一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝，包括以下工序：（1）將含垂直纖維的銀石墨絲材切片；（2）脫碳；（3）將脫碳后垂直纖維銀石墨材料裝入燒結爐（4）復壓；（5）將壓花后的垂直纖維銀石墨片一切為二，獲得一面為垂直纖維銀石墨面，一面為脫碳銀層的垂直纖維銀石墨觸點；（6）將切分后垂直纖維銀石墨觸點在研磨機內加磨料研磨拋光并甩干；（7）將甩干后垂直纖維銀石墨觸點用烘箱烘干即為最終成品。本發(fā)明所述工藝能使垂直纖維銀石墨脫碳層發(fā)生燒結，改變脫碳層結構，消除脫碳層內部因脫碳而產生的氣孔，在同等焊接條件下大幅提升脫碳型銀石墨產品焊接質量。
【專利說明】
一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種電觸頭材料領域，具體是高釬著率垂直纖維銀石墨材料的制備工
-H-
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【背景技術】
[0002]電觸點是電器開關的核心關鍵元件，銀石墨電觸點特別是垂直纖維銀石墨電觸點，由于其良好的導電，低而穩(wěn)定的接觸電阻，優(yōu)良的抗熔焊能力，在國外已經(jīng)被廣泛應用于微型斷路器及塑殼斷路器中，做靜觸點使用。而在國內，僅在微型短路器中有小規(guī)格銀石墨觸點的大范圍使用，在塑殼斷路器中，中大規(guī)格銀石墨觸點推廣存在一定技術困難。主要表現(xiàn)為:
(1)中大規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點焊接釬著率不穩(wěn)定。現(xiàn)有垂直纖維銀石墨加工中通常會有脫碳及復壓工序，通過高溫使石墨氧化變成二氧化碳逸出，脫碳層內原先石墨所在的區(qū)域形成孔隙，脫碳層內孔隙與石墨分布、形態(tài)基本一致，分布密集且細小。復壓后部分孔隙被消除，但無法徹底消除；
(2)垂直纖維銀石墨觸點焊接時，焊料受熱熔化、脫碳層孔隙內氣體受熱劇烈膨脹，由于孔隙小，氣體膨脹后無法快速排出，而是緩慢排出的方式持續(xù)到焊接結束；
(3)在焊接中后期，一方面膨脹的氣體持續(xù)進入熔融焊料內部，另一方面熔融焊料開始冷卻凝固，最終部分氣體留在凝固的焊料內部，形成焊料孔隙，影響焊接釬著率；
(4)對于中大規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點，由于尺寸較大，無論采用電阻焊或者感應焊的方式受熱均勻性都難以保證，觸點各部分溫度不一致。溫度高的區(qū)域，觸點脫碳層孔隙對焊料層排氣較多、釬著率低，焊接質量控制難度較大。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，而提供一種高釬著率垂直纖維銀石墨的制備工藝。通過該工藝制備的垂直纖維銀石墨觸點完全消除了因脫碳而產生的結構性缺陷，可以同時滿足感應焊接及電阻焊的工藝要求，為中大規(guī)格垂直纖維銀石墨的焊接質量、觸點使用可靠性提供保障。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是
(1)切片:將含垂直纖維的銀石墨絲材切片獲得垂直纖維銀石墨片，銀石墨絲材尺寸與所制備電觸點最終長寬/直徑尺寸相同，垂直纖維銀石墨片厚度為2*所制備電觸點尺寸+預留切分刀片厚度；
(2)脫碳:將切片后垂直纖維銀石墨片裝入到耐高溫網(wǎng)舟中，再將網(wǎng)舟推入到電阻爐中并通入氧化性氣氛，設定電阻爐溫度為600-720°C，保溫時間為20-80分鐘，在此過程中，垂直纖維銀石墨片外層石墨氧化變成二氧化碳氣體逸出，脫碳后形成的細小孔隙，脫碳層厚度為高釬著率垂直纖維銀石墨成品厚度的5%_20%;
(3)將脫碳后垂直纖維銀石墨片裝入燒結爐，燒結溫度800-90(TC，燒結氣氛為還原性氣氛，燒結時間2-4小時；
(4)將燒結后垂直纖維銀石墨片復壓，復壓壓力10-12t/cm2，并在兩脫碳面做標記；
(5)將脫碳后垂直纖維銀石墨片在切分設備上一切為二，獲得的兩個厚度尺寸一致的垂直纖維銀石墨片觸點，切分后的垂直纖維銀石墨片觸點一面是當工作面的銀石墨面，另一面為用于焊接的脫碳面；
(6)將切分后的垂直纖維銀石墨觸點在研磨機內加磨料研磨時間30-50分鐘，再去除磨料拋光2-5分鐘，用清水沖洗后甩干；
(7)將甩干后垂直纖維銀石墨觸點用烘箱烘干，烘干時間為100-1500C，時間2-3小時，得到高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點。
[0005]進一步設置是步驟(2)中氧化性氣氛為氧氣或空氣，氣體流量為0.5_3m3/h。
[0000]進一步設置是步驟(3)中還原性氣氛為氨分解或氫氣，氣體流量為0.5-2m3/h。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有以下優(yōu)點:
現(xiàn)有中大規(guī)格垂直纖維銀石墨加工工藝一般采用脫碳后直接復壓的方式，脫碳時因石墨氧化變成二氧化碳而形成的孔隙通過直接復壓難以完全消除，脫碳層內依然會遺留大部分孔隙。焊接時孔隙內氣體受熱膨脹，氣體從脫碳層排出進入到焊料層，導致焊接質量不穩(wěn)定、釬著率低。本發(fā)明在復壓工序之前增加了一道高溫燒結工序，燒結時，脫碳層內部純銀與孔隙重新分布，孔隙數(shù)量變少，體積變大，這種孔隙經(jīng)過復壓可完全消除而達到致密的效果。致密化的脫碳層，焊接時不存在孔隙氣體膨脹問題，使銀石墨觸點，尤其是中大規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點焊接質量更加穩(wěn)定。而高溫燒結一復壓的方式也比脫碳后直接復壓更有利于提高材料基體層密度，提升觸點抗燒損能力。
