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氧化膜铝圆、扁线,氧化膜铝带(箔)带属无机绝缘特种电磁材料,该产品绝缘层为三氧化二铝(AL2O3),无热老化现象,可作C级绝缘使用。该产品绝缘层薄,耐温高且绝缘性能稳定,是制造工作温度高,环境差,散热困难等低压绕组的最佳选择。该产品具有独特的技术性能和成本低廉之优势。在国内外电磁工业中已得广泛应用。产品主要用于电磁铁、电抗器,电机马达等低压大电流电磁绕组。
产品名称和型号:
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技术参数
氧化膜铝线铝箔(带)及其生产工艺的制作方法
技术领域:此发明是涉及一种用电化学的方法来生产氧化膜铝线铝箔(带)及其生产工艺。
铝线铝箔(带)是绕制变压器的常用材料,而且随着电力事业的发展,特别是输变电力工程系统所用的各种变压器所用铝线铝箔(带)材料越来越多,电焊机、一般变压器、除铁器、电磁铁、整流器等电器设备都需要用铝线铝箔(带)绕制线组,但在使用过程中,这些材料表面本身是不绝缘的,使用时在其外表面需涂一层绝缘物(比如绝缘漆)或包一层绝缘纸,这样以来,会产生以下问题:
1. 大家知道,绝缘材料的耐温性能和成本是电器产品生产和使用中的重要问题,直接影响着电器产品的电器性能、使用性能和生产成本,目前,广泛使用的绝缘材料的耐温限度大部分都在120℃以下,120℃以上的绝缘材料因成本太高不能普遍应用,只有在特种电器上才有使用;
2. 因铝线铝箔(带)外包绝缘纸等导致变压器绕组体积增大,绕制麻烦,而且这种变压器工作效率差,耗能大,亟待进行革新。本发明的目的就是提供一种氧化膜铝线铝箔(带)及其生产工艺,以代替目前使用的变压器绕线。
本发明的目的是通过以下技术措施实现的,利用现有铝线铝箔(带)采用电化学的办法使其表面形成一层AL2O3氧化膜,使其成新的可广泛应用于作变压器等绕组的氧化膜铝线铝箔(带),其电化学方法主要是采用电解液槽及交流电阳极氧化而成。
该发明产品易于生产,成本低,耐温,使用方便,其工艺简单,产品质量好,易于推广应用,经济价值大。
以下结合产品及工艺流程对本发明作详细说明。氧化膜铝线、铝箔或铝带,其构成是铝线、铝箔或铝带采用电化学方法使其自身表面形成一层氧化膜,氧化膜对铝线、铝箔或铝带起绝缘及保护作用,这种外表面形成一层氧化膜的铝线、铝箔或铝带称之为氧化膜铝线、铝箔(带),氧化膜铝线、铝箔、铝带的生产工艺是:
1. 材料选择用裸铝线、铝箔(带)必须符合JB648-77要求,表面光滑清洁,无磕碰划伤、凹坑、边毛刺、翘皮等缺陷;
2. 软化处理对已选用的铝线、铝箔(带)进行软化处理,即在300℃-360℃温度下进行退火,保温8-10小时;
3. 净化处理对软化后的铝线、铝箔(带)再进行净化处理,即在净化液中去油污1-3分钟,其净化液配方为:
a) 磷酸三钠50克/升,即每公升净水中加入50克磷酸三钠,(用作去边刺);
b) 可性钠10克/升,即每公升净水中加入10克的可性钠(用作去油污),即水∶磷酸三钠∶可性钠=1000∶50∶10(重量比,以克为单位),溶液温度为65℃-70℃,铝线、铝箔(带)经过其溶液后进行冲洗,冲洗是在冲水槽中进行,用自来水冲洗亦可,铝材出水冲槽处上下用毛毡夹住擦净,之后再在中和液中进行中和1-3分钟,中和液为硝酸水溶液,即每升水内加40克硝酸(1000∶-40),在室温下进行。中和处理后,再在冲洗槽内用自来水冲洗并用毛毡擦净;
4. 阳极氧化用交流电在由硫酸及草酸加水配成的电解溶液中连续进行阳极氧化,使其在表面生成一层AL2O3氧化膜,氧化是在电极氧化槽中进行,氧化槽分前后两个,前后槽内氧化液为前槽,水∶硫酸∶草酸100∶15-16∶15,后槽,水∶硫酸∶草酸=100∶17-18∶5,即以水为100,其硫酸和草酸各占的比例(可写作硫酸前槽15-16%,后槽17-18%,草酸均为5%),其溶液温度要求前槽30℃-35℃,后槽28℃-33℃;电流密度15-17A/dm2(平方分米),交流工作电压35V,有时可达38-42V(即工作电压在35-42V之间),上述电流电压是用低电压大电流的变压器实现;在氧化中,其氧化速度一般要求车速为1-1.5米/分钟,实际操作过程中,可根据电流密度,电解液温度,氧化膜厚度的不同,经过时间也有所不同,如要求耐压不高,膜层较薄、蔬松,其车速可为1.7米/分;
