电磁（漆包）工艺概述现行的电磁工艺大致分以下几个过程：（蒸气）烘培导线退火涂漆烘炉冷却电磁线（放线架）（退火炉）多次涂覆（收线）一、导线：目前生产电磁线（漆包线）的导体绝大多数是铜，铜杆经扒皮后再经拉丝机拉制成各种规格的裸导体供电磁机使用。用来涂制电磁线的导体通常是用线盘（铁轴）盛装，与一般电线电缆用导体相比，要求更高，对导体表面质量也有很高的要求：（1）表面光滑无缺陷（划道、凹坑、毛刺等）；（2）表面洁净无油污，氧化层或其它斑点；（3）线径尺寸与公差的要求严格。为了保证裸导线的质量，不少电磁线（漆包线）厂对拉丝工艺、拉丝模具的管理，拉丝用润滑剂（拉丝油）都做了严格规定，还对各种线规导体的退火次数作出了规定，高质量的裸导线是生产高质量电磁线的前提条件。裸导体应整齐地排列在线盘（铁轴）上，不压线，放线自如，要求放线架装臵能保证导线有恒定的张力，不被拉细或擦伤。在固断线或其它原因需要停止时，导线不会因惯性继续甩出而造成乱线，另外还要求放线装臵操作方便、轻巧。对于生产细电磁线导线的质量就显得更加重要。国外的电磁线厂（漆包线厂）采用所谓的细拉试验来确定铜杆的拉线范围，将进厂的铜杆先拉到直径1.13mm，再拉至直径0.25mm或0.20mm，最终拉到0.05mm，求出两个断头间的平均重量，若平均重量超过20kg，铜杆为拉制性能最好的铜杆，适合于拉制标称直径0.04mm及以下的裸导线；若平均重量在10kg—20kg，只能适合拉制标称直径大于0.07mm的裸导线。

为了提高电磁线（漆包线）的生产效益，线盘直径加大，每盘导体重量增加足一个发展趋势，这个趋势也对放线装臵提出了越来越高的要求。二、退火：退火使在冷拉过程中因品格变化而变硬的导体经一定温度加热后变软，大多数的退火炉采用水封或蒸汽密封来防止导体线在退火时发生氧化，故导线经过退火、蒸汽时可以把拉丝过程中残留在导体表面的润滑剂及油污去除，再使导线易于涂上漆液，导线经过退火后制得的电磁线（漆包线）的柔软性、伸长率和导电率都能得到改善。在生产时并不是所有规格导线都需要有专门的退火装臵，细小规格电磁线（漆包线）由于漆包烘炉的温度已经能使导体达到退火的目的，就不需要退火装臵。退火炉水封用水的质量对电磁线（漆包线）产品质量有显著的影响，对退火炉用水的质量必须严格控制。很多工厂在采用自来水或井水进行生产时，都发现在导体表面出现黑或绿斑的现象。电磁线（漆包线）在进行剥离、急拉断、拉伸和热冲试验时不能满足标准规定的要求。不少工厂采用蒸馏水作为退火炉水槽、蒸汽用水，由于蒸馏水中氯离子含量大幅度减小，基本上可以消除“黑斑点”。无论是外购或自制蒸馏水，在经济上都是不划算的。有的工厂采用了自来水去离子水的方案（过滤），筹建了一套去离子设备，利用离子交换树脂把水中的离子去除。

去离子水用水，在退火水槽、蒸汽都能消灭了黑斑点现象，还节约了生产资金。三、涂漆：涂漆过程是使导体附上漆液，根据导线材料、形状或规格以及所涂漆液品种，有不同的涂液方法，低粘度漆用毛毡法涂漆是我国目前应用最普遍的涂漆方法，高粘度漆则只能采用模具法。由于降低大气污染的要求，高粘度漆的比例不断增加。模具法的使用范围越来越大，对于常用的漆包线漆，漆液中含有溶剂，当涂的太厚时，内层溶剂的扩散蒸发就比较困难，而且在重力作用下漆液发生淌流现象。为了保证漆膜质量，一般都是通过多次涂漆烘干，最后形成完整的漆膜。这是漆包线生产的一个特点—“薄漆多涂”。电磁线标准中规定漆膜厚度范围，最大涂漆厚度又受到扩散、蒸发与重力的限制，可以控制涂漆道数来控制每次涂漆的涂漆厚度，涂漆道数多，每次涂漆的涂漆厚度就可以减小，漆液在溶剂蒸发后固化形成漆膜，涂漆厚度减薄成漆膜厚度，这两个厚度的比例与漆液的粘度有关，漆液的粘度大，相同的涂漆厚度、得到的漆膜较厚，在涂漆工艺中控制涂漆道数与漆液粘度就能控制漆膜厚度。为了实现均匀涂漆，除了需要涂漆装臵外，还应有供漆系统，用计量泵自动定量的供漆是较先进的供漆系统。四、烘培（烘炉）烘培是生产电磁线（漆包线）关键过程，不论是哪种涂漆方法，涂在导线上的漆液都要经过烘炉烘培，在高温作用下漆液先发生溶剂蒸发，然后漆基树脂发生化学反应（交联式闭环），为了保证漆液中溶剂的蒸发，漆包炉中有适当长度蒸发区是十分必要的。

