CN102426994B - 一种高压开关断路器导电触臂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压开关断路器的导电触臂的制备方法，包括锻造工艺、镀银工艺及喷涂工艺，其中，锻造工艺包括坯料准备、锻前加热、锻造及清理；镀银工艺包括待加工件除油、化学抛光、预镀银、镀银、烘干、品检及包装入库；喷涂工艺包括除油、酸洗、烘干加温、喷涂、修整、飞边、自检、烘干固化、整形及送检。本发明提高了导电触臂的技术水平，使高压开关断路器导电触臂更具市场竞争价值。

Description

一种高压开关断路器导电触臂的制备方法

技术领域

本发明公开了一种断路器的导电触臂的制备方法，特别是一种高压开关断路器导电触臂的制备方法。

背景技术

中国专利文献2009201318816.5公开了一种高压断路器导电触臂，包括圆柱状本体，圆柱状本体上形成有散热结构，散热结构形成于圆柱状本体前段，包括沿侧面贯通圆柱状本体、间隔平行分布的散热槽，圆柱状本体包括前段和后段，前段直径大于后段，所述散热结构形成与圆柱状本体前面，所述散热槽为本体轴线方向延伸的长形槽。 

现有高压断路器导电触臂的制备方法主要由以下不足：

（1）现有制备高压开关断路器导电触臂的工艺方法一锻造工艺，导电触臂表面容易出现氧化皮，难以准确控制产品锻造的加热温度、始锻、终锻温度，所以很难保证变形程度和变形速度。

（2）现有制备高压开关断路器导电触臂的工艺方法一镀银工艺，导电触臂和镀层的结合力及防变色能力不强，且镀层厚度不够均匀，沉积速率缓慢；

（3）现有制备高压开关断路器导电触臂的工艺方法一喷涂工艺，系统安全、稳定性有一定的提升空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种断路器的导电触臂的制备方法。

一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，包括以下工艺：

（1）锻造工艺，其具体工艺步骤：

A坯料准备：选择材质为T2紫铜硬态材料，然后下料；

B锻造前加热：采用氧化性气体在热电偶控制炉中加热，避免 “氢病”及防止导电触臂表面出现氧化皮，在中频感应加热炉中根据T2紫铜硬态材料将模具和坯料预热到技术要求的温度范围，确保控制产品锻造的加热温度、始锻、终锻温度，保证变形程度和变形速度；

C锻造：锻压机通过锻压方式对坯料进行锻压成型，模锻压机冲裁飞边，然后清理飞边、毛刺，锻造时将润滑剂均匀涂满模具型腔；

D清洗：清理工件表面的氧化铁皮、毛刺和油污。

（2）镀银工艺，其具体工艺步骤：

A待加工件除油：用除油剂除去导电触臂表面的油,除油后清洗；

B化学抛光：其步骤包括酸洗抛光、活化、钝化及铜保护，然后用纯水清洗。所述铜保护中导电触臂应多翻动以免重叠，避免保护层厚度不均匀，影响产品质量，冲洗必须用纯水并且要干净彻底，以免烘干后有雾状、水印，防变色。所述钝化过程中除去抛光后残留在导电触臂表面的残渣，形成保护膜；

