差

裸導(dǎo)線的允許公差是指裸導(dǎo)線直徑的實(shí)際值與規(guī)定值之間的允許偏差。

從使用的角度來說，希望公差越小越好，有利于設(shè)計(jì)時電阻、圈數(shù)等方面的計(jì)算。但制造時模具的模孔在拉伸過程中要磨損變形，如果公差要求過嚴(yán)，就要經(jīng)常調(diào)換模具，造成工藝操作上和模具供應(yīng)方面的困難。制訂標(biāo)準(zhǔn)時使用單位的實(shí)際要求和生產(chǎn)單位的技術(shù)可能性要做到“物盡其用”。

2.截面不圓度

指導(dǎo)線同一截面直徑zui大測量值與zui小測量值之差。不圓度不合格會造成漆包線顏色發(fā)花（陰陽面）。

3.zui大外徑及zui小漆膜厚度

大外徑超差，會使線圈尺寸加大，繞線圈時容納不下。漆膜過薄，會產(chǎn)生針孔、耐電壓、耐刮、耐化學(xué)性能、耐老化等性能下降或造成廢品。

4.檢驗(yàn)工具：

千分尺，精度應(yīng)符合下列規(guī)定：

測量標(biāo)準(zhǔn)尺寸為0.090mm及以下者用表頭示值誤差為1μ的杠桿千分尺。

測量標(biāo)準(zhǔn)尺寸為0.100～0.250mm者用示值誤差為2μ的0級千分尺。

測量標(biāo)準(zhǔn)尺寸為0.280mm及以上者用示值誤差為4μ的1級千分尺。

5.測量

測量時2點(diǎn)相距1米3面，6個測量值的平均值為測量結(jié)果。尺寸是否合格皆以平均值與標(biāo)準(zhǔn)比較進(jìn)行判斷。

二、檢測漆包線的機(jī)械性能

漆包線繞制線圈時，在電機(jī)線圈的嵌線工藝以及在用電氣產(chǎn)品的運(yùn)行過程中，都有機(jī)械力作用于漆包線上，例如繞制時有拉伸力、摩擦力和彎曲力矩；在嵌線工藝中有摩擦力；運(yùn)轉(zhuǎn)中有因振動而引起的匝間摩擦。如果漆包線的芯線或漆膜達(dá)不到要求，則上述這些機(jī)械力都會對漆包線帶來不同程度的損傷。如導(dǎo)線韌煉不足，使延伸率過小，細(xì)線在繞線時可能被拉斷；韌煉過度，延伸率過大，容易拉細(xì)截面，造成電阻增大。漆膜烘焙過老，漆包線漆膜彈性下降，在繞線時的彎曲力矩作用下，造成漆膜開裂，喪失絕緣性能；如烘焙不夠，則嵌線時容易擦傷漆膜，造成電機(jī)繞組短路。因此，在模擬使用要求的基礎(chǔ)上，建立各項(xiàng)機(jī)械性能試驗(yàn)是十分必要的。

1.伸長率試驗(yàn)

推薦型號: 伸長率試驗(yàn)儀SC-5, 伸長率拉力試驗(yàn)儀SC-。

伸長率是模擬漆包線繞線工藝而建立的，目的是控制導(dǎo)線對纏繞線圈的適應(yīng)性，保證作業(yè)順利進(jìn)行。

漆包線經(jīng)過拉伸后，其附著力、耐刮性、彈性、熱沖擊、耐溶劑性都會下降。

影響漆包線伸長率的因素：

a.鉍、硫、鐵、鋁、銻、氧等元素的介入，將導(dǎo)致銅材脆化。這些雜質(zhì)元素（氧以氧化亞銅的共晶體形式）分布于晶粒之間的接口上，阻礙了漆包線伸長時內(nèi)部晶格的滑動趨勢，使晶格不易變形而破壞，導(dǎo)致導(dǎo)線在伸長率不大的情況下即被拉斷。另外，在壓延過程中，銅桿有時帶進(jìn)夾雜、卷邊、刮傷、裂縫等缺陷，也是造成伸長率不高的因素。

