一种感应线圈及其制备方法技术

本发明专利技术属于感应加热设备制造方法技术领域，特别涉及一种感应线圈及其制备方法。本发明专利技术感应线圈的紫铜管线圈上焊接有紫铜棒，紫铜管线圈及紫铜棒表面覆有绝缘陶瓷层，绝缘陶瓷层上缠绕有1层以上浸渍有浸胶的玻璃纤维布带；感应线圈的支撑板条选用陶瓷材料，拧紧螺母采用陶瓷材料，整个感应线圈外采用高温绝缘胶进行整体刷涂包裹；紫铜棒通过拧紧螺母与支撑板条相连，用以固定紫铜管线圈。本发明专利技术感应线圈的制备方法简便易行，能够确保感应线圈在高温挥发的金属蒸气中使用时有效防止大量挥发的金属蒸气沉积，从而避免匝间短路引起的打火等问题，延长了线圈的使用寿命，降低了设备的故障率，减轻了劳动强度，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种感应线圈及其制备方法
本专利技术属于感应加热设备制造方法
，特别涉及一种感应线圈及其制备方法。
技术介绍
感应加热技术因其加热速度快、操作便捷、节越能源等优点在近年来的金属熔炼设备上获得了广泛应用。通常的感应线圈一般采用裸铜管，起支撑作用的一般采用环氧树脂层压板或电木板用于线圈匝间的绝缘板条。在低温金属的熔炼过程中，现有感应线圈完全能够适应熔炼需求。这是因为，金属熔炼温度低(如铝合金一般低于1000℃)，就算有挥发性金属挥发量也较高温要少很多，其在水冷铜感应线圈以及绝缘板条表面沉积层的附着力较低，感应线圈的绝缘性降低不明显，并且这种沉积的金属灰尘易于清除。但当高温熔炼合金时(熔炼铜合金一般需要1200℃～1500℃)，此时由于温度高，一方面树脂基材绝缘板条容易发生碳化，另外紫铜线圈表面也容易被挥发性金属气相牢固沉积并附着，还有的就是绝缘板条的紧固的小铜棒表面也容易沉积金属灰与绝缘板条上的沉积物连成一体，从而导致线圈匝间短路，造成打火现象。发生打火问题，则感应加热电场收到干扰，会造成无法加热等问题的发生。为了解决上述问题，需要针对高温熔炼含挥发性合金的感应线圈进行制备方法的改进。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种感应线圈及其制备方法。一种感应线圈，紫铜管线圈上焊接有紫铜棒，紫铜管线圈及紫铜棒表面覆有绝缘陶瓷层，绝缘陶瓷层上缠绕有1层以上浸渍有浸胶的玻璃纤维布带；感应线圈的支撑板条选用陶瓷材料，拧紧螺母采用陶瓷材料，整个感应线圈外采用高温绝缘胶进行整体刷涂包裹；紫铜棒通过拧紧螺母与支撑板条相连，用以固定紫铜管线圈。所述绝缘陶瓷层由氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氮化硼和氮化硅中的一种以上组成。所述绝缘陶瓷层中氧化铝与氧化钛的质量比为(50～90)：(10～50)；氧化铝、氧化钛和二氧化硅的质量比依次为(60～90)：(5～35)：5；氧化铝与氮化硼的质量比为(80～90)：(10～20)；氧化硅与氮化硼的质量比为(50～80)：(20～50)；氧化铝与氮化硅的质量比为(80～90)：(10～20)。所述浸胶成分为环氧树脂胶。所述玻璃纤维布带的材质为纯石英玻璃纤维布带或高硅氧玻璃纤维布带。所述支撑板条的材质为绝缘性良好的氧化铝陶瓷(99瓷)或氧化铝-氮化硼复合陶瓷。选择的理由是要保证其强度避免高温熔炼金属时由于感应线圈的变形力以及自身热膨胀导致的应力过大而碎裂。所述拧紧螺母所采用陶瓷材料材质为可加工的氮化硼陶瓷。利用氮化硼陶瓷的可加工性与高的断裂韧性，确保金属灰尘不容易沉积在紫铜短棒上。所述高温绝缘胶的材质为耐高温绝缘高导热环氧胶或耐350℃温度以上的有机硅胶。