CN107180730B - 一种耐高温继电器及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐高温继电器及生产方法，涉及电路控制设备领域，包括静触点引出端、过渡引出端以及陶瓷罩，静触点引出端作为继电器的静触点，过渡引出端设置于静触点引出端和陶瓷罩之间，静触点引出端采用抗粘性铜合金制成，可以提升产品抗粘接能力，而抗粘性铜合金材料在经过高温后硬度几乎不变，可以保证高温前后扭矩一致。过渡引出端则采用铁铜合金材料制成，可以保证其与陶瓷罩的焊接合格率。采用本方案，既可以保证陶瓷钎焊密封问题，又可以保证静触点引出端经过高温钎焊后与外接部件配合的气密性和稳定性，继而提高继电器的使用安全性，并且延长其使用寿命。

Description

一种耐高温继电器及生产方法

技术领域

本发明主要涉及直流继电器，具体而言，涉及继电器内采用陶瓷罩的静组件。

背景技术

直流继电器，主要运用于新能源汽车、光伏/风能发电等为代表的直流电输入输出领域中。在新能源汽车领域，用户使用过程中即便遇到异常工况（导致回路产生大电流）也要尽量避免继电器触点粘接，所以对产品的抗粘能力提出更高的要求。而传统直流继电器的引出端材料多为铁铜合金，铁铜合金材料的抗熔焊性较差，当电路系统出现大电流时，容易造成触头粘接，导致系统异常，甚至影响乘客人身安全。

以采用陶瓷钎焊密封的继电器为例，由于陶瓷钎焊工艺的特殊性，引出端材料需要选择铁铜合金材料。铁铜合金材料经过高温钎焊后，其可输出扭矩大大减小（即硬度大幅度下降）而导致螺纹滑牙或锁不紧，继而使负载连接铜排松动，造成连接处产生高温，尤其使用在新能源汽车上，甚至有烧车的风险（该问题在现有新能源汽车上时有发生）。

因此解决上述问题，就亟需开发出一种在高温状态下同时具有高抗粘性及硬度的材料。为此本申请人对多种合金材料进行实验测试，发现抗粘性铜合金在经过高温后硬度几乎不变，可以保证高温前后扭矩一致，然而抗粘性铜合金直接钎焊在陶瓷罩上的密封性能却不达标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温继电器及直流继电器，使上述的问题得到有效改善。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种耐高温继电器，所述继电器设有陶瓷罩及静触点引出端，所述陶瓷罩固设一过渡引出端；所述静触点引出端固接于过渡引出端，过渡引出端与陶瓷罩连接处的空气漏率不得超过1*10^-3Pa.cm^3/s。

所述过渡引出端采用无氧铜或者可以和陶瓷罩钎焊密封的铜合金制成；所述静触点引出端采用抗粘性铜合金制成。

进一步的，所述静触点引出端采用弥散铜制成。

进一步的，所述过渡引出端采用钎焊温度下膨胀系数与陶瓷罩一致的无氧铜或铁含量为3%或以下的铁铜合金制成。

所述静触点引出端与陶瓷罩之间设安全空间，使得静触点引出端与陶瓷罩在受热膨胀过程，避免静触点引出端与陶瓷罩相互作用而导致陶瓷罩受损。

所述过渡引出端在其安装面的垂直方向上设有通孔；所述静触点引出端上的一端与通孔相匹配，静触点引出端伸入通孔内且周向连续接触于通孔内壁。

所述陶瓷罩罩顶设有一个或多个静触点引出端的安装孔，所述过渡引出端通孔的周向边沿固设于陶瓷罩罩顶设有安装孔的位置上，所述静触点引出端另一端伸入陶瓷罩的安装孔内。

所述过渡引出端通孔内壁沿周向设一级或多级台阶，相应的，所述静触点引出端伸入通孔的一端外壁上设有至少一级与通孔台阶相匹配的反台阶；所述反台阶面与台阶面相顶靠。

所述静触点引出端另一端伸入陶瓷罩的安装孔内；静触点引出端与陶瓷罩之间设置一定的间隙；静触点引出端伸入陶瓷罩内的一端开设有连接孔；连接孔内设有组合螺钉，所述静触点引出端通过组合螺钉外接负载铜排。