C预镀银：使导电触臂表面生成铜、银络合物，增加导电触臂与镀层的结合力，增加防变色能力；

D镀银：镀层均匀、长期不发黄、不氧化、不发生污染； 

E烘干、品检及包装入库。

（3）喷涂工艺，其具体工艺步骤：

A除油：导电触臂用除油剂除油，然后将导电触臂清洗干净；

B酸洗：清洗后的导电触壁酸洗，然后将酸洗后的导电触臂再次清洗；

C烘干加温：采用加热炉加热导电触臂；

D喷涂：在导电触臂表面喷涂涂料；

E修整、飞边、自检、烘干固化、整形及送检；

步骤（1）C中，所述润滑剂包括石墨粉和机油。

步骤（1）D中，所述清洗采用喷砂工艺，以压缩空气为动力，将金属弹丸或石英砂高速喷射到工件上以去除氧化铁皮。

步骤（2）B中，所述酸洗抛光采用硝酸5%、硫酸5%，且酸洗抛光过程在室温中进行。

步骤（2）B中，所述铜保护采用铜保护剂10%、温度50°C±5°C，铜保护时间为30s~1min。

步骤（2）C中，所述预镀银采用银盐5~6g/L，络合剂80~90g/L。

步骤（2）D中，所述镀银采用银盐25~30g/L、络合剂110~150g/L进行镀银。

步骤（3）A中，所述除油剂包括氢氧化钠30~50g/L、碳酸钠60~80g/L及洗衣粉8~12g/L，将药品放入热水中溶解，然后加水至工作水位，搅拌均匀即可使用。

步骤（3）C中，所述烘干加温，用加热炉加温，设置升温加热到150度的过程需20-30分钟，然后保持恒温150度30分钟。

通过上述技术方案，锻造工艺中采用氧化性气体在热电偶控制炉中加热，避免 “氢病”及防止导电触臂表面出现氧化皮，中频感应加热炉中将模具和坯料预热到技术要求的温度范围，确保控制产品锻造的加热温度、始锻、终锻温度，保证变形程度和变形速度。通过预镀银、化学抛光、钝化及铜保护等工艺使得导电触臂和镀层的结合力及防变色能力增强，且镀层厚度均匀，沉积速率快。通过喷涂工艺使系统安全、稳定性好。

说明书附图

图1是本发明的工艺框图。

图2是本发明高压断路器导电触臂结构图。

图3是图1中锻造工艺的框图。

图4是图1中镀银工艺的框图。

图5是图1中喷涂工艺的框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

实施例，如图1至图5所示，其中图2为高压断路器导电臂结构图，其中圆柱状本体包括前段和后段，其制备方法包括锻造工艺1、镀银工艺2及喷涂工艺3，其中：

（1）锻造工艺1，其具体工艺步骤：

A坯料准备11：选择材质为T2紫铜硬态，然后下料。

B锻造前加热12：采用氧化性气体在热电偶控制炉中加热，避免 “氢病”及防止导电触臂表面出现氧化皮，在中频感应加热炉中根据T2紫铜硬态材料将模具和坯料预热到技术要求的温度范围，确保控制产品锻造的加热温度、始锻、终锻温度，保证变形程度和变形速度。

C锻造13：锻压机通过锻压方式对坯料进行锻压成型，模锻压机冲裁飞边，然后清理飞边、毛刺，锻造时将润滑剂均匀涂满模具型腔，模锻时采用良好的润滑剂有助于减小锻模的磨损，增加其使用寿命；降低变形抗力、变形不均匀性和变形能消耗；促进金属流动，使其良好地充满模膛，保证锻件形状规整、尺寸精确；使锻件易于脱模，减少粘模。

D清洗14：喷砂工艺，以压缩空气为动力，将金属弹丸或石英砂高速喷射到工件上以清理工件表面的氧化铁皮、毛刺和油污，此步骤中还可以用滚筒清理，是将工件装在旋转的滚筒中，借助于相互的撞击和摩擦作用，清楚工件表面的氧化铁皮、毛刺和油污等，一些其他的加工工件还需要热处理，包括：退火、正火、淬火、回火、调质、固溶处理及时效处理。

一般金属锻造坯料的加热温度，取决于金属的再结晶温度。锻造的温度与金属的性质密切相关。钢的再结晶温度约在460℃左右。300～800℃一般称为温锻；钢的热锻依据合金的差异一般界于800～1200℃。而对于铝及铝合金，一般的锻造温度在400℃左右；铜与铜合金的锻造温度在750～900℃ ；钛及钛合金的锻造温度通常都要高于1000℃。