[0008]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步介紹。
【附圖說明】
[0009]圖1本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010]下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領域的技術工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內容對本發(fā)明作出一些非本質的改進和調整。
[0011]實施例一
將7x7垂直纖維銀石墨絲材切片成7x7x2.5mm;然后將切片后的垂直纖維銀石墨裝入脫碳舟，在650 V電阻爐中氧化30分鐘得到0.1mm脫碳銀層;將脫碳后垂直纖維銀石墨裝氫氣爐燒結900 V，2小時;再將燒結后復壓，兩面各壓上花紋標記，復壓壓力為5.5噸；將垂直纖維銀石墨片切片一切為二，得到7x7x1mm規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點；將切分后垂直纖維銀石墨觸點研磨30分鐘去除刀紋，拋光2分鐘并清洗甩干;甩干后烘干溫度設定120°C，3小時。制備獲得的垂直纖維銀石墨觸點分別采用感應焊接與電阻焊接后通過超聲波掃描，釬著率在88%以上。
[0012]實施例二
將8x8垂直纖維銀石墨絲材切片成8x8x5.5mm;然后將切片后的垂直纖維銀石墨裝入脫碳舟，在600 V電阻爐中氧化50分鐘得到0.2mm脫碳銀層;將脫碳后垂直纖維銀石墨裝氫氣爐燒結8(KTC，4小時;再將燒結后垂直纖維銀石墨復壓，兩面各壓上花紋標記，復壓壓力為7噸；將垂直纖維銀石墨片切片一切為二，得到8x8x2.5mm規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點；將切分后垂直纖維銀石墨觸點研磨25分鐘去除刀紋，拋光2分鐘并清洗甩干;甩干后烘干溫度設定150°C，2.5小時。制備獲得的垂直纖維銀石墨觸點采用分別感應焊接與電阻焊接后通過超聲波掃描，釬著率在90%以上。
[0013] 實施例三
將I Ixl I垂直纖維銀石墨絲材切片成I Ixl 1x4.5mm;然后將切片后的垂直纖維銀石墨裝入脫碳舟，在700°C電阻爐中氧化40分鐘得到0.2mm脫碳銀層;將脫碳后垂直纖維銀石墨裝氫氣爐燒結880°C，4小時;再將燒結后垂直纖維銀石墨復壓，兩面各壓上花紋標記，復壓壓力為13噸;將垂直纖維銀石墨片切片一切為二，得到11x11x2mm規(guī)格垂直纖維銀石墨觸點；將切分后垂直纖維銀石墨觸點研磨40分鐘去除刀紋，拋光2分鐘并清洗甩干;甩干后烘干溫度設定150°C，3小時。制備獲得的垂直纖維銀石墨觸點采用分別感應焊接與電阻焊接后通過超聲波掃描，釬著率在90%以上。
【主權項】
1.一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)切片:將含垂直纖維的銀石墨絲材切片獲得垂直纖維銀石墨片，銀石墨絲材尺寸與所制備電觸點最終長寬/直徑尺寸相同，垂直纖維銀石墨片厚度為:2*所制備電觸點尺寸+預留切分刀片厚度； (2)脫碳:將切片后垂直纖維銀石墨片裝入到耐高溫的網(wǎng)舟中，再將網(wǎng)舟推入到電阻爐中并通入氧化性氣氛，設定電阻爐溫度為600-720°C，保溫時間為20-80分鐘，在此過程中，垂直纖維銀石墨片外層石墨氧化變成二氧化碳氣體逸出，脫碳后形成的細小孔隙，脫碳層厚度為高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點成品厚度的5%_20%; (3)將脫碳后垂直纖維銀石墨片裝入燒結爐，燒結溫度800-90(TC，燒結氣氛為還原性氣氛，燒結時間2-4小時； (4)將燒結后垂直纖維銀石墨片復壓，復壓壓力10-12t/cm2，并在兩脫碳面做標記； (5)將脫碳后垂直纖維銀石墨片在切分設備上一切為二，獲得的兩個厚度尺寸一致的垂直纖維銀石墨片觸點，切分后的垂直纖維銀石墨片觸點一面是當工作面的銀石墨面，另一面為用于焊接的脫碳面； (6)將切分后的垂直纖維銀石墨觸點在研磨機內加磨料研磨時間30-50分鐘，再去除磨料拋光2-5分鐘，用清水沖洗后甩干； (7 )將甩干后垂直纖維銀石墨觸點用烘箱烘干，烘干時間為100-150 °C，時間2-3小時，得到高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點。2.根據(jù)權利要求1所述的一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝，其特征在于:步驟(2 )中氧化性氣氛為氧氣或空氣，氣體流量為0.5-3m3/h。3.根據(jù)權利要求1所述的一種高釬著率垂直纖維銀石墨電觸點的制備工藝，其特征在于:步驟(3)中還原性氣氛為氨分解或氫氣，氣體流量為0.5-2m3/h。
【文檔編號】H01H11/04GK106098443SQ201610669378
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月13日 公開號201610669378.X, CN 106098443 A, CN 106098443A, CN 201610669378, CN-A-106098443, CN106098443 A, CN106098443A, CN201610669378, CN201610669378.X
【發(fā)明人】林旭彤, 宋振陽, 費家祥, 孔欣, 柏小平, 林萬煥
【申請人】福達合金材料股份有限公司