b.在漆包過程中，如果涂漆道次和回線次數(shù)太多，在導(dǎo)輪直徑不夠大的情況下，導(dǎo)線兩面不斷受到拉伸和壓縮的交遞變形，造成晶格的歪扭，在伸長時，容易拉斷。漆包機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，導(dǎo)線承受過大的張力將使線材拉細(xì)，由于晶格上原子或離子因滑動而產(chǎn)生的位移，形成了殘余內(nèi)部應(yīng)力，線材脆性提高伸長率下降。特別是放線機(jī)構(gòu)的靈活性和收線張力的大小直接影響伸長率。

c.韌煉程度與伸長率大小有很大關(guān)系。伸長率在一定范圍內(nèi)隨著退火溫度提高而提高，但超過一定溫度后，反而會下降。

d.伸長率試驗(yàn)中，高速拉伸伸長率將下降。

2.回彈角試驗(yàn)

推薦型號：回彈角試驗(yàn)儀HTJ-16B, 回彈角試驗(yàn)儀HTJ-16A, 扁圓線回彈角試驗(yàn)儀BYH-52。

漆包線的柔軟度是使用中的一個重要指標(biāo)。在骨架上繞成的線圈，如漆包線因柔軟度不好而回彈變形，線圈直徑變大，骨架內(nèi)容納不下；繞制矩形線圈，由于回彈作用會從槽中回跳出來。柔軟度直接影響線圈繞組的加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

影響回彈角的因素：

a.退火程度。在充分退火的導(dǎo)線里，內(nèi)部沒有或很少有殘余內(nèi)應(yīng)力，做回彈試驗(yàn)時，材料只依靠試驗(yàn)本身所引起的應(yīng)變勢能進(jìn)行回彈，所以回彈角較小。在拉伸過程中，進(jìn)行中間退火的工藝比直接拉伸工藝回彈角小5-6度

b.車速越快，回彈角越大。車速快，退火時間短，回彈角增大。

c.漆膜越厚，回彈角越大。漆膜本身具有彈性，在回彈角試驗(yàn)儀上卷繞時，線本身受到拉力和彎曲應(yīng)力，當(dāng)外力去掉后，除銅線本身自彈外，漆膜本身的彈性變形也要回彈。

d.烘爐溫度。烘爐溫度越高，回彈角越小。銅線在進(jìn)漆包爐的過程中，相當(dāng)于又繼續(xù)進(jìn)行一次軟化。

e.回彈角與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系，但各種影響因素是相互制約的，需要全面考慮整體性能。

影響回彈角試驗(yàn)結(jié)果的因素：

卷繞速度、自由回彈、繞棒直徑、導(dǎo)線直徑、負(fù)荷、拉伸、指針長度。

3.附著性及柔韌性

推薦型號：漆包線剝離試驗(yàn)儀BL-3, 急拉斷試驗(yàn)儀JLD-10, 急拉伸試驗(yàn)儀JLS-10, 靜態(tài)摩擦系數(shù)試驗(yàn)儀JMY-16, 漆包線卷繞試驗(yàn)儀JR-16, 卷繞試驗(yàn)棒JRB-16, 熱粘合試驗(yàn)裝置RZH-20, 延伸彈回柔軟度試驗(yàn)儀YST-16, 扁線彎曲試驗(yàn)機(jī)BXW-16。

柔韌性及附著性試驗(yàn)包括卷繞、拉伸、急拉斷、剝離扭絞試驗(yàn)。

漆包線在繞制線圈時受到兩種外力作用:

a.拉伸力，如果漆膜的彈性不足，漆膜受力后的伸長率跟不上導(dǎo)體的伸長，漆膜就會開裂。

b.彎曲力，彎曲后外緣的漆膜伸長，內(nèi)緣的漆膜被壓縮，如果彈性不好，漆膜也會開裂。細(xì)線容易被拉伸，用伸長法測試；粗線受彎曲影響大，用卷繞法測試。

c.漆膜延伸率隨著卷繞倍徑的減少而增大。5倍卷繞延伸率為16.7%；4倍卷繞延伸率為20%；3倍卷繞延伸率為25%；2倍卷繞延伸率為33.3%；1倍卷繞延伸率為50%。