采用自动控制系统完成锻造过程脆性区温度的控制，将挤压铜棒及时进行热处理，消除材料内部的残余应力，控制产品材料的热效应，防止裂纹的产生。锻造前应对模具和待加工件预热到技术要求的温度范围，减少铜棒在模具内滞留时间，依材料特性和技术工艺要求，保证准确控制产品锻造的加热温度、始锻、终锻温度。从而保证变形程度和变形速度的稳定适宜。变形程度和变形速度控制锻造时的临界变形量，避免晶粒粗大，避免影响物理性能和导电性能。

解决了项目产品的结构密度均衡性、物理性能：硬度（邵尔A）87+10、抗拉强度285bac(MPa)、延伸率δ46%  和电气性能；导电率56（IACs%）ms/m以上、温升（K）＜10.7的稳定。

（2）镀银工艺2，其具体工艺步骤：

A待加工件除油21：用除油剂除去导电触臂表面的油,除油后清洗；

B化学抛光22：其步骤包括酸洗抛光、活化、钝化及铜保护，然后用纯水清洗。所述铜保护中，使表面生成一层非常薄的保护膜，提高抗变色、抗氧化能力导电触臂应多翻动以免重叠，避免保护层厚度不均匀，影响产品质量，冲洗必须用纯水并且要干净彻底，以免烘干后有雾状、水印。所述钝化过程中除去抛光后残留在导电触臂表面的残渣，形成保护膜；

C预镀银23：使导电触臂表面生成铜、银络合物，增加导电触臂与镀层的结合力，增加防变色能力；

D镀银24：镀层均匀、长期不发黄、不氧化、不发生污染； 

E烘干、品检及包装入库25。

控制加入光亮剂和表面活性剂以达到镀层全光亮效果，节省后道处理工艺，降低成本。控制铬合物及银含量以达到提高一倍以上沉积速度，提高生产效率。选择优良的钝化剂处理，防止镀银件变色，保证工件在使用中保持良好外观及良好的导电能力。镀银层厚度参数2μm ～ 2.5μm，镀银层均匀、长期不发黄、不氧化、不发生污染。解决合适的硬化剂，以提高电沉积层的硬度，相应的也可以降低工件的镀层厚度，降低产品成本，以达到事半功倍的效果。

（3）喷涂工艺3，其具体工艺步骤：

A除油31：导电触臂用除油剂除油，然后将导电触臂清洗干净；

B酸洗32：清洗后的导电触壁酸洗，然后将酸洗后的导电触臂再次清洗；

C烘干加温33：采用加热炉加热导电触臂；

D喷涂34：在导电触臂表面喷涂涂料；

E修整、飞边、自检、烘干固化、整形及送检35；

运用先进的界面连接工艺、制造材料、端部密封、伞裙形状、均压装置等关键技术，保证符合特高压开关配电系统的技术要求及各项物理和电气性能的稳定。喷涂层厚度参数20μm、喷涂层均匀，在额定电压及额定工频冲击电压、80度摄氏等条件下不击穿，适用于潮湿和盐雾地区。

步骤（1）C中，所述润滑剂包括石墨粉和机油。

步骤（1）D中，所述清洗14采用喷砂工艺，以压缩空气为动力，将金属弹丸或石英砂高速喷射到工件上以去除氧化铁皮。

步骤（2）B中，所述酸洗抛光采用硝酸5%、硫酸5%，且酸洗抛光过程在室温中进行，将所需要的酸缓缓加入水中即可，季节不同比例略有不同。

步骤（2）B中，所述铜保护采用铜保护剂10%、温度50°C±5°C，铜保护时间为30s~1min。

步骤（2）C中，所述预镀银23采用银盐5~6g/L，络合剂80~90g/L。由于银韵电极较负，一般的金属会将银离子置换出来，这样的镀层结合力差，会导致在后续的芯片安装及金丝焊接过程中出现气泡。为了防止此现象，除了带电入槽外，还可使用预镀银工艺，它可以在镀层表面形成一层致密的银保护层，同时起打底作用。实际生产中，为了减少高速选择镀银中由于表面张力引起的问题(如镀层色泽不均匀和物理爬银等)，可以在预镀银工艺中添加少量润湿剂，减少表面张力。

步骤（2）D中，所述镀银2 4采用银盐25~30g/L、络合剂110~150g/L进行镀银。

步骤（3）A中，所述除油剂配方包括氢氧化钠30~50g/L、碳酸钠60~80g/L及洗衣粉8~12g/L，将药品放入热水中溶解，然后加水至工作水位，搅拌均匀即可使用。

步骤（3）C中，所述烘干加温33，用加热炉加温，设置升温加热到150度的过程需20-30分钟，然后保持恒温150度30分钟。

根据油的特性和在零件表面的粘圬程度，选择不同的除油方法，易变形的端子宜采用高温除油，不易变形的可采用滚桶除油，油污较多的可采用电解除油，也可以用上述方法联合使用。

在实际中生产中，上述实施例中的镀银工艺2和喷涂工艺3可以调换顺序。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，其特征在于包括以下工艺：

（1）锻造工艺，其具体工艺步骤：

A坯料准备：选择材质为T2紫铜硬态材料，然后下料；

B锻造前加热：采用氧化性气体在热电偶控制炉中加热，在中频感应加热炉中将模具和坯料预热到技术要求的温度范围；

C锻造：锻压机通过锻压方式对坯料进行锻压成型，模锻压机冲裁飞边，然后清理飞边、毛刺，锻造时将润滑剂均匀涂满模具型腔；

D清洗：将导电触臂表面的氧化铁皮、毛刺和油污清洗；

（2）镀银工艺，其具体工艺步骤：

A待加工件除油：用除油剂除去导电触臂表面的油,除油后清洗；

B化学抛光：其步骤包括酸洗抛光、活化、钝化及铜保护，然后用纯水清洗，所述铜保护在温度50°C±5°C中进行，铜保护时间为30s~1min，所述铜保护工程中导电触臂应多翻转；

C预镀银，采用银盐5~6g/L，络合剂80~90g/L，预镀银工艺中添加少量润湿剂减少表面张力；

D镀银，采用银盐25~30g/L、络合剂110~150g/L进行镀银，镀银层厚度参数2μm ～ 2.5μm； 

E烘干、品检及包装入库 ；

（3）喷涂工艺，其具体工艺步骤：

A除油：导电触臂用除油剂除油，然后将导电触臂清洗干净；

B酸洗：清洗后的导电触壁酸洗，然后将酸洗后的导电触臂再次清洗；

C烘干加温：采用加热炉加热导电触臂，所述加热炉加温，设置升温加热到150度的过程需20-30分钟，然后保持恒温150度30分钟；

D喷涂：在导电触臂表面喷涂涂料；

E修整、飞边、自检、烘干固化、整形及送检。

2.如权利要求1所述一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，其特征在于：步骤（1）C中，所述润滑剂包括石墨粉和机油。

3. 如权利要求1所述一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，其特征在于：步骤（1）D中，所述清洗采用喷砂工艺，以压缩空气为动力，将金属弹丸或石英砂高速喷射到工件上以去除氧化铁皮。

4.如权利要求1所述一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，其特征在于：步骤（2）B中，所述酸洗抛光采用硝酸5%、硫酸5%，且酸洗抛光过程在室温中进行。

5.如权利要求1所述一种高压开关断路器导电触臂的制备方法，其特征在于：所述（3）A中，所述除油剂包括氢氧化钠30~50g/L、碳酸钠60~80g/L及洗衣粉8~12g/L，将药品放入热水中溶解，然后加水至工作水位，搅拌均匀即可使用。