合金作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的用途、电开关硬焊接头、电开关和制造电开关硬焊接头的方法技术

本公开内容的实施方案涉及作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的合金的用途，电开关硬焊接头，电开关和制造电开关硬焊接头的方法。所述合金的合金组成由以下构成：至少一种要素，其选自下列的第I组和第II组中的每一个，余量的杂质，Ag，和Cu和Zn中的至少一种。第I组包括：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%。第II组包括Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。

Application of alloys as hard welding alloys for hard welded joints of electric switches, hard welded joints of electric switches, electric switches and methods of manufacturing hard welded joints of electric switches

The implementation scheme of the present disclosure relates to the use of alloys as hard welding alloys for hard welded joints of electric switches, hard welded joints of electric switches, electric switches and methods for manufacturing hard welded joints of electric switches. The alloy composition of the alloy consists of at least one element selected from each of the following groups I and II, residual impurities, Ag, and at least one of Cu and Zn. Group I includes Cd, Mn, Ni, P, Sb, Si, Sn, Ti and their oxides, the total amount of which is 0.5-45.0wt%. Group II consists of Bi, Mo, Te, W and their oxides, Cu and Zn oxides, with a total amount of 0.1 to 15.0 wt%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的用途、电开关硬焊接头、电开关和制造电开关硬焊接头的方法
本公开内容的实施方案涉及作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的合金的用途，电开关硬焊接头，电开关和制造电开关硬焊接头的方法。
技术介绍
电开关通常具有两个导电片（触点）。为了闭合（断开）电路，触点接触，并且为了打开（断开）电路，触点分开。导电片通常通过载体（触点载体）连接到外电路。触点和载体之间的连接可以例如通过硬焊来实现。电开关的触点的材料需要满足特殊的要求。除良好的接触性能，如高耐电弧腐蚀性，低触点电阻，以及取决于开关类型，良好的电弧移动性能和良好的灭弧能力，触点材料应当满足进一步的物理、机械和化学性能，如高导电性和导热性，足够的耐受磨损的硬度和机械强度，高的耐腐蚀性。此外，触点材料应当具有良好的机械可加工性，足够的耐受磨损的硬度，机械强度。另外，触点材料应当是对环境无害的并且是廉价的材料。为此，限制了用于电开关的可能的触点材料的选择。然而，几乎没有任何材料满足全部以上所述的要求。典型地，作为低压应用中的触点材料，使用银（Ag）基复合材料，如Ag-金属氧化物。Ag-基复合材料显示出非常好的接触和切换性能，如高的耐焊接性、低的触点电阻和高的耐电弧腐蚀性。不仅选择电开关的触点的材料起重要作用，而且用于载体的材料需要满足特殊的要求以便确保电开关在其电寿命期间的可靠性。载体材料显示出高的导电性和导热性，良好的机械强度（甚至在高温下）和高的耐腐蚀性。典型地，作为载体材料，使用铜（Cu）基材料。对于将触点结合到载体来说，可以使用各种硬焊材料。大多数通常使用的硬焊材料，如Cu-和Ag-基硬焊材料，在Ag-金属氧化物（在下文中也称为Ag-MeO）基触点材料上显示出不足的润湿性能。因此，为改善润湿特性，通常使用纯银衬里层以便将触点材料与载体材料结合。在图1中，示例性地显示了硬焊接头的示意性组件。组件11包括触点材料2，载体材料3，银衬里层12和硬焊合金14。使用银衬里层12以便确保硬焊合金14在触点材料2上的充分润湿。当加热时，硬焊合金14熔化并且将载体材料3和银衬里层12连接而在载体材料3和最终的触点材料2之间形成硬焊接头。然而，Ag是昂贵的材料并且应用纯Ag衬里层要求在硬焊加工期间的额外加工步骤。因此，鉴于以上，期望的是提供一种用于电开关硬焊接头的合金，其提供了常见的硬焊材料的益处，但是通常来说其避免了典型的与应用银衬里层有关的成本。
技术实现思路
鉴于以上，根据本文中公开的实施方案，提供了作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的合金的用途，电开关硬焊接头，和制造电开关硬焊接头的方法。根据本公开内容的一个方面，提供了作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的合金的用途。所述合金组成由以下构成：选自下列的第I组和第II组中的每一组的至少一种要素，余量是杂质和Ag、Cu和Zn中的至少一种：第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。根据本公开内容的第二个方面，提供了电开关硬焊接头。电开关硬焊接头包括Ag-金属氧化物触点材料，载体材料，和在Ag-金属氧化物触点材料和载体材料之间的硬焊夹层，通过用作为组成由以下构成的硬焊合金的合金进行硬焊来形成电开关硬焊接头：选自下列的第I组和第II组中的每一组的至少一种要素，余量是杂质和Ag、Cu和Zn中的至少一种（并且优选Cu和Zn中的至少一种和Ag，更优选Ag和Cu，和更优选Zn和来自第I组的P中的至少一种）：第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。