一种低成本环网动刀触头的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本环网动刀触头的制作方法，通过粉末冶金及热加工工艺制备的铜钨合金，导电导热性能优越，微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；制备的铜铬合金硬度高，电导率好，再通过氩弧焊接将铜钨合金、铜铬合金、铜或铜铬合金熔合，制备的动刀触头具有良好的耐电磨损，抗熔焊，导电导热性，制备方法简单，原料易获取，成本低廉，具有很好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本环网动刀触头的制作方法
本专利技术属于触头制造
，具体来讲是涉及一种低成本环网动刀触头的制作方法。
技术介绍
电触头是用于继电器、接触器、负荷开关、中低压断路器以及家用电器、汽车电器等开关电器的主导电接触材料。特别是开关电器的可靠性直接影响整个电力系统的可靠运行，而电触头又是开关电器的重要部件之一。常用的可断触头是开关电器中不可缺少的部分，主要有以下几种：(1)刀形触头：结构简单，分为面接触和线接触，用于低压开关和高压隔离开关。(2)对接式触头：结构简单、动作速度快，接触面不稳定，随压力变化较大，动作时容易发生弹跳，无自洁作用，触头容易被电弧烧伤。(3)楔入形触头：由用双头螺栓套弹簧压装在导电座上的成对触片和楔形触块组成，这种触头在动、静触头的接触中，相互磨擦，接触面得以自动清扫。(4)插入式触头：静触头是由多片梯形触指组成，动触头为圆形铜导电杆，为了增加触头的抗弧能力，常常在触头座外套端部加装铜钨合金保护环，在导电杆端部加装铜钨合金的耐弧头，接通时，导电杆插在插座内，梯形触指被弹簧压在导电杆上，利用插座内径与导电杆的适当配合，使每片触指与导电杆形成两条线接触，接触可靠。同时，动静触头间的压力方向与运动方向垂直，触头接通时的弹跳小。动、静触头相对运动时产生磨擦，有自洁作用。电触头常用材料为纯金属材料、金属合金材料、金属陶瓷材料等，而动触头因为其工作特性，所以需要具有良好的耐电磨损，抗熔焊，导电导热性，接触电阻小，因此选用多重合金材料可以增加材料的硬度，提高耐机械磨损性。在通过短路电流时抗熔焊性能力强，电触头制造工艺对其性能影响很大，因此将粉末冶金工艺与氩弧焊接技术结合来制造的电触头有较好的抗熔焊性。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种低成本环网动刀触头的制作方法，通过粉末冶金和氩弧焊接的结合，使制成的动刀触头具有很好的耐机械磨损性和电导率。本专利技术的技术方案如下：一种低成本环网动刀触头的制作方法，主要包括以下步骤：(1)触点材料制备：将费氏平均粒度4-10微米的钨粉，经过800-1000℃干燥氨分解气体保护，保温30-60分钟，另取300目的电解铜粉，经过300-400℃干燥氨分解气体保护，保温10-30分钟，然后将所述的铜粉和钨粉按照质量比例在粉末混料机上混合均匀得到混合金属粉，其中混合金属粉中铜粉所占的质量比例为28-42％，余量为钨粉；将得到的混合金属粉置于模具内，并在压机上压制成型，压机的压力为8-10吨/平方厘米，将相同规格的无氧铜块放置在压制成型的钨铜合金粉坯上经1200℃-1300℃烧结，烧结时间60-120分钟，待冷却到室温后，得到带有覆铜层的钨铜合金的触头材料，备用；(2)触头材料制备：将粒径为20-30微米电解铬粉及铜粉按照2-3:3的质量比混合，通入氩气保护30分钟，继续在氩气气氛中进行混合，混合过程中加入合金总质量0.5-0.8％的粒径为20-30微米的石墨烯，混合均匀后在400-600MPa的压力下压制成型，将压制成型的坯料在1000-1050℃的真空环境