冰箱压缩机用漆包铝圆线开发研究

冰箱压缩机用漆包铝圆线开发研究

熊露良 艾义开 曹斌

珠海格力电工有限公司  广东珠海519000

摘要：冰箱是家庭和工业中广泛使用的电器设备，而压缩机是冰箱中的核心部件。漆包铝圆线作为工业制品中最基础的零部件之一，同样是冰箱压缩机中的关键部件之一，对于压缩机的性能有着至关重要的影响。因此，开发具有优良导电性能和耐腐蚀性能的漆包线铝圆线对于下游客户和本行业具有重要意义。本文主要介绍研发出来的一种质量稳定、性能优良的漆包铝圆线，解决漆包铝圆线附着性、乙醇实验和相容性实验不稳定问题的方案和工艺，对于类似产品的研发具有一定的参考价值。

关键词：漆包铝圆线；冰箱压缩机；附着性；相容性

引言

压缩机以往都是采用漆包铜圆线作为绕组，在电机成本中，铜漆包线占比超过50%以上。近年来铜价一直往上攀升，最高时达到8万元/吨，长时间维持在高价位水平。压缩机采用漆包铝圆线，成本将大幅降低，粗略计算单台将下降40%。由于铝金属的特性，漆包铝圆线相对于漆包铜圆线，存在附着性差、清洁效果差、乙醇实验和相容性实验不稳定等问题，通过工艺方案设计，制备满足冰箱压缩机用漆包铝圆线性能要求的产品。

一、设计与实施

1.拉丝油分离技术搭配超声波清洗技术，解决漆包铝圆线附着性问题

（1）现状分析

漆包铝圆线生产工艺流程为放线-联拉-清洁-涂漆-烘烤-冷却-润滑-收线。其中，铝线联拉过程需用拉丝油起润滑、冷却、清洗作用，铜线用水性拉丝液拉丝。铝线在拉丝过程中，会产生“薄片状”铝粉，极易黏在导体上。铝是双性金属，易与酸性、碱性物质发生反应，用常规水性拉丝液会和其酸性、碱性物质发生反应。而油性拉丝液（即纯油）主要为长碳链结构（-C-C-C-C-C-C-C-）n ，和铝不发生反应，故铝线拉丝使用纯油拉丝。

铝粉长期悬浮在拉丝油中，导致拉丝油粘度不断上升，改变拉丝油PH值，极大降低其清洁、散热性。清洁效果变差，降低产品附着性。

（2）方案实施

铝粉悬浮在拉丝油表面、不沉积，采用普通的过滤方法（过滤系统、沉降系统）无法将铝粉过滤。基于铝粉与拉丝油密度不同，设计出拉丝油分离技术，利用离心力的作用将铝粉与拉丝油分离。

工艺流程：待过滤拉丝油进入离心机—铝粉被高速分离附着在离心机罐体内侧周围—纯净的拉丝油回流——待罐体内侧铝粉堆积一定程度后，开启除渣功能—离心机自动降低罐体转速，内置刮刀开始运转进行除渣—清除下来的铝粉，从排泄口落到离心机下方的杂质收集箱。

铝线在经联拉后，会带有拉丝油、灰尘、杂质等。常规清洗方式为水洗，对水质要求高。若水质不好，一方面影响清洗效果，另一方面将其本身所携带的有害导体的物质滞留在导体表面，如氯离子可能导致“黑斑”产生。需定期对水质进行检测、更换，费时费力。

利用超声波空化渗透力强的机械振动冲击铝线表面并结合溶剂型清洗剂的除油污、去除铝粉作用使导线表面洁净。“超声波”清洗具有推广性，可推广至所有漆包机设备中使用。

（3）总结

采用拉丝油分离技术搭配超声波清洗技术，极大改善铝线导体洁净程度，提高漆对铝导体的附着性。附着性对比见表1。

表1 附着性对比

2.工艺实施

2.1涂漆结构设计

“聚酯亚胺+聚酰胺酰亚胺+自润滑聚酰胺酰亚胺”三涂层”涂漆搭配，验证最优搭配比例，提升漆包铝圆线成品质量（见表2）。

聚酯亚胺漆是一种由亚胺改性的聚酯漆，其耐热冲性能对比聚酯漆有极大的提高，且有着优良的耐水性、耐软化击穿性、耐电化腐蚀性；其中，聚酯亚胺漆膜中存在与苯环相连的亚胺五元环，亚胺五元环不易自由旋转，因此漆膜的分子热运动降低，故其耐热性提高。

聚酰胺酰亚胺漆具有较好的耐热性能和机械性能，尤其是其耐氟利昂性能远远优于其它漆包线漆，但其对导体附着性不足，需与聚酯亚胺漆配合使用。其中，在漆包机烘炉高温作用下，聚酰胺酰亚胺分解出苯酚（溶剂）将原有的闭合环打开，形成交替的酰胺-酰亚胺结构的漆膜，因而得到优良的耐热性能和机械性能的漆包线。

自润滑聚酰胺酰亚胺漆是在聚酰胺酰亚胺漆的基础上添加不参加成膜反应的聚乙烯合成树脂，提高漆包线表面滑性，适应高速绕线需要。

表2 最优底表比例设计

表2实验数据可知，底表比例“7：3”在热性能、机械性能、滑性更优异。

2.2解决乙醇实验和相容性实验不稳定

（1）现状分析

冰箱压缩机用漆包铝圆线主流表面润滑剂为L90，但从同行业试用情况确认，使用L90会导致“乙醇实验和相容性实验”合格率无法保证，是当前行业迫切需解决的难点。

从乙醇实验和相容性实验两项实验条件、方法进行分析：

①乙醇实验：取漆包铝圆线表面润滑剂加入30毫升无水乙醇,将其放置在-30±5℃的低温箱内静置24小时。观察放置后烧杯中的溶液有无絮状物生成，有絮状物生产则实验不合格；反之，合格；

②相容性实验方法：取漆包铝圆线表面润滑剂和50ml酯类润滑油混合，搅

拌均匀。在-30±5℃的低温箱内静置24小时，溶液无悬浮物、浑浊、白色絮状物出现，实验合格；反之，不合格。

（2）确定影响因素

根据控制变量法分析可知，在实验条件、方法固定的情况，确定“乙醇实验和相容性实验”影响因素为漆包铝圆线表面润滑剂，表面润滑剂的成分、涂覆量等。

（3）方案实施

方案①：通过调整涂覆L90表面润滑剂含量，验证是否能达到乙醇实验和相容性实验合格的目的（实验数据见表3）。

方案②：项目组对表面润滑剂重新配比，制成配比适宜的新型表面润滑剂Q05-2（减少蜡类占比，增加小分子油类，使其与乙醇、酯类相溶）用以验证是否能达到乙醇实验和相容性实验合格的目的（实验数据见表3）。

经过实验验证，L90不满足“乙醇实验和相容性实验”要求。L90涂覆含量在＞100mg/kg后出现乙醇实验和相容性实验不稳定情况，不满足长期生产需求，合格率降低。

采用新型表面润滑剂涂覆，乙醇实验和相容性实验合格且静摩擦系数对比L90涂覆整体下降约0.01，提升下游客户适用性。在实验项目合格前提，将润滑剂含量规定在60-200mg/kg，避免因标准裕度小，增加成本浪费。

表3 涂覆实验数据

二、结论

通过方案验证，拉丝油分离技术搭配超声波清洗技术，可极大提高漆包铝圆线附着性；通过工艺方案调试确认，“聚酯亚胺+聚酰胺酰亚胺+自润滑聚酰胺酰亚胺”三涂层复合（底表比例7：3）”，产品热性能、机械性能、滑性更优异。采用新型表面润滑剂涂覆，乙醇实验和相容性实验合格且静摩擦系数对比现有涂覆整体下降约0.01，提升下游客户适用性。本研究工作中的工艺方案符合冰箱压缩机使用漆包铝圆线使用要求。

参考文献：

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