[发明专利]一种低压电器用触头材料与铜复合方法

说明书

本发明提供一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法，如下：将触头材料表面进行喷砂处理，然后采用冷喷涂机，在料罐加入铜粉和不锈钢球，将铜粉和不锈钢球的混合体喷向触头材料的表面，喷涂后的触头材料在保护气氛下烧结，制成表面覆合铜的触头材料。本发明不仅能够快速、经济的在触头带材上覆铜层，而且对于AgW、AgWC、AgWCC这类采用熔渗法或粉末冶金法单粒制备的触头也能高效、低成本的覆上铜层。

技术领域

本发明涉及低压电器用触头材料的制造领域，具体涉及一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法。

背景技术

触头是低压电器的核心元件，起着接通、载流和分断电流的作用。触头材料的发展一直伴随着各种节银方法的实施，其中最普遍的就是采用银合金/铜复合的方式节银，其结构如图1所示，一般可节银50％以上。银合金/铜复合工艺多采用粉末冶金法和热轧覆合法。

粉末冶金法是将银合金粉、铜粉压制成两层的坯料，经过烧结、复压、复烧得到最终产品。这种方法制备的触点密度不高，一般只能达到相对密度的95％左右，在后续的焊接过程中存在着起泡的风险；另外，采用粉末冶金法制备的触点银层和铜层都无法做的很薄，而且银层中容易混入铜颗粒、铜层中容易混入银颗粒，造成产品性能的下降。

热轧覆合法是将铜带材和触头带材在加热到一定温度后，用轧机进行大变形量轧制，将两种材料轧制成一体的工艺。此方法存在着成材率低、不利于触头加工过程中产生的边角料的回收、无法对单粒加工的触头材料复合等诸多不利因素。

无论是粉末冶金法还是热轧覆合法都无法对AgW、AgWC、AgMo这类采用熔渗法制备的触头材料进行复合，而这些材料广泛应用于低压断路器产品，由于其银含量高，导致其价格居高不下。

发明内容

基于以上不足之处，本发明的目的是提供一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法，能够有效降低成本，可靠性高。

本发明的技术方案是这样实现的：一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法，如下：将触头材料表面进行喷砂处理，然后采用冷喷涂机，在料罐加入铜粉和不锈钢球，将铜粉和不锈钢球的混合体喷向触头材料的表面，喷涂后的触头材料在保护气氛下烧结，制成表面覆合铜的触头材料。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的铜粉平均粒度1μm，不锈钢球的直径为0.5-1mm。

2、所述的铜粉与不锈钢球的重量比为1：1-2。

3、喷涂时，储气罐气体压力1.0-1.5MPa，冷喷涂机与触头材料相对移动速度为2-6mm/s，送气温度15-350℃，喷枪距离触头材料表面为15-30mm。

4、喷涂后的触头材料在保护气氛下，500-750℃烧结1-2h。

5、所述的触头材料为熔渗法或粉末冶金法制备的单粒触头。

本发明具有如下有益效果及优点：本发明的方法是利用高压气体通过缩放管产生超音速流动，将粉末粒子从轴向送入高速气流中，经加速后，通过较大的塑性变形而沉积于基体表面上形成涂层。冷喷涂可以在室温或低于粉末熔点的温度喷涂，与热喷涂技术相比，冷喷涂的粒子没有熔化，涂层对基体的热影响很小，使得涂层与基体间的热应力减少，并且冷喷涂层层间应力较低，且主要是压应力，有利于沉积较厚的涂层。本发明将一定重量的不锈钢球加入到喷涂铜粉中，使不锈钢球和铜粉同时向触头材料基体撞击，由于钢球较重，无法得到足够的加速度，所以不会产生使其变形的速度，不会镶嵌到铜层中，只会产生类似喷丸的效果，使喷涂层密度增加。本发明的一次喷涂效果相当于原有技术的多次喷涂、多次喷丸、多次烧结的效果。而且后续的一次低温烧结就能实现铜层的致密化。本发明不仅能够快速、经济的在触头带材上覆铜层，而且对于AgW、AgWC、AgWCC这类采用熔渗法或粉末冶金法单粒制备的触头也能高效、低成本的覆上铜层。

附图说明