エナメル線の焼鈍処理

アニーリングの目的は、モールド引張工程で生じた導体を一定の温度で加熱することで、格子の変化とワイヤの硬化を起こさせ、分子格子の再配列後に工程の要求通りの柔らかさを回復させ、同時に、引張工程中に導体表面に残留した潤滑剤、油などを除去し、ワイヤが塗装しやすくなり、エナメル線の品質を確保することです。

最も重要なことは、巻線の使用中にエナメル線が適切な柔らかさと伸びを持ち、導電性の向上に役立つようにすることです。

導体の変形度合いが大きいほど、伸びは小さくなり、引張強度は大きくなります。

銅線の焼鈍処理には、一般的にディスク焼鈍、伸線機による連続焼鈍、塗装機による連続焼鈍の3つの方法があります。最初の2つの方法は、コーティング技術の要件を満たすことができません。ディスク焼鈍は銅線を軟化させるだけで、油の浸透が不十分です。焼鈍後の銅線は軟化しているため、線材を曲げると曲げ強度が増大します。

伸線機による連続焼鈍処理は銅線を軟化させ、表面の油脂を除去することができますが、焼鈍処理後の軟銅線はワイヤーリールに巻き取られ、多くの曲げ加工が施されます。塗装機による塗装前の連続焼鈍処理は、軟化と油脂除去の目的を達成するだけでなく、焼鈍処理された銅線を真っ直ぐにし、直接塗装装置に送り込むことで、均一な塗膜を形成することができます。

焼鈍炉の温度は、焼鈍炉の長さ、銅線の規格、およびライン速度に応じて決定する必要があります。同じ温度と速度であれば、焼鈍炉が長いほど、導体格子の復元がより完全になります。焼鈍温度が低い場合、炉内温度が高いほど伸びは向上しますが、焼鈍温度が非常に高い場合は逆の現象が発生し、温度が高いほど伸びは低下し、線材表面の光沢が失われ、さらには折れやすくなります。

焼鈍炉の温度が高すぎると、炉の寿命に影響を与えるだけでなく、停止時や終了時にラインが焼損しやすくなります。焼鈍炉の最高温度は約500℃に制御する必要があります。温度制御点を静温度と動温度の近い位置に選定することが効果的です。

銅は高温で酸化されやすく、酸化銅は非常に緩いため、塗膜が銅線にしっかりと付着できません。また、酸化銅は塗膜の老化に触媒作用を及ぼし、エナメル線の柔軟性に悪影響を及ぼします。熱衝撃や熱老化は銅線に悪影響を及ぼします。銅線が酸化されないようにするには、銅線を高温で空気中の酸素と接触させずに処理する必要があり、そのためには保護ガスが必要です。ほとんどの焼鈍炉は、一端が水封され、他端が開放されています。

焼鈍炉のシンク内の水には、炉を密閉し、線材を冷却し、保護ガスとして蒸気を発生させるという3つの機能があります。運転開始時には、焼鈍管内の蒸気量が少なく、適切なタイミングで空気から排出できない場合は、焼鈍管に少量のアルコール溶液（1：1）を充填することができます。（純アルコールを飲まないように注意し、使用量を管理してください。）

焼鈍槽の水質は非常に重要です。水中の不純物は線材を清潔に保ち、塗装に影響を与え、滑らかな塗膜を形成できません。使用する水の塩素含有量は5mg/l未満、電気伝導率は50μΩ/cm未満である必要があります。一定期間が経過すると、銅線の表面に付着した塩化物イオンが銅線と塗膜を腐食させ、エナメル線の塗膜に黒い斑点が現れます。品質を確保するために、溝は定期的に清掃する必要があります。

シンク内の水温も重要です。水温が高いと水蒸気が発生しやすくなり、焼鈍中の銅線を保護します。タンクから出た銅線は水蒸気を吸い込みにくくなり、むしろ銅線を冷却してしまいます。水温が低いと冷却効果はありますが、銅線に水が付着したままになり、塗装に悪影響を及ぼします。通常、太い線は冷たく、細い線は温かくなります。銅線が水面を離れて水しぶきを上げる時は、水温が高すぎます。

一般的に、太線は50～60℃、中線は60～70℃、細線は70～80℃の温度範囲で制御されます。ただし、乾燥速度が速く、水分の問題が深刻であるため、細線は熱風乾燥が推奨されます。