根据进一步的方面，提供了电开关。电开关具有上述的硬焊接头。根据进一步的方面，提供了制造电开关硬焊接头的方法。制造电开关硬焊接头的方法包括提供Ag-金属氧化物触点材料，提供载体材料，提供在Ag-金属氧化物触点材料和载体材料之间的合金，通过用作为硬焊合金的合金进行硬焊将Ag-金属氧化物触点材料与载体材料连接，其中所述合金组成由以下构成：选自下列的第I组和第II组中的每一组的至少一种要素，余量是杂质和Ag、Cu、和Zn中的至少一种（并且优选Cu和Zn中的至少一种和Ag，更优选Ag和Cu，和更优选Zn和来自第I组的P中的至少一种）：第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。本公开内容的进一步的方面、优点和特征由附属的权利要求和说明书中显而易见。附图说明因此，其中本公开内容的上述特征可以被详细理解的方式，公开内容的更具体的描述，如上述所总结的，可以参考实施方案被获取。附图涉及公开内容的实施方案并且在下文中被描述。典型的实施方案在附图中描绘并且在随后的说明书中更详细讨论。图1举例说明根据现有技术形成的硬焊接头的示意性组件；图2显示了根据本文中所述的实施方案形成的电开关硬焊接头的示意性组件；图3显示了根据本文中所述的实施方案的电开关硬焊接头的示意图；图4显示了根据本文中所述的实施方案的硬焊合金的润湿试验中所测量的特征的示意图；图5显示了在基材材料上的根据本文中所述的实施方案的硬焊合金的显微照片；图6和7显示了根据本专利技术的实施方案的电开关接头的金相截面；和图8a显示了通过超声非破坏性试验测量的根据本专利技术的实施方案的电开关接头的接头区域。图8b显示了同样通过超声非破坏性试验测量的图8a的接头的相应的触点表面的顶视图。具体实施方式现在将详细地参考各种实施方案，其中的一个或多个实例在各附图中举例说明。每个实例作为解释说明而提供，不意味着限制。例如，作为一个实施方案的一部分所举例说明或描述的特征可以被应用到任何其他实施方案或与任何其他实施方案一起使用，而产生另外的进一步的实施方案。本公开内容意图包括这样的变型和变体。在描述单独的实施方案前，首先描述本专利技术的某些一般性定义和方面，其可以各自与任何其他方面或实施方案组合在一起。如本文中使用的硬焊接头是指连接区域，其是由通过硬焊将至少二个材料连接在一起而获得的。换言之，如本文中使用的硬焊接头包括待连接的材料和硬焊合金。待连接的材料例如是Ag-金属氧化物触点材料和载体材料。硬焊接头包括夹层，其由硬焊合金和待连接的材料中的至少一个形成。夹层包括硬焊合金和待连接的材料中的至少一个本身或者由硬焊合金和待连接的材料中的至少一个形成的复合物（compound）。例如，夹层可以包括金属间相或复合物，其由硬焊合金与待连接的材料中的至少一个形成。夹层可以进一步包括反应层，其是在硬焊合金和待连接的各个材料之间的界面处由硬焊合金与待连接的材料中的至少一个形成的。如本文中使用的硬焊是指使用硬焊合金将待连接的两个（或多个）材料连接的方法，所述硬焊合金当熔化时与待连接的材料共混。硬焊合金的熔化温度低于待连接的材料的熔化温度。液化/熔化的硬焊合金与待连接的材料相互作用并且当冷却时形成硬焊接头。硬焊合金与待连接的材料的相互作用可以由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的用途，所述合金组成由以下构成：选自下列的第I组和第II组中的每一组的至少一种要素，余量是Ag，任选地Cu和Zn中的至少一种，以及杂质；第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.08 EP 16178564.71.一种合金作为用于电开关硬焊接头的硬焊合金的用途，所述合金组成由以下构成：选自下列的第I组和第II组中的每一组的至少一种要素，余量是Ag，任选地Cu和Zn中的至少一种，以及杂质；第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%。2.根据权利要求1的合金的用途，其中余量是Ag和Cu，任选地P和Zn中的至少一种，以及杂质；第I组：Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物，总量为0.5至45.0wt%，优选高达20.0wt%，优选高达15.0wt%，更优选高达10.0wt%；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，总量为0.1至15.0wt%，优选高达10.0wt%，优选高达7.0wt%，更优选高达5.0wt%。3.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中余量是Cu-Ag-P，任选的Zn，以及杂质；和第II组：Bi、Mo、Te、W和其氧化物，Cu和Zn的氧化物，优选/典型地Bi2O3、CuO、MoO3、TeO2、WO3和ZnO，总量为0.1至15.0wt%，优选高达8.0wt%，优选高达6.0wt%，更优选高达4.0wt%。4.根据权利要求1的合金的用途，其中固相线温度是至少600℃，且液相线温度是小于950℃。5.根据权利要求1的合金的用途，其中在没有助焊剂的情况下能够使用该硬焊合金。6.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中第I组由Cd、Mn、Ni、P、Sb、Si、Sn、Ti和其氧化物构成，总量为5.0至20.0wt%，优选5.0至10.0wt%。7.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中第II组由Bi、Mo、Te、W和其氧化物、Cu和Zn的氧化物构成，总量为0.5至8.0wt%，优选0.5至5.0wt%。8.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中第II组由Bi、Mo、Te、W和其氧化物构成，总量为0.5至8.0wt%，优选0.5至5.0wt%。9.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中Cu、Ag和Zn中的至少一种的总量是20.0至80.0wt%。10.根据前述权利要求中任一项的合金的用途，其中余量中的Zn的量是5.0至40.0wt%。11.根据前述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M伯姆，T施默尔策尔，G约翰逊，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH