【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光加工，具体地涉及一种铜线掺杂高导电率材料的处理方法、装置及改性铜线。
技术介绍
1、铜具有优异的导电性能，铜线代替铝线作为目前新能源汽车用电机主要使用的绕组材料。如圆线定子，扁线定子等所使用的绕组均采用铜线。
2、目前铜线在电机上使用是仍然存在着电损率高等问题，在铜表面镀银通常是增加铜线电导率的方法。但是传统的镀银方式涂覆存在着银层厚度有限，工艺复杂，表面平整度低的问题；并且该银层与铜线表面之间的附着力不足，容易在弯折后发生分层和脱落的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种铜线掺杂高导电率材料的处理方法、装置及改性铜线。
2、第一方面，本专利技术提供一种铜线掺杂高导电率材料的处理方法，包括以下步骤：
3、s1，利用加热源对铜线表面加热，使铜线表面的局部位置熔融并形成凹坑；
4、s2，向凹坑注入高导电率材料，使得高导电率材料与凹坑中熔融的铜材料混合，以填充凹坑；
5、s3，冷却固化凹坑中熔融的铜材料，以使得高导电率材料掺杂到铜线中。
6、在至少一个实施方式中，s1中，在惰性气体保护下，利用加热源对铜线表面加热；和/或，s2中，利用惰性气体的气流将高导电率材料注入凹坑。
7、在至少一个实施方式中，s2中，利用至少一对喷射器向凹坑发射高导电率材料，成对的两个喷射器对称设置于加热源沿铜线周向的两侧。
8、在至少一个实施方式中
9、在至少一个实施方式中，加热源为激光发射器，激光发射器和喷射器在铜线表面的入射点邻接，铜线能够沿自身长度方向移动。
10、在至少一个实施方式中，s1和s2中，利用喷射器向凹坑发射高导电率材料，喷射器和加热源位置固定，铜线能够沿长度方向移动，通过调节铜线的移动速度来调节铜线表面凹坑的数量和/或深度。
11、在至少一个实施方式中，当铜线的横截面为圆形时，在铜线沿长度方向移动的过程中同步旋转铜线。或者，在铜线沿长度方向移动的过程中铜线不旋转，喷射器和加热源同步绕铜线的中心线转动。
12、当铜线的横截面为方形时，在铜线的四个侧面分别加热以形成的凹坑。
13、在至少一个实施方式中，s1和s2中，铜线设于保温环境中，该保温环境的温度被设置为:能够避免铜线表面凹坑在设定时间内不会冷却至脱离熔融状态。
14、在至少一个实施方式中，在s2和s3之间还包括s20，对铜线表面进行平整处理，将高导电率材料凸出于凹坑的材料去除，以使得铜线表面为光滑表面。
15、第二方面，本专利技术提供一种铜线掺杂高导电率材料的加工装置，用于实现第一方面的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，包括加热源、喷射器和牵引设备。加热源用于加热铜线表面，并在铜线表面局部位置形成凹坑。喷射器用于向凹坑注入高导电率材料。牵引设备用于驱动铜线沿长度方向移动。
16、第三方面，本专利技术提供一种改性铜线，通过第一方面的铜线掺杂高导电率材料的处理方法制作而成，该改性铜线包括铜线本体，铜线本体的表面具有多个凹坑，凹坑中填充有高导电率材料。
17、以上一个或多个技术方案的有益效果在于：
18、（1）本方案中利用加热源在铜线表面形成熔融状态的凹坑，在凹坑处于熔融状态的情况下注入高导电率材料，使得高导电率材料能够于凹坑内熔融的铜材料充分混合，最后将熔融的铜材料和高导电率同步冷却和固化。首先，这种设置方式中高导电率材料掺杂于铜线表层，能够充分利用电流的集肤效应，使得铜线导电性能的提高更加明显。其次，凹坑中熔融状态的铜材料能够将高导电率材料物理熔结掺杂到铜导线的表层内部，形成一体结构，可以显著提升导线的耐久性和稳定性，避免弯折过程中发生分层和脱落。
19、（2）本方案中，s1在惰性气体的保护下利用加热源对铜线表面加热；
20、和/或，s2中，利用惰性气体的气流将高导电率材料注入凹坑。这种设置方式采用惰性气体可以防止铜线在熔融时发生氧化。
21、（3）本方案中，至少利用至少一对喷射器向凹坑发射高导电率材料，成对的两个喷射器对称设于加热源沿铜线周向的两侧。这种设置方式使得成对的喷射器处喷射的气流量相同，两股高导电率材料能够相互碰撞以降低动能，进而将高导电率材料沉积于凹坑中，不会因为动能过大而飞溅出凹坑。
22、（4）本方案中，加热源朝向铜线的入射方向垂直于铜线的中心线，喷射器的喷射方向与加热源入射方向的夹角为15°-75°。上述夹角范围不会因为夹角过小，而导致高导电率材料在气流的作用下从凹坑内溢出；也不会因为夹角过大，而导致部分高导电率材无法进入到凹坑。
23、（5）本方案中，激光发射器和喷射器在铜线表面的入射点邻接，铜线能够沿自身长度方向移动。当激光发射器刚在铜线表面加热形成凹坑后，凹坑还没冷却就立即将高导电率材料注入到凹坑内。这种设置方式能够避免铜线熔融后发生冷却，高导电率材料不易与凹槽中的铜材料掺杂的问题。并且不会出现冷却速率的差异导致的高导电率材料在各个凹坑内填充量不一致的问题，能够使得掺杂导电材料的铜线各个部位电导率相同。