漆包炉的最高炉温决定固化反应的速度，而导线在炉内经过的时间，则确定固化反应的时间，烘炉内的温度分布与行线速度相配合就可确定漆膜的固化程度，决定漆膜的性能。只有控制这两项工艺参数在恰当的数值，保证漆膜的固化程度在一定的范围，才能保证漆膜性能符合标准要五、冷却：电磁线（漆包线）的导线必须经过多次涂漆烘培才能使漆膜厚度达到规定要求。为了实现多次涂覆漆包机利用导轮来改变导线行进的方向，由于烘炉温度较高，涂漆导线从烘炉口出来漆膜温度很高，漆膜处于软化状态。在导轮上通过时易被擦伤或压扁，所以需要冷却，使漆膜温度降低在通过导轮时有足够的强度，就可以避免漆膜损伤。冷却方式有自然风冷与强迫风冷两种，一般来说炉温高、线速快的设备需要配备强迫风冷装臵。六、收线：收线是将制成的电磁线（漆包线）卷绕在线盘上或散绕在胶轴内。根据导线的规格大小可有不同的容器（收线机）、收线机构是漆包机行线的驱动部分，收线张力保持恒定并能进行调节。收线速度应能无级调节。生产不同直径漆包线时，都可将收线速调节到工艺要求的范围内，收线机构还要进行排线、使成盘或成卷电磁线（漆包线）紧密、均匀而整齐的排列

绝缘材料2012，45(5)电磁线是电气行业不可缺少的电工产品，若能采用一种新型绝缘材料来提高电磁线的电性能与力学性能，改善其耐溶剂性、耐热性，并减薄其绝缘厚度等，就可从根本上提高电器、电机的技术经济指标。近年来，随着科学技术水平的不断提高，一方面要求对现有的电机、电器进行改型，以缩小体积，减轻重量，提高技术经济指标；另一方面要求研究试制大容量的电机、电器。随着人类对宇宙空间研究工作的展开，需要耐高温和防辐射的电磁线[1-5]无机绝缘电磁线用无机物作为导线的绝缘，无机绝缘材料的种类有陶瓷、金属氧化膜与玻璃，具有极高的耐热性，不易老化，同时在电磁线制备过程中不需要使用溶剂，低碳环保，具有良好的应用前景。其中，陶瓷材料在石化、冶金、电子、医疗等领域具有广泛的应用，如精密过滤材料、防静电纺织制品、导电材料、纤维增强复合材料、防伪材料、隔离材料等。而玻璃薄膜作为导线的绝缘涂层在电机行业的应用研究报道较少。采用拉膜法制备玻璃薄膜包覆电磁线，对电磁线进行形貌和尺寸表征，研究不同拉膜速率对玻璃薄膜厚度的影响，分析不同包覆层厚度对电磁线力学性能的影响，为玻璃薄膜包覆铜线的研制提供理论参考。1.1原材料无氧铜线：ϕ2mm，熔点1083，20均热膨胀系数为1.6510-7[6-11]；硼硅玻璃管：其化学成分如表1所示，外径和壁厚分别为8.0mm及收稿日期：2012-03-26作者简介：周范能(1987-),男，湖南衡阳人，硕士生，主要从事新型绝缘材料及成型制造的研究，（电子信箱）；邱长军（1965-），男，湖南岳阳人，教授，硕士研究生导师。

