CN102204021A - 电触头和电触片半成品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造细条形，特别是带状电触头半成品的方法，其中半成品有一包括由银基复合材料制成的用于电气连接的顶层，复合材料中嵌入一种或多种金属氧化物或碳，以及一包括银或银基合金的易于焊接或易于锡焊的负载层，其用于负载复合材料，包括以下步骤：-采用粉末冶金法将银基复合材料制成一块；-使用主要包括银的粉末覆盖包括复合材料的块；-按压覆盖有金属粉末的块使金属粉末压紧；-烧结按压后的块；-将烧结块进行挤压成型；-形成一具有包括复合材料的顶层和包括银或银基合金的底层的局部细条。

Description

电触头和电触片半成品及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电触头半成品的制造方法，包括由银基复合材料制成的用于电气连接的顶层，复合材料中嵌入一种或多种金属氧化物或碳，以及一包括银或银合金的易于焊接或易于锡焊的负载层。
背景技术
嵌入金属氧化物或碳颗粒的银基复合材料不能焊接或锡焊，或者焊接非常困难。由于这个原因，当制造电触头半成品时，电触头材料的底层设有一包括银或银合金的易于焊接或易于锡焊的负载层。这种负载层一般通过铺设银条用于电触头材料中。
使用单一压片工艺的产品已经是公知的，其中一包括银粉末的层涂覆于包括接触粉末层上，之后通过挤压和烧结制成一具有由电触头材料制成的前部及由银制成的后部的半成品。两个粉末层能够压制结合起来，或者首先压制一仅包括一种粉末的层，然后将第二种粉末涂覆并压在其上。不过，使用单一压片工艺制成的产品的缺点在于不能制成带状半成品。
另一个已知的工艺包括使用一银管包覆电触头材料块，然后通过复合材料挤压成型工艺成型。这样通过纵向分割条形复合材料制成一具由电触头材料制成的顶层和一由银制成的底层的半成品。不过，合适的银管制品及将复合材料块装入银管中的工艺非常复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，使得带状电触头半成品的制作更为经济，其包括由银基复合材料制成的用于电气连接的顶层以及一由银或银合金制成的负载层。
所述目的通过一具有权利要求1的特征的方法实现。本发明的有益改进为从属权利要求的主题。
本发明的方法中，首先采用粉末冶金法制造一包括银基复合材料的块，例如将银粉末与金属氧化物粉末混合，挤压，然后再烧结。例如，也能够将银粉末与贱金属粉末混合，挤压，然后在氧化气氛中烧结，其中金属氧化物颗粒由贱金属颗粒的氧化形成。
在第二个步骤中，上述冶金粉末形成的块表面覆盖有一层由银粉末或银基合金制成的粉末，然后挤压使粉末覆盖的更紧密，优选地压力为500 bar到2500 bar。最后，将贱金属（base metal）和包括银或银基合金的粉末混合，通过粉末冶金方法形成一包括银基合金的覆盖层，也就是说合金主要包括银。
优选地等静压成型块进一步进行产品烧结步骤，然后进行挤压成型，优选的热压工作。然后该块形成至少一个局部细条（strand），其具有包括复合材料的顶层及包括银或银基合金的底层。优选地通过挤压成型在该细条纵向上分割使其形成两个该种局部细条。当然，也可以垂直于分隔面进行其他的纵向分割。因此优选地两个局部细条应该理解为至少两个。不过，通过去除由挤压成型形成的细条的一边上的贱金属，例如通过铣削，也可以仅形成一个局部细条，这样其露出一包括复合材料的表面。
烧结后，银或银合金一般有足够的强度粘合到该块上，这样该块能够进行形状调整使其能够插入挤压模具中并完全匹配。例如，一近似圆柱形块能够通过等静压成型及之后的烧结制成，挤出成型前其侧面区域进行车削从而使其与挤出模具尺寸相符。优选地该块进行挤压成型，从一圆柱形成型为一具有矩形截面的形状。
挤压成型优选地在至少600℃的温度下进行，更有选地在700℃到950℃之间。这样度量的优点在于可通过挤压成型将产品压的更紧。更有利的是，能够使细条具有一为理论密度的99.9%的相对密度。
通过在纵向分开挤压成型形成的细条，得到的半成品具有一包括银基复合材料的层，其形成了作为触头的半成品的顶层，同时具有一包括易于焊接或易于锡焊的负载层。
从触头顶层延伸至细条易于焊接和易于锡焊的底层的细条的两侧优选地进行整削，特别是可通过切割或铣削。这样，其能够保证半成品的进一步加工过程中，或者是在其后的半成品电触头使用过程中，不会有负载层的物质出现在接触表面，从而影响其性能。通过挤压成型工艺形成的细条的两侧可以选择性地在细条的纵向分割之前或之后进行。
可优选地通过轧压，特别是冷轧工艺来减少挤出成型形成的细条的厚度。这样，带状半成品特别有利于生产。优选地轧压在细条纵向分割之后进行，也就是说，一个局部细条或多个局部细条进行轧压。进一步，细条的厚度优选地在轧压过程中其厚度减少不超过其初始厚度的50%，这样可避免半成品的机械性能被削弱。特别的当厚度减少超过50%时，所述材料有可能变的太硬。特别优选地细条的厚度在轧压过程中其厚度减少为其初始厚度的30-50%。
本发明方法中优选使用的复合材料是银金属氧化物复合材料。可优选使用的金属氧化物可以是锡氧化物和/或锌氧化物和/或铟氧化物和/或镉氧化物。也可以使用，例如，铋氧化物或钨氧化物。本发明中可使用的复合材料包括多种金属氧化物。类似的，复合材料也可以只包含一种金属氧化物。复合材料的金属氧化物成分优选的主要包括锡氧化物。作为替换，或除了金属氧化物，使用的银基电触头材料也可以包括碳，例如以石墨的形态。
覆有贱金属粉末的复合材料块优选地进行冷等静压成型。冷等静压成型可容易的在室温下进行。一般来说，冷等静压成型也能够在高温下进行，不过优选的冷等静压成型温度为贱金属在大气中的氧的存在下最不可能被氧化的温度。
具体实施方式
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一包括银基电触头材料的圆柱形块通过混合银粉末和锡氧化物粉末、冷等静压成型，然后再进行烧结制成。该块，例如，可以包括重量百分比8%到14%的金属氧化物，其余量为银。
复合材料块覆盖有银粉末，然后进行冷等静压成型。然后该冷等静压成型块在空气中进行烧结，温度为800℃到900℃在700℃下，烧结时间为，例如， 2到5h。烧结块随后再进行车削，这样其能够插入挤压模中并与其完全匹配。然后上述块在750℃到775℃下通过挤压成型从圆柱形变成一具有矩形截面的形状。
通过上述方式制成的细条的几个侧面进行切割后，细条沿其纵向被分割开。该方法形成的局部细条再经过冷轧，使其厚度减少30%至50%，例如，45%。制成的带状半成品包括一负载层，其厚度近似为复合材料层的10%到20%。同时通过切掉半成品的某些部分，再根据具体应用进行成型能够将其制成电触片。
实施例2
一包括银基电触头材料的圆柱形块通过混合银粉末和石墨粉末、冷等静压成型，然后再进行烧结制成。该块，例如，可以包括重量百分比2%到5%的碳，其余量为银。复合材料块覆盖有银或银基合金粉末，在750℃到775℃下，烧结若干小时。烧结块进一步采用上述实施例中的工艺进行处理。