影響漆膜彈性的因素:

a.漆膜附著力。漆膜本身的伸長率很小，當(dāng)涂到導(dǎo)線上后具有附著力，這是由于漆與金屬彼此之間分子的相互擴(kuò)散而引起。漆包線漆是極性高聚物，與導(dǎo)體相溶性好，有利于分子擴(kuò)散，附著力好。如果導(dǎo)線表面有非極性物質(zhì)或污物沾染，將降低漆膜的附著力。

b.漆膜的柔性。一個高分子鏈的形狀是不斷運(yùn)動的，在運(yùn)動中卷曲情況較多，卷曲時高分子受到外力能在一定范圍內(nèi)伸縮。卷曲越厲害，伸縮范圍越大，柔性越高，彈性越好。

c.高分子鏈的柔性和它的主鏈組成有關(guān)。兩個單鏈組合的碳原子可以圍繞通過它們中心軸自由旋轉(zhuǎn)。以－C－C－鍵組成的分子鍵，具有良好的柔軟性。雙鍵不能旋轉(zhuǎn)，主鏈中含有雙鍵，柔性就要下降。

d.增加高分子的交聯(lián)度，可以使高分子的剛性增加，但降低了柔性，當(dāng)分子鏈交聯(lián)后，聯(lián)成了一個整體，束縛住交鏈點(diǎn)之間的分子鏈段的運(yùn)動，過多的交聯(lián)使材料失去柔性，增加脆性。對一定漆料來說漆膜的彈性的變化主要還是由于漆基樹酯的交聯(lián)情況，如果漆包線烘焙不足，漆基樹酯未達(dá)到一定的交聯(lián)度，未形成適當(dāng)?shù)捏w型結(jié)構(gòu)，這時漆膜的彈性和附著力都差。如果烘焙過度，交聯(lián)過高，則彈性也下降，此處漆膜表面粒子導(dǎo)致卷繞時應(yīng)力集中，也會影響漆膜彈性。

影響漆膜彈性測試結(jié)果的因素：

若規(guī)定先拉伸再卷繞則拉伸速度需減慢；卷繞速度1-3轉(zhuǎn)/秒。

4.耐刮性

推薦型號：智能單向刮漆試驗(yàn)儀ZDG-25, 往復(fù)刮漆試驗(yàn)儀WFG-15。

在線圈繞制成型，嵌線，電氣產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)中，都會有壓力或摩擦力作用于漆包線上。漆膜的耐刮性能用漆膜在一定外力作用下的耐刮次數(shù)或刮破力來表示。

影響耐刮性的因素：

a.漆膜本身的性能。漆膜的剛性大，有利于耐刮性。在一定車速范圍內(nèi)，車速慢，烘焙高，分子作用力就強(qiáng)一些。漆膜的摩擦系數(shù)小，運(yùn)動時受到的摩擦力也小，漆膜就不容易被磨損。使用摩擦系數(shù)小的線型高聚物覆蓋在一般漆膜表面，可以提高漆包線的耐刮性能。

b.導(dǎo)線直徑與漆膜厚度。在一定負(fù)重的條件下，漆包線的耐刮次數(shù)與其線芯直徑的平方根和其漆膜厚度的1.5次方成正比。

c.進(jìn)口爐溫。進(jìn)口爐溫過高或過低，漆膜外干內(nèi)不干，耐刮性降低。

d.催化燃燒風(fēng)機(jī)的影響。熱風(fēng)循環(huán)進(jìn)風(fēng)量的大小直接影響進(jìn)口爐溫，要適當(dāng)控制熱風(fēng)量，以免造成進(jìn)口爐溫過高或過低。

e.固化爐溫。固化溫度過高或過低都影響漆包線耐刮性能。過低漆膜剛性低，過高又發(fā)脆。

影響試驗(yàn)結(jié)果的因素：

鋼針（0.23mm及0.55-0.56mm，表面光滑、平直）、負(fù)荷、操作中的移位元、刮削速度（400mm/min靈敏度zui高）、短路電流（20MA）。

三、耐熱性能

推薦型號：熱態(tài)電壓試驗(yàn)儀RDS-50, 軟化擊穿試驗(yàn)儀RJ-20, 智能軟化擊穿試驗(yàn)儀ZRJ-20。

漆包線的耐熱性能是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，特別是對電機(jī)及有溫升要求的組件或繞組來說具有較大的意義。它直接影響電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用。電氣設(shè)備的溫升受到所使用的漆包線和其它絕緣材料的限制。如能使用耐熱性能較高的漆包線和配套的材料，就可以在結(jié)構(gòu)不變的條件下獲得更大的功率，或在保持功率不變的條件下達(dá)到縮小外型尺寸、減輕重量、減少有色金屬以及其它材料的消耗。

