耐大電流的開關(guān)觸點及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力或電子工業(yè)中的開關(guān)與電路相互接觸的零部件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的電工或電子設(shè)備中，與普通開關(guān)面板或按鍵配套使用的接觸部件(觸點)通常的結(jié)構(gòu)是:由金屬面層(如銅或鎳的片材)與橡膠底層復(fù)合而成，然后在金屬面層的表面鍍一層黃金或者白銀，以減小電阻、增加導(dǎo)電性能。
[0003]鎢是稀有高熔點金屬，可提高鋼的高溫硬度，屬于元素周期表中第六周期(第二長周期)的VIB族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度也較小。鎢的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫時不跟空氣和水反應(yīng)，不加熱時，任何濃度的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸以及王水對鎢都不起作用。鑰也是高熔點金屬，鑰的安全性和耐蝕性不如鎢，鑰單獨使用的情況很少見，在鋼中加入鑰，能改善鋼的耐腐蝕性；在鑄鐵中加入鑰，能提高鐵的強度和耐磨性能；含鑰18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹系數(shù)小等特性，可以用于制造航空和航天的各種高溫部件。鎢和鑰雖然具有高熔點及其它優(yōu)良性能，但是由于它們與其它金屬性質(zhì)的顯著差異，在電鍍或化學(xué)鍍等表面處理工業(yè)中，尤其是電子材料的表面處理中未有成熟的應(yīng)用技術(shù)。
[0004]2007年第八期《汽車電器》刊登的“汽車組合開關(guān)燈光模塊的失效分析與改進(jìn)”一文中表I介紹了不同材料觸頭間的最小生弧電壓和最小生弧電流，其中鎢 > 鉬 > 鑰〉鎳〉銅〉銀〉金。顯示了各個金屬耐電弧能力的差異。然而，金屬鉬常用作催化劑，其吸附性過強，在電觸點上吸附了有機物雜質(zhì)后容易導(dǎo)致雜質(zhì)碳化，造成觸點接觸不良，所以金屬鉬不是理想的電觸點材料。
[0005]申請專利號為200580045811.2的專利文件公開了一種“具有鍍金端觸點的扁平一次電池”，該電池可用于例如數(shù)字照相機。該電池可具有包含鋰的陽極和低電阻的觸點。陽極和陰極可呈其間帶有隔板的螺旋形卷曲的薄片形式。外部正負(fù)觸點用金鍍覆以改善接觸電阻。該發(fā)明電觸點的電阻雖小，但是由于黃金的熔點不及高熔點金屬，所以其耐大電流、高電壓產(chǎn)生的火花性能欠佳。
[0006]申請專利號為201020143455.6的專利文件公開了一種“鍍鎳鑰觸點”，屬于基本電器元件技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有的鑰觸點易氧化，影響導(dǎo)電性能的問題。它是采用在座釘和鑰片焊連的鑰觸點外表面包罩連接鍍鎳層所組成為鍍鎳鑰觸點。其結(jié)構(gòu)簡單實用，導(dǎo)電性能穩(wěn)定，經(jīng)久耐用，適用于汽車、摩托車、電喇叭等電器。該專利采用純鑰外加鍍鎳層，鑰易氧化，鎳耐電弧性能不夠高。
[0007]申請專利號為201110193369.5的發(fā)明提供了一種“麻面金屬與橡膠復(fù)合導(dǎo)電?！?，由金屬面層與橡膠基體粘合而成，或者粘合后分切而成。金屬面層為麻面，具有凹坑、凸點或者兩者均有；凹坑或凸點在金屬面層的外表面、內(nèi)表面或者兩個表面均有。凹坑的深度小于金屬面層厚度，凸點的高度不小于金屬面層厚度的十分之一。金屬面層的材質(zhì)為金屬或合金，外表面可鍍金、銀、銅或鎳等；橡膠基體為硅橡膠或聚氨酯橡膠等；金屬面層與橡膠基體之間可有粘接層，粘接層為熱硫化膠粘劑、底涂劑或為與橡膠基體相同的材質(zhì)。金屬面層內(nèi)表面可涂有偶聯(lián)劑等助劑。本發(fā)明的金屬面層強度高、導(dǎo)電性穩(wěn)定，粘接層強度高，橡膠基體彈性足；該發(fā)明的麻面上鍍金銀等貴金屬，由于表面積大，貴金屬用量多，成本聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]第一發(fā)明目的:克服傳統(tǒng)鍍金或鍍銀的開關(guān)觸點成本較高、耐電弧性不太高的缺陷，提供一種制造成本低、耐大電流、耐電弧的開關(guān)觸點。
[0009]第一技術(shù)方案:本發(fā)明提供的耐大電流的開關(guān)觸點，是具有多層的層狀結(jié)構(gòu)的小圓柱粒、棱柱?；驒E圓柱粒，第一層為0.5mm至5.0mm厚的橡膠層,第二層為0.0lmm至