5. 水冲洗经氧化出酸槽后的铝线、铝箔(带)进入水槽进行冲洗,并出槽时用毛毡夹住擦净;
6. 热水洗水冲洗后的铝线、铝箔(带)再经过90℃-95℃的热水槽(中性水)冲洗,进一步清除掉氧化膜空隙中的残酸,时间1分钟;
7. 烘干将热水冲洗后的铝线、铝箔(带)放入150℃-180℃的电热炉内烘干1-1.5分钟;
8. 收线下盘经热水冲洗后,将铝线、铝箔(带)卷盘取下存放待用,卷盘时张力要适当,卷速平稳,排线均匀,整齐,线与线盘之间不能磨擦,产品收线下盘后,应进行鉴定验收,贴上标签,按规定包装入库,不合格产品清除。
在上述工艺过程中要指出的是1. 检查电路、水路、气路、酸路(包括容槽和酸泵)是否正常、畅通无阻,调整自如,不允许有滴漏现象,否则应进行排除;
2. 机械传动从放线到收线部分,各种零部件应齐全完整,并已进行了润滑,开机试车5分钟,各部件转动应灵活平稳,调整方便,否则应进行排除。
3. 工作前必须穿戴好劳动保护用品;
4. 配制硫酸时,应先加水,后倒酸,配好的溶液待温度下降到50℃以下时,方可使用硫泵。
5. 将铝线自放线盘引入至收线盘,压入碱槽,打开所有冲洗阀门及冲酸管,并调到合适位置。
6. 开车时先按收线开关,起动收线车,后按调速变压开关,起动定速车,调整车速使转速符合要求,再调整收线车调压器,达到张力适中。停车时顺序相反。
7. 禁止向硫酸槽内投入铜铁等物,以防污染氧化溶液。
8. 每班配检测人员一名,经常对全过程进行检查。每30分钟对温度、浓度检测一次并及时填入卡片,发现问题及时调整。下班前进行整理,签名与接班人员交清。
9. 排放废酸时,必须进行中和处理。
10. 保养与修理对各转动部件,每班一润滑,各种电机一年一上油;每生产一个星期,检查一次电极及每个电柱,通过电流比额定电流降低30%时,应及时修理或更换;蒸气锅炉、氧化各种溶槽及压辊,连续工作2个月一检修,达到无污物,无水垢,排放畅通,转动灵活。
采用上述工艺生产出的氧化膜铝线、铝箔(带)其表面直接产生一层0.007-0.01mm厚的氧化膜AL2O3,该氧化膜的熔点达2500℃,耐压180V以上,绝对安全温度250℃以上,耐刮、耐拉伸、弯曲半径、附着强度和机械强度均达到或超过企业要求。
本发明产品及工艺非常适合电器绕组的绕制材料,尤其是适用于发热量多或工作环境温度高的电器。采用氧化膜铝箔(带)生产的电器还有功率因数高、节能、省工省时省材料之优点。总之本发明工艺简单,产品耐高温,成本低,节约电能,是目前最经济的新型耐温电磁材料,其推广应用具有不可估量的经济效果及社会效益,开辟了一个节能的新途径。
权利要求1. 一种氧化膜铝线铝箔(带),其特征在于铝线、铝箔(带)外表面有一层AL2O3氧化膜。
2. 根据权利1所述的氧化膜铝线铝箔(带),其特征在于所说的AL2O3氧化膜其厚度一般为0.007-0.01mm。
3. 权利要求1或2所述的氧化膜铝线、铝箔(带)的生产工艺,其特征在于是用裸铝线铝箔(带),在300℃-360℃条件下进行软化处理(退火),保温8-10小时后,再用65℃-70℃的净化液进行净化去油污1-3分钟,之后,再在浓度为40克/升的硝酸水溶液中进行中和1-3分钟,在冲洗槽内用水冲洗并擦净后,用低压大电流的交流电在电解液槽中连续进阳极氧化,使其在表面生成一层AL2O3氧化膜,氧化后的铝线、铝箔(带)经冷、热水冲洗擦净,再放入150℃-180℃的电热炉内烘干1-1.5分钟,收线下盘,便成为所需的氧化膜铝线、铝箔(带)。
4. 根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于所说的净化处理用的净化液为磷酸三钠,可性钠及水的溶液,其配方为以水为1000克(升)磷酸三钠为50克/升,可性钠10克/升。
5. 根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于所说的阳极氧化用的电解液为氧化前槽内溶液(以水为单位100),硫酸15-16%,草酸5%,温度30℃-35℃;氧化后槽内溶液(以水为单位100),硫酸17-18%,草酸5%,温度为28-33℃。
6. 根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于所说的阳极氧化其工作电压为35V-42V,电流密度为15-17A/dm2(平方分米)。