一种感应线圈的制备方法，包括如下步骤：(1)紫铜管线圈及紫铜短棒表面绝缘陶瓷层的制备；(2)用浸渍有浸胶的玻璃纤维布带，依次沿紫铜管及其上焊接的紫铜短棒表面紧密缠绕一层以上，实际情况根据感应线圈匝间的距离及合金熔炼时金属蒸气实际挥发量而定，一般要求3层以上；(3)对装配好的感应线圈的整体，涂刷高温绝缘胶，目的是降低高温熔炼金属时胶层本身发生碳化导致的紫铜管线圈匝间的短路和打火。所述紫铜管线圈及紫铜短棒表面绝缘陶瓷层的制备采用溶胶凝胶法或离子喷涂法；所述溶胶凝胶法包括如下步骤：先分别制备出氧化铝、氧化钛、氧化硅三种氧化物的溶胶，氮化硼或氮化硅选用较小粒径的(微米级)固态粉末分别盛放备用；按照质量比将固态粉末与溶胶混合均匀，将溶胶调至合适的粘度后，在紫铜管线圈及紫铜短棒表面进行施度，经低温除去挥发分后，进行热处理得到绝缘陶瓷层；所述离子喷涂法包括如下步骤：所需原料均采用固态纳米级颗粒，按质量比配制出混合料粉，通过气体种类、喷射速度、送粉量等参数的合理调节，获得紫铜管线圈及紫铜短棒表面上具有一定结合强度的绝缘陶瓷层。所述低温除去挥发分的温度为80℃～120℃。所述热处理的温度为500℃～900℃，热处理时间为1h～10h。本专利技术的有益效果为：本专利技术感应线圈的制备方法简便易行，能够确保感应线圈在高温挥发的金属蒸气中使用时有效防止大量挥发的金属蒸气沉积在紫铜线圈及其上焊接的小铜棒以及起匝间绝缘支撑用的绝缘板条上，从而避免匝间短路引起的打火等问题，延长了线圈的使用寿命，降低了设备的故障率，减轻了劳动强度，提高了生产效率。附图说明图1为本专利技术感应线圈结构示意图；图2为本专利技术紫铜管线圈结构示意图；图中标号：1-紫铜管线圈、2-紫铜棒、3-支撑板条、4-拧紧螺母、5-出水口、6-进水口、7-绝缘陶瓷层、8-玻璃纤维布、9-高温绝缘胶。具体实施方式本专利技术提供了一种感应线圈及其制备方法，下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。一种感应线圈，紫铜管线圈1上焊接有紫铜棒2，紫铜管线圈1及紫铜棒2表面覆有绝缘陶瓷层7，绝缘陶瓷层7上缠绕有1层以上浸渍有浸胶的玻璃纤维布带8；感应线圈的支撑板条3选用陶瓷材料，拧紧螺母4采用陶瓷材料，整个感应线圈外采用高温绝缘胶9进行整体刷涂包裹；紫铜棒2通过拧紧螺母4与支撑板条3相连，用以固定紫铜管线圈1。所述绝缘陶瓷层7由氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氮化硼和氮化硅中的一种以上组成。所述绝缘陶瓷层7中氧化铝与氧化钛的质量比为(50～90)：(10～50)；氧化铝、氧化钛和二氧化硅的质量比依次为(60～90)：(5～35)：5；氧化铝与氮化硼的质量比为(80～90)：(10～20)；氧化硅与氮化硼的质量比为(50～80)：(20～50)；氧化铝与氮化硅的质量比为(80～90)：(10～20)。所述浸胶成分为环氧树脂胶。所述玻璃纤维布带8的材质为纯石英玻璃纤维布带或高硅氧玻璃纤维布带。所述支撑板条3的材质为绝缘性良好的氧化铝陶瓷(99瓷)或氧化铝-氮化硼复合陶瓷。选择的理由是要保证其强度避免高温熔炼金属时由于感应线圈的变形力以及自身热膨胀导致的应力过大而碎裂。所述拧紧螺母4所采用陶瓷材料材质为可加工的氮化硼陶瓷。利用氮化硼陶瓷的可加工性与高的断裂韧性，确保金属灰尘不容易沉积在紫铜短棒2上。所述高温绝缘胶9的材质为耐高温绝缘高导热环氧胶或耐350℃温度以上的有机硅胶。对比例1采用裸紫铜管感应线圈，根据设计需要在其上确定位置焊接若干用于连接的一端带螺纹的紫铜短棒，紫铜短棒穿过环氧树脂层压板条上预先加工的孔并用铜或镀铜的钢螺母进行连接。该感应线圈用于中频加热熔炼铜铬合金，温度为1400℃。