新型无机绝缘电磁线的制备与表征(南华大学机械工程学院，湖南衡阳)摘要：采用熔融状的玻璃包覆镀镍铜线制备了高性能电磁线，对电磁线进行了形貌及尺寸表征。结果表明：在直径为2mm的铜线表面采用拉膜法包覆玻璃薄膜，当玻璃薄膜厚度在50m左右时有良好的绕线韧性，随着厚度的增加，其绕线韧性降低，当玻璃厚度大于等于150μm时，其制作的电磁线已不能满足其绕线的韧性要求；玻璃薄膜厚度随拉膜速率的增大而减小，当拉膜速率在1~1.8时，玻璃薄膜厚度在50~100m范围内，其制备的电磁线能满足绕线的韧性要求。关键词：无机绝缘；拉膜法；玻璃包覆中图分类号：TM245.文献标志码：A文章编号：1009-9239（2012）05-0016-neng,,(,,,China):ickel--,.,.;hin50~-.:;d;glass-周范能等：新型无机绝缘电磁线的制备与表征16绝缘材料2012，45(5)1.0mm，膨胀系数为3210-7/，软化点为560硼硅玻璃的化学成分成分含量/%...8Na2O+K2O3.2为防止铜在高温下被氧化，一般在铜线的表面镀镍。

图1为铜线和镀镍铜线在高温下的氧化。由图1可知，升温速度10/min，铜线从350左右开始出现氧化现象，在900时其氧化增量达mg/cm，而镀镍铜线在600以下均未明显氧化，因此，实验中无氧铜线采用镀镍铜线。铜线和镀镍铜线在高温下的氧化1.2玻璃薄膜包覆铜线的制备采用拉膜法制备玻璃薄膜包覆铜线。将硼硅玻璃管用夹持装置固定，把镀镍铜线从玻璃管的一端进入，在另一端拉出，通过均匀控制装置接在可调速电机上，原理如图2所示，然后启动加热装置，把玻璃加热成熔融状，开启调速电机，利用拉膜速率控制玻璃薄膜的厚度，制得玻璃薄膜包覆铜线。玻璃薄膜包覆铜线基本原理示意图1.3形貌及尺寸表征各取一段玻璃薄膜包覆镀镍铜线前后的样品，用光学显微镜观察电磁线表面的玻璃薄膜，并用数码相机(焦距4.0)照相取样进行形貌表征。每种拉膜速率下取一段玻璃薄膜包覆铜线样品，把样品截面磨平抛光，在金相显微镜下观察并用数码相机(焦距4.0)照相，以相同放大倍数下拍摄的标尺照片作为参照，使用对玻璃薄膜包覆层厚度进行测量。结果与讨论2.1玻璃薄膜的表面形貌为玻璃薄膜包覆铜线前后的表面形貌图。

由图3可知，未包覆玻璃薄膜的镀镍铜线表面粗糙、凹凸不平；玻璃薄膜包覆铜线后，其表面致密平整，说明玻璃薄膜具有良好的致密性，表面平整。玻璃薄膜包覆铜线前后的表面形貌图2.2玻璃薄膜厚度对绕线韧性的影响采用玻璃薄膜包覆铜线制备电磁线，由于玻璃薄膜是脆性无机绝缘材料，为了满足电磁线的绕组要求，需要控制玻璃薄膜的厚度。表2为玻璃薄膜的厚度与绕线韧性的关系。由表2可知，当玻璃薄膜厚度在50m左右时，电磁线具有良好的绕线韧性，随着厚度的增加，绕线的韧性降低，当玻璃薄膜厚度大于或等于150m时，电磁线已不能满足绕线韧性的要求[12-19]玻璃薄膜的厚度与绕线韧性的关系玻璃薄膜的厚度/绕线韧性弯曲角/()弯曲率/%注：当弯曲角大于40且弯曲率大于35%时，满足绕线韧性。周范能等：新型无机绝缘电磁线的制备与表征17绝缘材料2012，45(5)2.3不同的拉膜速率对玻璃薄膜厚度的影响玻璃薄膜的厚度对电磁线的力学性能和电性能有重要的影响，而拉膜速率是影响玻璃薄膜厚度的关键因素。图4为玻璃薄膜的厚度与拉膜速率的 关系。 可知，玻璃薄膜的厚度随拉膜速率的增大而减小。当拉膜速率为1~1.8 时，玻璃薄膜厚度在50~100 m范围内，其制备的电磁线能够满足 绕线的韧性要求。

