[發(fā)明專利]一種低壓電器用觸頭材料與銅復(fù)合方法

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• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN111029179A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊叢濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱東大高新材料股份有限公司
• 主分類號: H01H1/021
• 分類號: H01H1/021;H01H11/04
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發(fā)明提供一種低壓電器用觸頭材料與銅的覆合方法，如下：將觸頭材料表面進行噴砂處理，然后采用冷噴涂機，在料罐加入銅粉和不銹鋼球，將銅粉和不銹鋼球的混合體噴向觸頭材料的表面，噴涂后的觸頭材料在保護氣氛下燒結(jié)，制成表面覆合銅的觸頭材料。本發(fā)明不僅能夠快速、經(jīng)濟的在觸頭帶材上覆銅層，而且對于AgW、AgWC、AgWCC這類采用熔滲法或粉末冶金法單粒制備的觸頭也能高效、低成本的覆上銅層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低壓電器用觸頭材料的制造領(lǐng)域，具體涉及一種低壓電器用觸頭材料與銅的覆合方法。

背景技術(shù)

觸頭是低壓電器的核心元件，起著接通、載流和分斷電流的作用。觸頭材料的發(fā)展一直伴隨著各種節(jié)銀方法的實施，其中最普遍的就是采用銀合金/銅復(fù)合的方式節(jié)銀，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，一般可節(jié)銀50％以上。銀合金/銅復(fù)合工藝多采用粉末冶金法和熱軋覆合法。

粉末冶金法是將銀合金粉、銅粉壓制成兩層的坯料，經(jīng)過燒結(jié)、復(fù)壓、復(fù)燒得到最終產(chǎn)品。這種方法制備的觸點密度不高，一般只能達到相對密度的95％左右，在后續(xù)的焊接過程中存在著起泡的風(fēng)險；另外，采用粉末冶金法制備的觸點銀層和銅層都無法做的很薄，而且銀層中容易混入銅顆粒、銅層中容易混入銀顆粒，造成產(chǎn)品性能的下降。

熱軋覆合法是將銅帶材和觸頭帶材在加熱到一定溫度后，用軋機進行大變形量軋制，將兩種材料軋制成一體的工藝。此方法存在著成材率低、不利于觸頭加工過程中產(chǎn)生的邊角料的回收、無法對單粒加工的觸頭材料復(fù)合等諸多不利因素。

無論是粉末冶金法還是熱軋覆合法都無法對AgW、AgWC、AgMo這類采用熔滲法制備的觸頭材料進行復(fù)合，而這些材料廣泛應(yīng)用于低壓斷路器產(chǎn)品，由于其銀含量高，導(dǎo)致其價格居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種低壓電器用觸頭材料與銅的覆合方法，能夠有效降低成本，可靠性高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種低壓電器用觸頭材料與銅的覆合方法，如下：將觸頭材料表面進行噴砂處理，然后采用冷噴涂機，在料罐加入銅粉和不銹鋼球，將銅粉和不銹鋼球的混合體噴向觸頭材料的表面，噴涂后的觸頭材料在保護氣氛下燒結(jié)，制成表面覆合銅的觸頭材料。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

1、所述的銅粉平均粒度1μm，不銹鋼球的直徑為0.5-1mm。

2、所述的銅粉與不銹鋼球的重量比為1：1-2。

3、噴涂時，儲氣罐氣體壓力1.0-1.5MPa，冷噴涂機與觸頭材料相對移動速度為2-6mm/s，送氣溫度15-350℃，噴槍距離觸頭材料表面為15-30mm。

4、噴涂后的觸頭材料在保護氣氛下，500-750℃燒結(jié)1-2h。

5、所述的觸頭材料為熔滲法或粉末冶金法制備的單粒觸頭。

本發(fā)明具有如下有益效果及優(yōu)點：本發(fā)明的方法是利用高壓氣體通過縮放管產(chǎn)生超音速流動，將粉末粒子從軸向送入高速氣流中，經(jīng)加速后，通過較大的塑性變形而沉積于基體表面上形成涂層。冷噴涂可以在室溫或低于粉末熔點的溫度噴涂，與熱噴涂技術(shù)相比，冷噴涂的粒子沒有熔化，涂層對基體的熱影響很小，使得涂層與基體間的熱應(yīng)力減少，并且冷噴涂層層間應(yīng)力較低，且主要是壓應(yīng)力，有利于沉積較厚的涂層。本發(fā)明將一定重量的不銹鋼球加入到噴涂銅粉中，使不銹鋼球和銅粉同時向觸頭材料基體撞擊，由于鋼球較重，無法得到足夠的加速度，所以不會產(chǎn)生使其變形的速度，不會鑲嵌到銅層中，只會產(chǎn)生類似噴丸的效果，使噴涂層密度增加。本發(fā)明的一次噴涂效果相當(dāng)于原有技術(shù)的多次噴涂、多次噴丸、多次燒結(jié)的效果。而且后續(xù)的一次低溫?zé)Y(jié)就能實現(xiàn)銅層的致密化。本發(fā)明不僅能夠快速、經(jīng)濟的在觸頭帶材上覆銅層，而且對于AgW、AgWC、AgWCC這類采用熔滲法或粉末冶金法單粒制備的觸頭也能高效、低成本的覆上銅層。

附圖說明