1.熱老化試驗(yàn)

用熱壽命評定的方法來測定漆包線的熱性能需半年到一年的時間（UL試驗(yàn)）。老化試驗(yàn)缺乏應(yīng)用上的模擬性，但在生產(chǎn)過程中控制漆料質(zhì)量和漆膜的烘焙程度仍具有實(shí)用意義。

對老化性能的影響因素：

a.從制漆到漆包線烘焙成膜，再到漆膜的老化衰退的整個過程是高聚物的聚合成長和裂解衰退的過程。在制漆中一般是合成了初聚物，漆包初聚物交聯(lián)成高聚物，同時產(chǎn)生熱分解反應(yīng)，老化則是烘焙的繼續(xù)。由于交聯(lián)和裂解反應(yīng)，造成高聚物性能的下降。

b.在爐溫一定的條件下，車速的改變直接影響導(dǎo)線上的漆液蒸發(fā)和烘焙時間。合適的車速范圍才能保證熱老化性能合格。

c.爐溫過高或過低都將影響熱老化性能。

d.熱老化作用的速度和氧氣的存在與導(dǎo)體種類有關(guān)。氧的存在能引發(fā)高分子鏈的裂解反應(yīng)，加速熱老化的速度。銅離子能通過遷移作用進(jìn)入漆膜，成為有機(jī)銅鹽，對老化起催化作用。

試樣取出后，應(yīng)在室溫條件下冷卻，防止試樣受到驟冷，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.熱沖擊試驗(yàn)

耐熱沖擊試驗(yàn)就是研究漆包線的漆膜在機(jī)械應(yīng)力作用下對熱作用的忍受能力。

漆包線的漆膜由于延伸或卷繞而產(chǎn)生了伸長變形，分子鏈間相對位移使漆膜內(nèi)貯藏了內(nèi)部應(yīng)力。當(dāng)漆膜被加熱時，此應(yīng)力以漆膜收縮的形式表示出來。熱沖擊試驗(yàn)中，延伸后的漆膜本身因受熱要收縮，但和漆膜粘合在一起的導(dǎo)線卻阻止這種收縮，內(nèi)外應(yīng)力的作用對漆膜的強(qiáng)度是一個考驗(yàn)。不同品種的漆包線的漆膜強(qiáng)度不同，各種漆膜的強(qiáng)度隨溫升而下降的幅度也不同，在某一溫度上，漆膜的熱收縮力大于漆膜的強(qiáng)度，漆膜就開裂。漆膜的耐熱沖擊性能和漆料本身質(zhì)量有關(guān)。對同一種漆來說，還與原材料的配比有關(guān)。

烘焙溫度過高或過低都引起熱沖擊性能下降,漆膜厚的熱沖擊性能差。

3.耐熱軟化擊穿試驗(yàn)

在線圈中，下層漆包線受到上層漆包線張力而引起的壓力，如果漆包線在浸漬的預(yù)烘或干燥過程中，或是在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)時，漆膜受熱軟化，在壓力作用下逐漸被擠薄，可能產(chǎn)生線圈的匝間短路。耐熱軟化擊穿試驗(yàn)衡量漆膜在機(jī)械外力作用下，忍受熱變形的能力，也就是研究壓力下的漆膜在高溫下塑性變形的能力，這項(xiàng)試驗(yàn)是熱、電、力三者結(jié)合試驗(yàn)。

漆膜耐熱軟化擊穿性能的高低決定于漆膜的分子結(jié)構(gòu)和其分子鏈間作用力的大小。一般來說，含脂肪族線狀分子材料多的漆膜，擊穿能力差，含芬香族熱固性樹酯多的漆膜，擊穿性能高。漆膜烘焙過度或過嫩也將影響擊穿性能。

影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素：負(fù)荷重量、起始溫度和升溫速度。

四、電氣性能

漆包線薄薄的一層漆膜要保證通過的電流在線圈內(nèi)沿芯線環(huán)行以保證電磁感應(yīng)使電機(jī)電器得以發(fā)揮作用。如果漆膜的介電性能不夠，便會造成線圈短路，使電機(jī)電器報(bào)廢。

