[发明专利]一种高压开关用的螺旋弹簧触指及其制备方法

说明书

技术领域

本发明一种高压开关中使用的螺旋弹簧触指及其制备方法。

背景技术

我国各地能源和经济发展的不平衡，必须通过能源传输通道和错峰调节来协调，而高压开关则是最大能源—电力输送通道安全的重要保证。

触指是一类用于电气行业，尤其是高压开关中的电器零件，属于户外交流高压断路器灭弧室应用技术，它就像一个接触笼插在各个接触面之间。通过大量的接触点来连接各个表面，以连续和间歇的方式运行，每个接触点充当“桥梁”作用让电流通过。

螺旋弹簧触指是近年来发展起来的新型触指，有逐渐取代已有的“梅花”触指和“表带”触指的趋势。但一方面它的制备技术因特殊性而受到一定限制，另一方面，传统的螺旋弹簧触指选用铍青铜材质，铍是一种污染环境和致癌的金属元素，特别是使用中铍的挥发难以控制已成为世界性难题。为此，在不影响螺旋弹簧触指主要性能的前提下，改变螺旋弹簧触指用材成为必然。

发明内容

本发明目的在于提供一种高压开关用的螺旋弹簧触指及其制备方法，取代传统的铍青铜材质的弹簧触指，减少污染。

本发明采用如下技术方案：

一种高压开关用的螺旋弹簧触指，该螺旋弹簧触指为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圆簧的轴向，该螺旋弹簧触指的材料为铬锆铜，其中，铬含量为0.8~1.9%，锆含量为1.0~2.9%，其余为铜。

该螺旋弹簧触指，线材抗拉强度为380~420MPa，线材硬度为110~130HV。

所述的螺旋弹簧触指的制备方法，步骤为：

a、CrZrCu线材准备，按照螺旋弹簧触指的目标材料成分比例准备原材料，将原材料熔化，保温，冷却，加工得到CrZrCu棒料，将棒材拉拔得到目标直径的CrZrCu线材；

b、将步骤a得到的CrZrCu线材进行固溶处理和时效处理；

c、将步骤b处理好的CrZrCu线材按照目标参数即螺距的大小、每个节圆的直径、芯轴尺寸和总的弹簧圈数，进行绕制，得到直线弹簧；

d、将步骤c绕制得到的直线弹簧，沿弹簧圈的中心线弯成圆环，把弹簧两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧；

e、将焊接得到的封闭环形弹簧，在压力下折弯成型，使每个节圆呈符合要求的椭圆状。

步骤a中原材料可以为QCr0.5铬青铜（含铬0.4～1.1%的铬青铜）、0.5~0.8%的金属铬和1~3%的金属锆；真空熔化温度为1800℃±20℃，在该温度保温时间为2~4小时，冷却，加工得到CrZrCu棒料直径约80mm，拉拔得到CrZrCu线材直径为1~3mm。

实施步骤b的一种方法为：将CrZrCu线材，加热到980℃±5℃，保温1~2小时后，在20℃以下温度的水中在10s内快速淬火；将淬火后的CrZrCu线材再次加热到450℃±10℃，保温4~6小时，冷却至室温。

作为改进，在步骤d之前：对步骤c绕制得到的直线弹簧进行端面磨削，使卷绕末端厚度等于弹簧丝直径的25%-50%，弹簧末尾圈边缘无毛刺；根据要求，定出整形长度公差，对直线弹簧进行整形，调节节距均匀和弹簧的垂直度；对绕制得到的直线弹簧进行去应力退火。

在步骤c中，圈数比最终总圈数加两个耳钩的圈数。

步骤d中的一种焊接的方法为：焊前将要焊接区域进行打磨擦洗，去除油污、水分、灰尘及氧化膜，焊前预热温度150-300℃；采用小型的乙炔焊机，把弹簧两个末端贴紧，然后用焊枪快速将局部熔化，使两个末端熔合在一起，然后将焊点表面多余的附着物去除，保持与线材的直径一致；预热时焊枪喷嘴距工件距离大约在30-40mm，时间15~30秒，正式焊接时距离在20-30mm，时间20~50秒，焊接时旋转工件，调整旋转速度使其在旋转一周时完成焊接；焊接时先开氧气，再开乙炔气，焊接结束先关乙炔气，再关氧气；焊接时O₂/C₂H₂比值为1~1.2，乙炔气的流量不大于0.5L/min，O₂流量不大于1L/min，使用次外层的火焰进行焊接。