[發明專利]層狀復合電接觸材料的連續擠壓復合的方法

有效

• 申請號: 201310259806.8
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103302126A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 陳樂生;劉偉利;陳曉;孫增耀;祁更新
• 申請（專利權）人: 溫州宏豐電工合金股份有限公司
• 主分類號: B21C23/22
• 分類號: B21C23/22;B21C29/00;B21C31/00
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技術領域

本發明涉及貴廉金屬的層狀復合電接觸材料制備技術，具體地說，是一種采用連續擠壓復合技術復合雙層或多層金屬材料，生產貴廉異種金屬層狀復合電接觸材料的方法。

背景技術

降低成本是目前電接觸材料行業的重要內容。為此，雙層或多層復層觸頭材料因其貴金屬用量少、綜合性能好、價格便宜成為人們研究的熱點。近幾年來，英國、日本、德國等國家都大力開展復合技術、復層工藝的研究。目前制造層狀復合電接觸材料的方法主要有軋制復合、爆炸焊接、冷壓復合、擴散焊接、滾焊等。雖然以上復合技術已應用于生產且有各自的優點，但同時不可避免的存在一些缺點，如軋制復合材料在制備過程中容易彎曲而影響結合界面質量；爆炸復合材料的結合界面易呈現波形而影響了其結合強度，而且產品尺寸精度難以控制，不能連續生產。

美國專利No4208898,No4215560以及日本專利昭52-57068等報導了采用擠壓法制造復合型材的工藝，美國專利US4163377A采用連續擠壓制造單一金屬導線的工藝。中國專利CN85100076A報導了包覆導線的連續擠壓工藝。這些工藝并不適合制備層狀復合電接觸材料。

公開號為101947689A的中國發明專利，提供了一種銅鋁復合板的連續復合成形方法及其復合成形裝置，該發明中鋁坯料是以固態形式與銅復合，而本發明中坯料是半熔融態與基體材料復合，因此獲得的結合界面質量更好。

公開號為101704181A的中國發明專利，提供了一種貴/廉金屬層狀復合材料零部件短流程制備方法；公開號為101704182A的中國發明專利，提供了一種貴/廉金屬層狀復合材料零部件冷壓復合成形方法，以上發明無法實現零部件的連續化生產，且前期需準備所需尺寸的貴廉金屬板，工藝過程復雜，而本發明可實現從原材料到一體化元件的連續近終成型生產，且工藝相對簡單。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種層狀復合電接觸材料的連續擠壓復合的方法，利用連續擠壓原理實現貴廉金屬的層狀復合，實現層狀復合電接觸材料的高效率、低耗能連續復合；實現近終成型，產品尺寸精度高，工藝簡單，可控性好，邊角廢料少。

為實現上述的目的，本發明所述層狀復合電接觸材料的連續擠壓復合的方法，包括如下步驟：

第一步，根據層狀復合電接觸材料所需確定貴、廉金屬坯料，對貴金屬坯料表面進行清洗處理，對廉金屬坯料加熱，加熱后的廉金屬坯料在連續擠壓機口處進行表面切削，并對新鮮表面進行防氧化保護。

第二步，貴、廉金屬材料分別進行第一步的預處理后，進入擠壓機中完成復合過程。貴金屬坯料在擠壓輪的推擠和摩擦作用下以半熔融狀態復合在廉金屬坯料表面，得到層狀復合電接觸材料。

第三步，層狀復合電接觸材料剛擠出?？跁r，進行強制冷卻。

所述第一步中：貴、廉金屬坯料根據最終層狀復合電接觸材料設計需要進行選擇。擠壓復合開始前，對貴金屬坯料進行清理清洗處理，使用機械法(如鋼絲刷)或超聲波法或高壓渦流法或噴丸法等去除不利于復合的金屬表面油污、氧化皮和夾雜等附著物；對廉金屬坯料加熱，加熱后在連續擠壓機口處對廉金屬坯料表面切削，并在連續擠壓機內，通入氮氣進行防氧化保護，氮氣的純度要求達到99％以上。

廉金屬坯料加熱的溫度根據具體的貴金屬坯料的熔點和廉金屬坯料的吸熱能力來確定，因為不同貴金屬變成熔融態的溫度不一樣，需要與之配合的廉金屬材料的加熱溫度不一樣，同時，不同廉金屬的吸熱能力也會影響其加熱溫度。本發明中，廉金屬坯料加熱的溫度選擇在200～500℃范圍內，可以防止其過多吸收貴金屬坯料的熱量而降低貴金屬坯料的變形溫度和流動性。

所述第二步中：在連續擠壓成形過程中，擠壓輪不斷旋轉，在變形體和模具及堵頭接觸面上的摩擦功和塑性變形功的作用下，變形體在塑性變形的同時，與模具及周圍環境進行熱交換，促使變形體和模具內的溫度場以及變形體的應力場、應變場等不斷發生變化。因為擠壓輪的轉動是連續擠壓成形過程的動力源，其速度構成了連續擠壓成形過程中最重要的影響因素，通過仿真模擬研究擠壓輪速度對連續擠壓成形過程中變形的溫度場、應力場、應變場的影響，確定在復合過程中，擠壓輪線速度15～150m/min，廉金屬坯料的運動速度0.6～30m/min。

所述第三步中：所述強制冷卻采用冷卻水噴射進行，層狀復合電接觸材料從冷卻水槽經過后由壓縮空氣將表面水分吹干。

本發明中，如果是鑲嵌復合，則第一步中對金屬材料預處理進一步包括對廉金屬坯料預先開槽，則第二步中貴金屬坯料在擠壓輪的推擠和摩擦作用下以半熔融狀態復合在廉金屬坯料的槽中。