1.直流電阻

推薦型號：直流數(shù)字電阻測試儀ZLD-10，直流電阻試驗(yàn)夾具DRS-1A, 直流電阻試驗(yàn)夾具DZJ-15, 帶拉直電阻試驗(yàn)夾具LDZ-15,

漆包線電阻值的過大或過小要引起繞成經(jīng)線圈總阻值的變化?？傋柚档淖兓秶^了設(shè)計(jì)中的允許公差，將影響到電機(jī)三相電壓的平衡和微型電機(jī)的溫升，并給儀表線圈的繞制帶來困難。

導(dǎo)線的電阻與其長度成正比，與橫截面成反比。導(dǎo)體雜質(zhì)及韌煉程度對電阻有影響。

2.擊穿電壓

推薦型號：自動電壓試驗(yàn)儀ZDS-50B

在強(qiáng)電場的作用下，高聚物內(nèi)束縛的電子可以由電場內(nèi)獲得能量而變?yōu)樽杂呻娮樱措妶龇较蜻\(yùn)動。運(yùn)動中自由電子碰撞其它被束縛的電子時，又激發(fā)它們成為自由電子，這樣自由電子越來越多，提高了高聚物的導(dǎo)電性。當(dāng)電場強(qiáng)度超過某一定的數(shù)值時，在高聚物內(nèi)就形成了一個聯(lián)過兩個電極間的孔道，使正在增強(qiáng)的電流在其中通過，高聚物就失去了絕緣性能而被擊穿。這時施加電壓的強(qiáng)度稱為擊穿電壓。在電壓擊穿時所帶來的熱量會使高聚物產(chǎn)生熱破壞，而呈現(xiàn)熔化燒焦的現(xiàn)象。

影響擊穿電壓的因素：漆膜厚度及不圓度、固化程度、漆中外界雜質(zhì)。

影響擊穿電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)的因素：扭絞數(shù)、施加電壓時間、升壓速度、漆膜伸長、施壓時溫度。

3.針孔性

推薦型號：酚酞溶液針孔試驗(yàn)儀FTS-30, 低壓漆膜連續(xù)性試驗(yàn)儀DYQ-00, 自動高壓漆膜連續(xù)性試驗(yàn)儀ZGQ-16B。

細(xì)漆包線繞制的線圈匝數(shù)多，纏繞緊，線與線接觸面多，如果漆包線漆膜的針孔多，兩匝間針孔可能重合，造成短路。

影響針孔的因素：原料、導(dǎo)體、生產(chǎn)工藝過程、試驗(yàn)條件。

五、耐化學(xué)性能

推薦型號：加熱控制器JRK-60，耐溶劑試驗(yàn)儀NRS-100，直焊性試驗(yàn)儀ZHX-35。

耐化學(xué)性能包括耐酸、耐堿、耐鹽霧、耐潮濕、耐油、耐溶劑、耐冷媒、耐輻射等方面的性能。

在線圈浸漬過程中，漆包線不單單要經(jīng)受熱沖擊和軟化擊穿的熱性能考驗(yàn)，還要能忍受浸漬漆中甲苯、二甲苯、石油溶劑、油等溶劑的侵蝕。不同的漆膜對不同的溶劑有不同的忍受性，浸漬時應(yīng)根據(jù)漆包線的特性選用只含有對漆包線相適應(yīng)的溶劑的浸漬漆。

漆膜耐溶劑性能主要取決于漆膜本身的特性。從分子結(jié)構(gòu)上來說，漆膜是體型結(jié)構(gòu)，交聯(lián)鏈較長而交聯(lián)度控制在一定的范圍之內(nèi)，它具有“有限溶脹”性。漆膜的溶脹可以理解為由于溶質(zhì)分子與溶劑分子間的引力所導(dǎo)致的分子鏈間距離增大現(xiàn)象。在某一些溶劑中，屬于體型結(jié)構(gòu)的漆膜也能夠溶脹，鉆入高分子鏈段空隙間的溶劑，降低了高分子鏈間引力的作用，導(dǎo)致了漆膜的軟化、發(fā)粘和硬度下降等情況。

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