环氧树脂浇注件中金属嵌件表面处理工艺

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1、环氧树脂浇注件中金属嵌件表面处理工艺1引言一个绝缘浇注产品是由环氧树脂混合料与热膨胀系数及弹性系数均不一样的金属嵌件浇注在一起构成的。金属嵌件是外部构件与绝缘件相连接的关键部件，既要保证和绝缘材料的结合紧密、可靠，又要确保所处电场合理性和（或）电接触可靠。金属嵌件与环氧混合料的结合是否紧密牢靠的问题，在环氧浇注件中尤为关键，因而金属嵌件的机械加工质量和表面处理工艺就显得极为重要。本文针对金属嵌件的加工方法、表面处理工艺和嵌件安装于浇注模前的表面清洁要求做一阐述。2金属嵌件的加工要求环氧树脂浇注件中常用的金属嵌件有纯铜件、黄铜件、碳钢件、铝合金件、

2、铸钢件、铸铁件以及不锈钢件。嵌件材料根据绝缘件的需要来选择，但对不同的原材料除了特殊要求外，其加工工艺方法基本上是相同的。（1）加工金属嵌件的形状、材料必须符合图样要求，其外形尺寸、粗糙度、螺纹精度等都要达到合理要求。（2）对带有螺纹的嵌件，特别是铜嵌件的外形尺寸要有明确规定，不能为了降低成本将嵌件的外形尺寸缩小、厚度变薄，否则安装使用时易造成裂纹。例如：加工M12的铜嵌件，按要求需用Φ18的铜棒加工，若用Φ16的铜棒，易造成嵌件断裂，同时在产品后固化时由于嵌件较薄引起收缩变形，使用户在安装时螺纹配合较紧，产生胀力，造成环氧树脂与嵌件贴合处产生裂

3、纹。改进前嵌件直径仅有Φ15.7mm（实际值），加上单边切槽深1mm，单边厚度仅剩下0.85mm，该厚度很容易造成嵌件断裂。改进后嵌件直径有Φ17.7mm（实际值），经过单边切槽1mm后，单边厚度有1.85mm，壁厚增厚，强度也随之增大，可靠性明显增强。（3）金属嵌件外表面在设计时应全面考虑，尽可能避免尖角、棱角出现。嵌件加工质量的好坏对电性能影响较大，金属嵌件加工后不允许出现尖角、棱角。由于环氧固化物的线热膨胀系数比金属材料大得多，因此在浇注过程中带有金属材料时，应考虑到温度变化而产生的热应力。正是这种热应力和树脂固化时产生的收缩应力，共同构成

4、了环氧固化物的内应力，而该内应力往往集中在金属嵌件的尖角处，特别是在固化反应结束后，如果降温过快，这一应力将引起固化物的龟裂、分层和脱粘。因此，如何提高金属嵌件表面质量和产品固化工艺条件极为重要。通过实验证明，嵌件外表面加工切槽时，采用直角切削（未倒圆角）所产生的尖角、棱角与环氧混合料接触沿面将产生内应力集中，使机械强度受到破坏。同时，对电性能也有较大影响，使之产生电晕、局放量明显增大，长时间通电运行，尖角处长期放电使环氧介质损耗明显，绝缘层老化，造成击穿。将金属嵌件切槽由直角切削改为半圆形切削，并将尖角、棱角处倒成R角，消除尖角、棱角后，不但提

5、高了环氧混合料与金属嵌件的结合附着力，也防止了因嵌件尖角、棱角而引起的环氧浇注件应力集中与电晕放电现象。（4）考虑到金属嵌件与环氧混合料的结合附着力，对嵌件的滚花问题也进行了验证。生产中常用的金属嵌件表面一般采用直纹滚花和网纹滚花。直纹滚花的嵌件材料都是由市场上供应的直纹拉伸材料切削加工而成，加工方便，因此应用较广。但实验证明，使用网纹滚花的嵌件与环氧混合料的附着力要明显优于使用直纹滚花的嵌件。实例：将表面不同滚花方式的Φ15×21/M10嵌件浇注在同一规格Φ50×50绝缘子中进行了拉伸试验，试验发现使用网纹滚花嵌件的浇注件拉伸力达到15.75k

6、N，而使用直纹嵌件的浇注件拉伸力仅有10.75kN，两者足足相差5kN。网纹滚花嵌件的选择使用按GB/T6403.3-2008标准。3金属嵌件表面处理工艺要求金属嵌件与环氧混合料的结合必须附着力强、结合牢固。为了达到该目的，对金属嵌件应进行表面处理，其表面处理的方法有：镀铜、镀银、镀黄铜、铝金属表面阳极化，以及表面喷砂处理等。3.1嵌件表面处理前的质量要求（1）嵌件应清洁，并经过防锈处理（如喷砂）。（2）嵌件表面不允许有氧化皮、锈蚀、黑灰、油污、划伤、污垢、毛刺、裂纹、碰伤等机械损伤。（3）经焊接过的零件，焊缝应平整，不应有气孔或夹杂氧化皮或熔渣

7、等缺陷。（4）须镀层的零件，其镀前的尺寸、粗糙度等应严格控制，确保镀后零件质量。（5）带有烙印加工的零件，应检查烙印是否正确、完整，表面处理前规定烙印的零件应细致的做好烙印工作。（6）经喷砂处理的零件，需表面处理的，应尽量缩短间隔时间，以免影响表面处理质量及产生锈蚀，若拖延过久（零件表面变暗黑色或产生锈蚀），必须重新喷砂。（7）未经防锈处理的零件，不允许长期放置在潮湿的空气中，应采取防污防尘处理。3.2嵌件表面处理3.2.1镀锌对于钢件，镀锌为阳极性镀层，可起电化学保护作用。在干燥的空气中，镀锌层较稳定，在水中和潮湿空气中表面生成微密的氧化膜，有

8、保护性，在承受弯曲、扩展及拧合时不会脱落，但不能承压和摩擦。在温度低于-70℃时，镀层的保护性能明显降低。为了提高镀锌层的防护性能，，镀