（1）采用拉膜法制备电磁线，在镀镍铜线表面包覆玻璃薄膜，玻璃薄膜具有良好的致密性，表面 平整； （2）当玻璃薄膜厚度在50 m左右时，电磁线具 有良好的绕线韧性，随着厚度的增加，绕线的韧性 降低，当玻璃薄膜厚度大于或等于150 m时，电磁 线不能满足其绕线韧性的要求； （3）当拉膜速率在1~1.8 时，玻璃薄膜厚度在50~100 m范围内，其制备的电磁线能满足绕线 的韧性要求。 参考文献： 楼南寿,凌春华,付金栋,等.绿色化学与漆包线绝缘漆的制造[J].电线电缆,2005(4):8-l1. etal. --me- - nects [J].IEEE Trans- ,2010,33(3):729-737. 胡志勇,刘雪峰,王自东,等.玻璃包覆金属微丝的快速凝固制备及应用[J].材料导报,2004,18(9):8-11. , . Sput-[J]. ,2010,19(4):562-567. W,etal. ies Glass- Alloy [J]. ,2008,320(3/4):537-539. 韩彬,王勇,韩涛.玻璃涂层的制备与性能研究[J].中国表面工程,2002(1):35-41 ,et al. Kinet- ics - ZnO:Al- Glass Solar Cells[J]. Phys- ics ,2009,95(10):1063-1065. 王黔平,张家生,黄转红,等.高温熔烧法制备金属基陶瓷涂层的研究[J].耐火材料,2005,39(6):452-454. 胡志勇,张志豪,黄霞,等.玻璃包覆纯铜微丝耐腐蚀性能及电学性能[J].中国有色金属学报,2007(11):1739-1742. [10] 周升,刘佳音,唐文进,等.国内外绕包烧结电磁线自动控制技术 的对比研究[J].绝缘材料,2011,44(6):65-67. [11] 刘刚,刘佳音,唐文进,等.薄膜烧结电磁线生产过程自动控制技 术的研究与应用[J].绝缘材料,2011,43(6):69-72. [12] ,Golam Newaz, L,et al. Films Micro- - [J]. Films, 2010,518(10):2632-2636.

电压击穿

电压击穿：电压击穿是一个物理想象，是绝缘材料在加上高电压的情况下失去绝缘性能的过程。绝缘材料的绝缘性能是相对的，任何绝缘材料在高电压的作用下都会被击穿。绝缘材料之所以绝缘是材料内没有可自由移动的自由电子或可自由移动的自由电子很少（很少的自由电子产生漏电流），在外加高电压作用下，绝缘材料内部出现大量的自由电子时绝缘材料就是击穿了。也就是原来不导电的材料此时变成导电的材料了。从击穿机理可分为电击穿、热击穿、化学击穿、放电击穿等，击穿时往往是多种机理综合发生。通常把不随温度变化的击穿称为电击穿，把随温度变化的击穿称为热击穿。

击穿电压：

是表征某种材料绝缘性能的物理参数，是在该绝缘材料上加上高电压使之失去绝缘性能时的电压值。材料越厚击穿电压越高，但一般不成正比。该参数与多种因素有关：如试验环境、材料厚度、预处理过程等。击穿电压是表征某种材料绝缘性能zui重要参数，通常也用击穿强度或电气强度表述。两者的关系为：击穿强度（或电气强度）=击穿电压/材料厚度。单位为kv/mm。也称为介电强度。

耐压电压：在规定的试验条件下,对试样施加规定的电压及时间,试样不被击穿所能承受的zui高电压。

介电强度测试的影响因素：电压波形及电压作用时间影响。材料在电场作用下，初始时单位时间内材料内部产生的热量大于介质散发出去的热量，进而介质温度升高,温度的升高是一个由快转慢的，若升压速度较慢zui后发生材料击穿热击穿的成分较大。作用时间的影响多因热量积累而使击穿电压值随电压作用时间增加而下降，处于热击穿形式的试样，基本上随升压速度的提高击穿强度也增大。因此，一般规定试样击穿电压低于20kv时升压速度为1.0kv/s;大于或等于20kv时升压速度为2.0kv/s。

耐电弧：绝缘材料耐受沿其表面的高压电弧作用引起变质的能力，通常用标准电弧焰在材料

表面形成导电层所需的时间来判断绝缘材料的耐电弧性，单位是秒。时间值越大，其耐电弧性越好。