Claims (15)

1.一种制造细条状、特别是带状电触头半成品的方法，其中半成品有一包括由银基复合材料制成的用于电气连接的顶层，复合材料中嵌入一种或多种金属氧化物或碳，以及一包括银或银基合金的易于焊接或易于锡焊的负载层，其用于负载复合材料，包括以下步骤：
采用粉末冶金法将银基复合材料制成一块；
使用主要包括银的粉末覆盖包括复合材料的块；
按压覆盖有金属粉末的块使金属粉末压紧；
烧结按压后的块；
将烧结块进行挤压成型；
形成一具有包括复合材料的顶层和包括银或银基合金的底层的局部细条。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过挤压成型在所述细条纵向上分割使其形成两个该种局部细条。
3.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：复合材料为银-金属氧化物复合材料。
4.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：银基复合材料包含锡氧化物和/或锌氧化物和/或铟氧化物和/或镉氧化物。
5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：包括银粉末和贱金属粉末的混合物用于覆盖包括复合材料的块。
6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：包括银粉末或银基合金粉末用于覆盖包括复合材料的块。
7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：被覆盖的块进行等静压成型，优选的进行冷等静压成型。
8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：挤压成型在至少600℃的温度下进行，更优选的在700℃到950℃之间。
9.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：挤压成型形成的细条或局部细条的厚度通过轧压减少，更优选的通过冷轧减少。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：轧压减少的厚度不超过50%。
11.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：从触头顶层延伸至细条易于焊接和易于钎焊的底层的细条的两侧优选地进行整削，特别是可通过切割或铣削。
12.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：制成一类似圆柱形的烧结块，挤压成型前其侧面区域进行车削。
13.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述块通过挤压成型从圆柱形变成具有一矩形截面的形状。
14.一种半成品，由上述任一项所述的方法制成，更优选的为一带状半成品。
15.一种电触片，通过切割权利要求14所述的半成品并进行切割部件成型制成。
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