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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低压电器用触头材料领域,具体涉及一种低压电器用层状触头材料及其制备方法。
技术介绍
1、小型断路器(mcb)做为一种常见的低压电器主要用于工业、商业、高层和民用住宅等各种场所,但是也有些用户使用mcb做为电动机的启动开关,三相电动机启动时的瞬时启动电流是电机额定电流的5-10倍。目前小型断路器(mcb)多使用银石墨做为静触头材料。银石墨具有良好的抗熔焊性和低而稳定的温升,但耐电弧烧蚀能力较差,电动机启动的大电流加速了银石墨触头的烧蚀,容易导致产品失效,造成了安全隐患。市售的银石墨触头多采用挤压、切片、脱碳、再切片等工艺制备,成材率低,加工费高,使这种触头价格居高不下,给电气厂商带来不小的成本压力。另外,银石墨触头由于其加工特性,一般只有脱碳层作为辅助焊接层(如图1所示),而无钎料层,在与导电杆的焊接过程中,需滴加钎焊膏或外加焊片,影响了焊接效率。
技术实现思路
1、基于以上不足之处,本专利技术的目的是提供一种低压电器用层状触头材料,解决了现有的触头材料电弧烧蚀能力较差,生产成本高、加工效率低的问题。
2、本专利技术的目的是采用如下的技术方案实现的:一种低压电器用层状触头材料,所述的层状触头材料从上至下为银合金层、铜层a、铜层b和钎料层,各层之间相邻的界面通过冶金结合形成结合区域,所述的银合金层以重量百分比计,原料配方组成为:碳:2-5%,银:余量;所述的铜层a以重量百分比计,原料配方组成为:碳化钛:2-6%,碳:1-3%,铜:余量;所述的铜层b以重量百分比
3、进一步的,所述的银合金层的厚度占所述的层状触头材料总厚度的5%-30%。
4、进一步的,铜层a与铜层b的厚度比为1:(0.8-1.2)。
5、进一步的,所述的钎料层为铜磷钎料层,所述的钎料层厚度为0.05-0.20mm。
6、本专利技术还提供一种低压电器用层状触头材料的制备方法,步骤如下:
7、s01、银合金板材的制备:按配比称量碳粉和银粉,混合后经冷等静压、烧结、热挤压成0.5-3mm厚度的板材;
8、s02、铜层a板材的制备:按配比称量碳粉、碳化钛粉和铜粉,混合后经冷等静压、烧结、热挤压成3-5mm厚度的板材;
9、s03、铜层b板材的制备:按配比称量碳粉、一种或几种铜合金粉,所述的铜合金粉中的合金元素为镧、锆或铝,混合后经冷等静压、烧结、热挤压成3-5mm厚度的板材;
10、s04、复合板料的制备:将银合金板材、铜层a板材和铜层b板材的表面喷砂并贴合,侧边用氩弧焊封边,一起复合热轧,扩散退火,冷轧,去应力退火,得到复合板料;
11、s05、覆钎料:将钎料片材摆放在复合板料的铜层b面上进行熔化复合,经过扩散退火,冷轧,去应力退火,达到所需厚度,再进行落料、抛光后制得层状触头材料。
12、进一步的,如上所述的一种低压电器用层状触头材料的制备方法,步骤具体如下:
13、s01、银合金板材的制备:
14、s11、银合金混粉:按配比称量碳粉和银粉,其中碳粉平均粒度为1-10μm,银粉为-200目,将碳粉和银粉球磨混合2-4小时,球料比2:1;
15、s12、银合金粉压制;将混合均匀的粉料,装入冷等静压机的模套内,在200-300mpa的压强下保压2-10分钟,压制成圆柱状压锭;
16、s13、银合金烧结:将压锭在真空或保护气氛下烧结1-4小时,烧结温度850-950℃;
17、s14、银合金挤压:将烧结后的压锭加热到800-900℃后,放入热挤压机中进行挤压,挤压成0.5-3mm厚度的板材;
18、s02、铜层a板材的制备:
19、s21、铜层a混粉:按配比称量碳粉、碳化钛粉和铜粉,其中碳粉和碳化钛粉平均粒度为0.5-5μm,铜粉为-200目;将碳粉、碳化钛粉和铜粉球磨混合2-4小时,球料比2:1;
20、s22、铜层a粉压制;将混合均匀的粉料,装入冷等静压机的模套内,在200-300mpa的压强下保压2-10分钟,压制成圆柱状压锭;
21、s23、铜层a烧结:将压锭在真空或保护气氛下烧结1-4小时,烧结温度900-1050℃;
22、s24、铜层a挤压:将烧结后的压锭加热到850-950℃后,放入热挤压机中进行挤压,挤压成3-5mm厚度的板材;
23、s03、铜层b板材的制备:
24、s31、铜层b混粉:按配比称量碳粉、一种或几种铜合金粉,所述的铜合金粉中的合金元素为镧、锆或铝,碳粉平均粒度为0.5-5μm,铜合金粉末为-200目;球磨混合2-4小时,球料比2:1;