中温度下烧结，保温2-3小时，取出冷却，待冷却至室温后，在真空度为1.0×10-4Pa的环境下加热到700-800℃，保温0.5-1h，放入热等静压机内压制，将压制完的坯料加热升温至950-1050℃，保温2-3h，随炉冷却，即得到铜铬合金的触头材料；(3)机械加工：将动刀主体材料通过机械加工出开有等间距嵌槽的长方体形状的动刀主体，所述的动刀主体上的嵌槽为截面为正方形的长方体形状；通过机械加工得到触点，触点是截面为正方形的长方体形状，正方形面积小于动刀主体上的嵌槽截面，触点一端开有圆柱状的嵌槽；触头经过机械加工为为圆柱状，所述的嵌入端圆柱截面积小于触点嵌槽的圆柱面积；(4)氩弧焊接：给动刀主体的嵌槽内，再将钨铜合金制备的触点压紧固在嵌槽内，加入焊接填料，将焊接填料干燥后盛于送粉机构中，待用，校准钨极氩弧焊枪与送粉机构送粉喷嘴对中，使喷射送粉轴线方向与钨电极的延长线相交，最终对准动刀主体与触点的待焊位置，送粉机构提前送粉，送粉机构采用自动填充的方式添加到待焊的铝合金材料焊缝中，在气压作用下使合金粉末由送粉喷口稳定喷出，钨极氩弧焊枪提前送氩气保护待焊区域，然后引燃电弧进行焊接，待焊区域焊接完成后，停止合金粉末喷射送进，熄弧，钨极氩弧焊枪滞后停气，焊接结束，焊件自然冷却，用超声波自动检测装置，对触头、触点与动刀主体之间的钎焊质量进行验收检测。进一步的，所述的钨极氩弧焊枪是一种利用旁轴送粉的自动焊枪，所述的送粉机构与钨极氩弧焊枪旁轴独立控制，使保护气体通道与送粉通道各自独立，合金粉末填充材料由自动送粉枪以旁轴方式送入电弧加热区，自动送粉枪采用万向联轴结构，使送粉入射角可根据焊接工艺任意调整至最佳入射角施焊，使用该焊枪进行合金粉末填充钨极氩弧焊接时，可以在焊接过程中获得稳定的送粉，能满足氩弧焊接各种规格送粉量的要求，焊接过程稳定，熔敷效率高，适用范围广。进一步的，所述的粉末混料机的转速在1-1.5转/分钟临界转速范围内，混料时间为12-15小时。进一步的，所述的热等静压机压制时施加压力载荷为100-120MPa，热等静压机内施加压力载荷的速率为2-3MPa/min，可以使坯料进行热致密化处理，通过热等静压处理后，可以达到100％致密化，提高整体力学性能。进一步的，所述的动刀主体材料是指铜或者铜铬合金材料，性能要求为HRB≧75。进一步的，所述的焊接填料是指按照5-15wt％Ag、10-30wt％Cu、余量为Sn的比例将其混合后研磨得到粒径为10-20微米的细粉，焊接填料的填充间隙为0.5-1mm，焊接填料的湿润性和流动性良好，可以焊更复杂和狭小通道的器件，氩弧焊接提高了产品的成品率，获得坚固的清洁的工作面。进一步的，所述的机械加工后的动刀主体平面的粗糙度为≦Ra0.2，所述的触点和触头加工表面粗糙度要求为Ra≦0.15μm。进一步的，所述的触点材料性能要求为：HB≧140，电导率≧28；所述的触头材料性能要求为：HB≧85，电导率≧52。与现有技术相比，本专利技术的方法具有以下优点：通过粉末冶金及热加工工艺制备的铜钨合金，导电导热性能优越，微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；制备的铜铬合金硬度高，电导率好，再通过氩弧焊接将铜钨合金、铜铬合金、铜或铜铬合金熔合，制备的动刀触头具有良好的耐电磨损，抗熔焊，导电导热性，制备方法简单，原料易获取，成本低廉，具有很好的经济效益。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种低成本环网动刀触头的制作方法，主要包括以下步骤：(1)触点材料制备：将费氏平均粒度4微米的钨粉，经过800℃干燥氨分解气体保护，保温30分钟，另取300目的电解铜粉，经过300℃干燥氨分解气体保护，保温10分钟，然后将所述的铜粉和钨粉按照质量比例在粉末混料机上混合均匀得到混合金属粉，其中混合金属粉中铜粉所占的质量比例为28％，余量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本环网动刀触头的制作方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)触点材料制备：将费氏平均粒度4‑10微米的钨粉，经过800‑1000℃干燥氨分解气体保护，保温30‑60分钟，另取300目的电解铜粉，经过300‑400℃干燥氨分解气体保护，保温10‑30分钟，然后将所述的所述的铜粉和钨粉按照质量比例在粉末混料机上混合均匀得到混合金属粉，其中混合金属粉中铜粉所占的质量比例为28‑42％，余量为钨粉；将得到的混合金属粉置于模具内，并在压机上压制成型，压机的压力为8‑10吨/平方厘米，将相同规格的无氧铜块放置在压制成型的钨铜合金粉坯上经1200℃‑1300℃烧结，烧结时间60‑120分钟，待冷却到室温后，得到带有覆铜层的钨铜合金的触头材料，备用；(2)触头材料制备：将粒径为20‑30微米电解铬粉及铜粉按照2‑3:3的质量比混合，通入氩气保护30分钟，继续在氩气气氛中进行混合，混合过程中加入合金总质量0.5‑0.8％的粒径为20‑30微米的石墨烯，混合均匀后在400‑600MPa的压力下压制成型，将压制成型的坯料在1000‑1050℃的真空环境中温度下烧结，保温2‑3小时，取出冷却，待冷却至室温后，在真空度为1.0×10...

【技术特征摘要】
1.一种低成本环网动刀触头的制作方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)触点材料制备：将费氏平均粒度4-10微米的钨粉，经过800-1000℃干燥氨分解气体保护，保温30-60分钟，另取300目的电解铜粉，经过300-400℃干燥氨分解气体保护，保温10-30分钟，然后将所述的所述的铜粉和钨粉按照质量比例在粉末混料机上混合均匀得到混合金属粉，其中混合金属粉中铜粉所占的质量比例为28-42％，余量为钨粉；将得到的混合金属粉置于模具内，并在压机上压制成型，压机的压力为8-10吨/平方厘米，将相同规格的无氧铜块放置在压制成型的钨铜合金粉坯上经1200℃-1300℃烧结，烧结时间60-120分钟，待冷却到室温后，得到带有覆铜层的钨铜合金的触头材料，备用；(2)触头材料制备：将粒径为20-30微米电解铬粉及铜粉按照2-3:3的质量比混合，通入氩气保护30分钟，继续在氩气气氛中进行混合，混合过程中加入合金总质量0.5-0.8％的粒径为20-30微米的石墨烯，混合均匀后在400-600MPa的压力下压制成型，将压制成型的坯料在1000-1050℃的真空环境中温度下烧结，保温2-3小时，取出冷却，待冷却至室温后，在真空度为1.0×10-4Pa的环境下加热到700-800℃，保温0.5-1h，放入热等静压机内压制，将压制完的坯料加热升温至950-1050℃，保温2-3h，随炉冷却，即得到铜铬合金的触头材料；(3)机械加工：将动刀主体材料通过机械加工出开有等间距嵌槽的长方体形状的动刀主体，所述的动刀主体上的嵌槽为截面为正方形的长方体形状；通过机械加工得到触点，触点是截面为正方形的长方体形状，正方形面积小于动刀主体上的嵌槽截面，触点一端开有圆柱状的嵌槽；触头经过机械加工为为圆柱状，所述的嵌入端圆柱截面积小于触点嵌槽的圆柱面积；(4)氩弧焊接：给动刀主体的嵌槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭创立，王勇，马新刚，朱金泽，周宁，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61