它包括以下步骤：

1）采用机加工或粉末冶金通过模具压制静触点引出端；

2）采用机加工或粉末冶金通过模具压制过渡引出端；

3）将静触点引出端装配在过渡引出端上，并在过渡引出端和静触点引出端的轴向接触面上添放钎焊料；

4）将过渡引出端与陶瓷罩的接触面上添放钎焊料；

5）在陶瓷罩的罩口安装一框片，使陶瓷罩罩内形成一个封闭空间；并在陶瓷罩与框片的接触面上添放钎焊料；

6）将静触点引出端、过渡引出端、陶瓷罩和框片作为一个整体，并使所述整体进入高温炉钎焊，直至钎料完全覆盖静触点引出端、过渡引出端对应的接触面，并使静触点引出端、过渡引出端的连接处满足气密性要求，继而使整体形成—静组件。

所述的生产方法，至少具备以下一个特征：

1）所述钎料为银铜焊料片；

2）所述静触点引出端与过渡引出端通过紧配压入方式装配而成；或通过螺纹连接装配而成。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明提供的一种耐高温继电器，静触点引出端作为静触点，采用抗粘性铜合金这样的材料制成，可以提升产品抗粘接能力，而抗粘性铜合金材料在经过高温后硬度几乎不变，可以保证高温前后扭矩一致。过渡引出端则采用铁铜合金材料制成，可以保证其与陶瓷罩的焊接合格率。采用本方案，既可以保证陶瓷钎焊密封问题，又可以保证静触点引出端经过高温钎焊后与外接部件配合的气密性和稳定性，继而提高继电器的使用安全性，并且延长其使用寿命。

下面将结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例1触点组件的结构示意图；

图3为本发明实施例1过渡引出端的结构示意图；

图4为本发明实施例1静触点引出端的结构示意图；

图5为本发明实施例1陶瓷罩组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1、图2所示的一种耐高温继电器，它包括磁路系统（图上未示出）、接触系统；所述接触系统包括陶瓷罩组件1、触点组件2；所述陶瓷罩组件1包框片10及陶瓷罩11；所述触点组件2包括动触点部分、静触点部分21，静触点部分21包括静触点引出端210和过渡引出端211。

所述磁路系统可将电能转化为机械能带动推动部分运动，使接触系统中的动触点与静触点引出端210接触或分离，从而达到开或关的作用。

所述过渡引出端211在其安装面的垂直方向上设有通孔2110；所述静触点引出端210上的一端与通孔2110相匹配，静触点引出端210伸入通孔2110内且周向连续接触于通孔2110内壁。

所述陶瓷罩11罩顶设有2个静触点引出端210的安装孔110，所述过渡引出端通孔2110的周向边沿焊接于陶瓷罩11罩顶设有安装孔110的位置上，使得过渡引出端211与陶瓷罩11连接处的空气漏率不得超过1*10^-3Pa.cm^3/s。

所述过渡引出端211通孔内壁沿周向设2级台阶2111，相应的，所述静触点引出端210伸入通孔2110的一端外壁上设有2级与通孔台阶2111相匹配的反台阶2100；所述反台阶面2100与台阶面2111相之间设有银铜焊片2101，并通过银铜焊片2101使过渡引出端211与静触点引出端210钎焊在一起，过渡引出端210与陶瓷罩11连接处的空气漏率不得超过1*10^-3Pa.cm^3/s。

所述静触点引出端210另一端伸入陶瓷罩的安装孔110内；静触点引出端210与陶瓷罩11之间设置一定的间隙；静触点引出端210伸入陶瓷罩11内的一端开设有连接孔2102，连接孔2102为螺纹孔；连接孔2102内设有带螺纹的组合螺钉3，所述静触点引出端210通过组合螺钉3外接负载铜排。