25、s32、铜层b粉压制;将混合均匀的粉料,装入冷等静压机的模套内,在200-300mpa的压强下保压2-10分钟,压制成圆柱状压锭;
26、s33、铜层b烧结:将压锭在真空或保护气氛下烧结1-4小时,烧结温度900-1050℃;
27、s34、铜层b挤压:将烧结后的压锭加热到800-900℃后,放入热挤压机中进行挤压,挤压成3-5mm厚度的板材;
28、s04、银合金板材、铜层a板材和铜层b板材复合:
29、s41、喷砂:将银合金板材、铜层a板材和铜层b板材表面喷砂;使表面粗化并去除表面脏物与氧化物;
30、s42、复合热轧:将银合金板材、铜层a板材和铜层b板材的喷砂面贴合,侧边用氩弧焊封边,并再保护气氛下加热650-750℃,复合热轧,轧下量50-80%;
31、s43、扩散退火:将热轧后的板料在保护气氛下退火,退火温度600-750℃,保温1-3小时;
32、s44、冷轧:将复合带材冷轧,轧下量为5-15%;
33、s45、去应力退火:冷轧后的板料在保护气氛下退火,退火温度500-700℃,保温0.5-1小时;
34、s05、覆钎料:
35、s51、喷砂:将反复冷轧、去应力退火后达到要求厚度的复合板料喷砂,去除表面脏物与氧化物;
36、s52、覆钎料:将钎料片材摆放在复合板料的铜层b面上,放入网带炉熔化复合,熔化温度650-750℃;
37、s53、冷轧:将带有钎料的复合带材冷轧,轧下量为5-10%;
38、s54、去应力退火:冷轧后的板料在保护气氛下退火,退火温度400-450℃,保温0.5-1小时;
39、s55、落料:将反复冷轧、去应力退火后达到要求厚度的板料落料,落料的尺寸符合图纸要求;
40、s56、抛光:将落料的触点与磨料混合,加入抛光膏,抛光0.5-1.5小时,制得层状触头材料。
41、本专利技术的优点及有益效果:本专利技术的低压电器用层状触头材料抗熔焊、耐电弧烧蚀能力强,实现了触头的高速焊接,节银50%以上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,所述的层状触头材料从上至下为银合金层、铜层A、铜层B和钎料层,各层之间相邻的界面通过冶金结合形成结合区域,所述的银合金层以重量百分比计,原料配方组成为:碳:2-5%,银:余量;所述的铜层A以重量百分比计,原料配方组成为:碳化钛:2-6%,碳:1-3%,铜:余量;所述的铜层B以重量百分比计,原料配方组成为:碳:0.3-2%,镧、锆、铝其中的一种或任意几种比例混合:0.1-3%,铜:余量。
2.根据权利要求1所述的一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,所述的银合金层的厚度占所述的层状触头材料总厚度的5-30%。
3.根据权利要求2所述的一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,铜层A与铜层B的厚度比为1:(0.8-1.2)。
4.根据权利要求3所述的一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,所述的钎料层为铜磷钎料层,所述的钎料层厚度为0.05-0.20mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种低压电器用层状触头材料的制备方法,其特征在于,步骤如下:
6.根据权利要求5所述的一种低
...【技术特征摘要】
1.一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,所述的层状触头材料从上至下为银合金层、铜层a、铜层b和钎料层,各层之间相邻的界面通过冶金结合形成结合区域,所述的银合金层以重量百分比计,原料配方组成为:碳:2-5%,银:余量;所述的铜层a以重量百分比计,原料配方组成为:碳化钛:2-6%,碳:1-3%,铜:余量;所述的铜层b以重量百分比计,原料配方组成为:碳:0.3-2%,镧、锆、铝其中的一种或任意几种比例混合:0.1-3%,铜:余量。
2.根据权利要求1所述的一种低压电器用层状触头材料,其特征在于,所述的银合金层...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨丛涛,邹强,张芷宁,兰庆丰,李庆国,刘新志,
申请(专利权)人:哈尔滨东大高新材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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