熔炼8次后，由于金属铬的挥发，紫铜管、紫铜小棒、环氧树脂层压板、钢螺母等表面均沉积了一层较厚的铬粉，导致第9次熔炼时，感应线圈匝间打火，感应线圈不能正常加热，停产检修。实施例1紫铜管线圈及其上焊接的紫铜短棒表面制备了一层氧化铝：氧化钛：二氧化硅＝(60～90)：(5～35)：5(质量比)的保护层，厚度为0.5μm～100μm，分别制备了氧化铝、氧化钛和二氧化硅溶胶，之后将三者按比例混合均匀，氧化气氛下在80℃加热除去挥发分形成溶胶，溶胶涂覆于紫铜管线圈及其上焊接的紫铜短棒表面，再在500℃下烘干1小时。其上缠绕1层浸环氧树脂胶的玻璃纤维布带，线圈的支撑板条选用氧化铝(99瓷)，拧紧螺母采用氮化硼材料，整个感应线圈外采用耐高温环氧树脂胶进行整体刷涂包裹，涂刷厚度为1mm。该感应线圈用于中频加热熔炼铜铬合金，温度为1400℃。熔炼80次后，感应线圈匝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应线圈，其特征在于，紫铜管线圈上焊接有紫铜棒，紫铜管线圈及紫铜棒表面覆有绝缘陶瓷层，绝缘陶瓷层上缠绕有1层以上浸渍有浸胶的玻璃纤维布带；感应线圈的支撑板条选用陶瓷材料，拧紧螺母采用陶瓷材料，整个感应线圈外采用高温绝缘胶进行整体刷涂包裹；紫铜棒通过拧紧螺母与支撑板条相连，用以固定紫铜管线圈。

【技术特征摘要】
1.一种感应线圈，其特征在于，紫铜管线圈上焊接有紫铜棒，紫铜管线圈及紫铜棒表面覆有绝缘陶瓷层，绝缘陶瓷层上缠绕有1层以上浸渍有浸胶的玻璃纤维布带；感应线圈的支撑板条选用陶瓷材料，拧紧螺母采用陶瓷材料，整个感应线圈外采用高温绝缘胶进行整体刷涂包裹；紫铜棒通过拧紧螺母与支撑板条相连，用以固定紫铜管线圈。2.根据权利要求1所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层由氧化铝、氧化钛、二氧化硅、氮化硼和氮化硅中的一种以上组成。3.根据权利要求2所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层中氧化铝与氧化钛的质量比为(50～90)：(10～50)。4.根据权利要求2所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层中氧化铝、氧化钛和二氧化硅的质量比依次为(60～90)：(5～35)：5。5.根据权利要求2所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层中氧化铝与氮化硼的质量比为(80～90)：(10～20)。6.根据权利要求2所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层中二氧化硅与氮化硼的质量比为(50～80)：(20～50)。7.根据权利要求2所述的一种感应线圈，其特征在于，所述绝缘陶瓷层中氧化铝与氮化硅的质量比为(80～90)：(10～20)。8.根据权利要求1所述的一种感应线圈，其特征在于，所述浸胶成分为环氧树脂胶。9.根据权利要求1所述的一种感应线圈，其特征在于，所述玻璃纤维布带的材质为纯石英玻璃纤维布带或高硅氧玻璃纤维布带。10.根据权利要求1所述的一种感应线圈，其特征在于，所述支撑板条的材质为氧化铝陶瓷或氧化铝-氮化硼复合陶瓷。11.根据权利要求1所述的一种感应线圈，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：范叶明，张习敏，韩媛媛，郭宏，张永忠，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11