24、（6）本方案中，喷射器和加热源位置固定，铜线能够沿长度方向移动，通过调节铜线的移动速度来调节铜线表面凹坑的数量和/或深度。这种设置方式中，加热源和喷射器的工作参数可以恒定不变，通过调节铜线的移动速度就能够加工出不同参数的凹坑，不会因为加热源本身的参数范围极值，而无法加工出所需的铜线的问题。
25、（7）本方案中，当铜线的横截面为圆形时，在铜线沿长度方向移动的过程中同步旋转铜线；或者，在铜线沿长度方向移动的过程中铜线不旋转，喷射器和加热源同步绕铜线的中心线转动。这种设置方式便于在铜线表面形成螺旋状的凹坑，并且填充于凹坑中的高导电率材料同样为螺旋状结构，以便于增加高导电率材料在铜线表面掺杂的均匀程度。
26、当铜线的横截面为方形时，该铜线为扁线结构，在铜线的四个侧面分别加热以形成的凹坑；这种设置方式便于增加高导电率材料在铜线表面掺杂的均匀性，提高铜线的导电效果。
27、（8）本方案中，在对铜线和高导电率材料进行同步冷却固化之前，对铜线的表面进行平整处理，这种设置方式能够使铜线表面光滑，避免凹坑部位在掺杂高导电率材料后高度高于其余部位，使得导线粗糙度变大的问题。
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1.一种铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，S1中，在惰性气体保护下，利用加热源对铜线表面加热；
3.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，S2中，利用至少一对喷射器向凹坑发射高导电率材料，成对的两个喷射器对称设置于加热源沿铜线周向的两侧。
4.根据权利要求3所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，所述加热源朝向铜线的入射方向垂直于铜线的中心线，所述喷射器的喷射方向与加热源入射方向的夹角为15°-75°。
5.根据权利要求3所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，所述加热源为激光发射器，所述激光发射器和喷射器在铜线表面的入射点邻接，所述铜线能够沿自身长度方向移动。
6.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，S1和S2中，利用喷射器向凹坑发射高导电率材料，喷射器和加热源位置固定，所述铜线能够沿长度方向移动，通过调节铜线的移动速度来调节铜线表面凹坑的数量和/或深度
7.根据权利要求6所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，在S2和S3之间还包括：
9.一种铜线掺杂高导电率材料的加工装置，用于实现权利要求1-8中任意一项所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，包括：
10.一种改性铜线，通过权利要求1-8中任意一项所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法制作而成，其特征在于，包括铜线本体，所述铜线本体的表面具有多个凹坑，所述凹坑中填充有高导电率材料。
...【技术特征摘要】
1.一种铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，s1中，在惰性气体保护下，利用加热源对铜线表面加热；
3.根据权利要求1所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，s2中，利用至少一对喷射器向凹坑发射高导电率材料，成对的两个喷射器对称设置于加热源沿铜线周向的两侧。
4.根据权利要求3所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，所述加热源朝向铜线的入射方向垂直于铜线的中心线，所述喷射器的喷射方向与加热源入射方向的夹角为15°-75°。
5.根据权利要求3所述的铜线掺杂高导电率材料的处理方法，其特征在于，所述加热源为激光发射器，所述激光发射器和喷射器在铜线表面的入射点邻接，所述铜线能够沿自身长度方向移动。
【专利技术属性】
技术研发人员：张铃，郑广会，王文，袁小庆，任莹，郑金泽，郑金宇，
申请(专利权)人：天蔚蓝电驱动科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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