1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911263790.1 (22)申请日 2019.12.11 (71)申请人 哈尔滨东大高新材料股份有限公司 地址 150060 黑龙江省哈尔滨市经济技术 开发区大连路8号 (72)发明人 杨丛涛 (74)专利代理机构 哈尔滨市哈科专利事务所有 限责任公司 23101 代理人 吴振刚 (51)Int.Cl. H01H 1/021(2006.01) H01H 11/04(2006.01) (54)发明名称 一种低压电器用触头材料与铜复合方法 (57)摘要 本发明提供一种低压电
2、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。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111029179 A 2020.04.17 CN 111029179 A 1.一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其特征在于， 方法如下： 将触头材料
3、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。 2.根据权利要求1所述的一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其特征在于： 所述 的铜粉平均粒度1 m， 不锈钢球的直径为0.5-1mm。 3.根据权利要求1或2所述的一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其特征在于： 所述的铜粉与不锈钢球的重量比为1： 1-2。 4.根据权利要求3所述的一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其特征在于： 喷涂 时， 储气罐气体压力1.0-1.5MPa， 冷喷涂机与触头材料
4、相对移动速度为0.5-10mm/s， 送气温 度15-350， 喷枪距离触头材料表面为15-30mm。 5.根据权利要求4所述的一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其特征在于： 喷涂 后的触头材料在保护气氛下， 500-750烧结1-2h。 6.根据权利要求1-2、 4-5任一项所述的一种低压电器用触头材料与铜的覆合方法， 其 特征在于： 所述的触头材料为熔渗法或粉末冶金法制备的单粒触头。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111029179 A 2 一种低压电器用触头材料与铜复合方法 技术领域 0001 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
5、方法。 背景技术 0002 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。 0003 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，
6、造成产品性能的下降。 0004 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。 0005 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 0006 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。 0007 本
7、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。 0008 本发明还具有如下技术特征： 0009 1、 所述的铜粉平均粒度1 m， 不锈钢球的直径为0.5-1mm。 0010 2、 所述的铜粉与不锈钢球的重量比为1： 1-2。 0011 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
8、头材料表面为15-30mm。 0012 4、 喷涂后的触头材料在保护气氛下， 500-750烧结1-2h。 0013 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。 0014 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， 说明书 1/3 页 3 CN 111029179 A 3 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
9、， 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 0015 图1为银合金
10、/铜复合触头； 0016 图2为本发明的喷涂原理图。 0017 其中1、 银合金， 2、 铜， 3、 前气室， 4、 送粉口， 5、 高压气入口， 6、 拉瓦尔喷嘴， 7、 射流， 8、 涂层， 9、 基体。 具体实施方式 0018 下面根据说明书附图举例对本发明做进一步说明： 0019 实施例1 0020 步骤一、 将1000701.0mm的AgZnO带材固定到夹具上， 对其准备覆铜表面进行 喷砂处理5-10s； 0021 步骤二、 在冷喷涂机料罐加入平均粒度1 m的铜粉和直径0.5mm的不锈钢球， 重量 比为1： 2。 0022 步骤三、 如图2所示， 启动空压机， 当储气罐气体压力达到1
11、.0MPa时， 启动冷喷涂 机， 将铜粉和不锈钢球的混合体喷向触头的表面， 夹具的移动速度为2mm/s， 送气温度350 ， 喷枪距离带材表面为15mm； 0023 步骤四、 喷涂后的带材在氩气保护下进行750、 1h的烧结， 得到带有Cu层的AgZnO 带材， 其厚度为2.0mm厚。 其中铜层厚度为1mm， 节银40以上。 0024 实施例2 0025 步骤一、 将641.5mm的AgWC40触点固定到夹料盘上， 每盘300个， 多个夹料盘放 到传输带上， 对AgWC40触点准备覆铜面进行喷砂10-15s； 0026 步骤二、 在冷喷涂机料罐加入平均粒度50 m的铜粉和直径1mm的不锈钢球，
12、 重量比 为1： 1。 0027 步骤三、 如图2所示， 启动空压机， 当储气罐气体压力达到1.2MPa时， 启动冷喷涂 机， 将铜粉和不锈钢球的混合体喷向触头的表面， 夹具的移动速度为6mm/s， 送气温度350 ， 喷枪距离带材表面为30mm； 0028 步骤四、 喷涂后的带材在氩气保护下进行500、 2h的烧结， 得到642.5mm的 AgWC40/Cu触头。 其中铜层厚度为1mm， 节银30以上。 0029 实施例3 0030 步骤一、 将57.51.5mm的AgWC12C3触点固定到夹料盘上， 每盘300个， 多个夹料 说明书 2/3 页 4 CN 111029179 A 4 盘放到
13、传输带上， 对AgWC40触点准备覆铜面进行喷砂10-15s； 0031 步骤二、 在冷喷涂机料罐加入平均粒度25 m的铜粉和直径1mm的不锈钢球， 重量比 为1： 2。 0032 步骤三、 如图2所示， 启动空压机， 当储气罐气体压力达到1.5MPa时， 启动冷喷涂 机， 将铜粉和不锈钢球的混合体喷向触头的表面， 夹具的移动速度为5mm/s， 送气温度200 ， 喷枪距离带材表面为20mm； 0033 步骤四、 喷涂后的带材在氩气保护下进行600、 1.5h的烧结， 得到57.52mm的 AgWC12C3/Cu触头。 其中铜层厚度为0.5mm， 节银20以上。 说明书 3/3 页 5 CN 111029179 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 111029179 A 6
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