1.0mm厚的金屬薄片層,還有第三層和最上層；第三層為5-30mm厚的過渡金屬元素合金鍛層；最上層為2-1Omm厚的鶴合金鍛層,鶴合金鍛層中含有重量比為75-90%的金屬鶴兀素、含有重量比為10-15%的上述的過渡金屬元素(便于與第三層性質(zhì)匹配，鍍層結(jié)合的牢固)，鎢合金鍍層中另有少量(5-10%)的鈷元素，另可有微量的磷元素；所用鍍層為化學(xué)鍍方法形成的。
[0010]在第三層與最上層之間還可以有5-20mm厚的低鎢合金鍍層，以便高含量鎢合金與過渡金屬鍍層性能更加匹配、結(jié)合得更加牢固。低鎢合金鍍層中含有重量比為50-75%的金屬鶴元素、含有重量比為15-25%的上述的過渡金屬元素。
[0011]第三層的過渡金屬元素優(yōu)選為鎳，既價格低廉，又耐腐蝕，同時與鎢合金鍍層相容性好，結(jié)合力更強。
[0012]所述的鎢合金或者低鎢合金均優(yōu)選為鎢鑰合金，其中鎢元素的含量高于鑰元素的含量。
[0013]采用金屬鎢和金屬鑰的合金做最外層或次外層的原因在于:金屬鎢和金屬鑰是高熔點金屬，具有比黃金、白銀、鎳、銅更好的耐燒蝕性能，因此這種觸點能夠通過獲承受更大的電流和更高的電壓。
[0014]所述第二層的金屬薄片的材質(zhì)是:銅、鎳、鈦、鋁、鋅、銀、錫或鐵及它們的合金(包括不銹鋼)。所述的第二層的金屬薄片優(yōu)選為具有凸點或凹點的金屬片材、金屬網(wǎng)或者金屬纖維燒結(jié)氈，以便與電路接觸壓強更大，導(dǎo)通性更好。
[0015]第二發(fā)明目的:提供上述耐大電流的開關(guān)觸點的一種制備方法。
[0016]第二技術(shù)方案:上述耐大電流的開關(guān)觸點的制備中，所述的鎢合金鍍層采用的化學(xué)鍍鍍液里，含有55-100g/L的可溶性鎢化合物、10-50g/L的可溶性鎳化合物、5_30g/L的可溶性鈷化合物、20-100g/L的還原劑、30-150g/L的絡(luò)合劑、20_100g/L的pH值調(diào)節(jié)劑、
0.Ι-lg/L的穩(wěn)定劑；
鎢合金鍍層所采用化學(xué)鍍的溫度為65-75°C，時間為50-150分鐘(優(yōu)選50-70分鐘)，鍍液的PH值為8.5-10 (優(yōu)選PH值為9.0-9.5)，能夠獲得結(jié)合力更強、化學(xué)反應(yīng)更穩(wěn)定，鍍層質(zhì)量更好的鎢合金鍍層。
[0017]所述的低鎢合金鍍層采用化學(xué)鍍的鍍液中，含有10_45g/L的可溶性鎢化合物、5-40g/L的可溶性鎳化合物、5-30g/L的可溶性鈷化合物、20_100g/L的還原劑、30_150g/L的絡(luò)合劑、20-100g/L的pH值調(diào)節(jié)劑、0.Ι-lg/L的穩(wěn)定劑。
[0018]低鎢合金鍍層所采用化學(xué)鍍的溫度為75_88°C (溫度過低，反應(yīng)速度很慢；溫度過高，反應(yīng)過快，鍍層呈現(xiàn)黑色)，時間為120-150分鐘，鍍液的PH值為8.5-10 (優(yōu)選PH值為9.0-9.5)，能夠獲得結(jié)合力更強、鍍層兩面的結(jié)合力均高，鍍層更厚的低鎢合金鍍層。
[0019]所述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，可以含有10_50g/L的可溶性鑰化合物。
[0020]所述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，最好還含有0.2-2g/L氟化鈉光亮劑，所述的穩(wěn)定劑優(yōu)選為硫代硫酸鈉、硫脲或者兩者的混合物，使得鎢合金鍍層同時具有良好的金屬光澤。
[0021]化學(xué)鍍也稱無電解鍍或者自催化鍍，是在無外加電流的情況下借助合適的還原劑，使鍍液中金屬離子還原成金屬，并沉積到零件表面的I種鍍覆方法?；瘜W(xué)鍍技術(shù)是在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬的沉積過程。與電鍍相比，化學(xué)鍍技術(shù)具有鍍層均勻、針孔小、不需直流電源設(shè)備、能在非導(dǎo)體上沉積和具有某些特殊性能等特點。另外，由于化學(xué)鍍技術(shù)廢液排放少，對環(huán)境污染小以及成本較低，在許多領(lǐng)域已逐步取代電鍍，成為一種環(huán)保型的表面處理工藝。目前，化學(xué)鍍技術(shù)已在電子、閥門制造、機械、石油化工、汽車、航空航天等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。