本实施例中所述过渡引出端211采用铁铜合金制成；所述静触点引出端210采用抗粘性铜合金制成；如：所述静触点引出端采用弥散铜制成，所述过渡引出端采用无氧铜制成。

本实施例中所述静触点引出端210与陶瓷罩11之间设安全空间，使得静触点引出端210与陶瓷罩11其中之一或全部在受热膨胀过程，避免静触点引出端210与陶瓷罩11相互作用而导致陶瓷罩受损。

需要说明的是，铁铜合金和抗粘性铜合金都属于现有技术材料，其中铁铜合金可以与陶瓷一体焊接形成具有优良的气密性结构；而抗粘性铜合金是一种优异的高强、高导材料，具有高硬度及高软化温度等特性，即 随着温度升高，硬度下降幅度小。

首先，抗粘性铜合金在作为静触点引出端，经过高温焊接后硬度几乎不发生改变，而负载铜排通过组合螺钉固设于静触点引出端内，可以保证高温状态或者负载铜排在承受外力作用下静触点引出端与螺栓的接触的螺纹段不会发生不可逆形变，因此可确保负载铜排与静触点引出端连接的稳定性，继而避免因为发生松脱而导致的各种不良后果。

其次，采用铁铜合金材料制成的过渡引出端211，与陶瓷罩11的焊接，可以很好的保证陶瓷罩11与引出端连接气密性。

另外，不像静触点引出端与负载铜排之间具有紧配合或间接紧配合，即静触点引出端与负载铜排在两者的接触部位均发生了可逆形变，使得静触点引出端与螺栓均具有恢复的趋势；静触点引出端与过渡引出端之间不存在弹性势能，当过渡引出端在高温状态下硬度降低时，静触点引出端不会对过渡引出端的接触面上实施垂直方向的作用力而导致两者配合的紧密度降低，继而避免气密性降低。

在本实施例中，连接孔2102还可以为螺纹孔以外的结构形式，如：与螺栓之间为紧配合。铜牌通过负载连接螺杆3连接于外接的负载设备。

静触点引出端210和过渡引出端211之间相互紧配，紧配的位置可以是一处也可以是多处，当紧配位置设置多处时，静触点引出端210和过渡引出端211之间设置成阶梯形，通过增加两者之间的连接表面面积增强静触点引出端210和过渡引出端211之间的连接稳定性。

当然静触点引出端210和过渡引出端211之间的连接除了紧配方式之外，还可以是通过螺纹连接，具体而言，螺纹连接的方式是在过渡引出端211开设螺纹孔，在静触点引出端211的外表面设置与该螺纹孔相匹配的外螺纹，静触点引出端210与过渡引出端211通过螺纹连接。

本实施例中所述弥散铜国际名称为 Dispersion Strengthened Alloy。

本说明书中相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不再对其进行进一步定义和解释。

实施例2

一种耐高温继电器的生产方法，它包括以下步骤：

1）采用机加工或粉末冶金通过模具压制静触点引出端；

2）采用机加工或粉末冶金通过模具压制过渡引出端；

3）将静触点引出端装配在过渡引出端上，并在过渡引出端和静触点引出端的轴向接触面上添放钎料；

4）将过渡引出端焊接于陶瓷罩罩上；

5）在陶瓷罩的罩口安装一框片，使陶瓷罩罩内形成一个封闭空间；

6）将静触点引出端、过渡引出端、陶瓷罩和框片作为一个整体，并使所述整体进入高温炉钎焊，直至钎料完全覆盖静触点引出端、过渡引出端对应的接触面，并使静触点引出端、过渡引出端的连接处满足气密性要求，继而使整体形成—静组件。

本实施例还至少采用以下一个优化方案：

1）所述钎料为银铜焊料片；

2）所述静触点引出端与过渡引出端通过紧配压入方式装配而成；或通过螺纹连接装配而成；

3）步骤6）所述整体中，对于存在弹性势能的部件采用无氧铜材料，对于有抗粘性要求的部件采用弥散铜材料；

4）保证过渡引出端与陶瓷罩接触面的平面度，有利于保证焊接的气密性；

5）在静触点引出端朝陶瓷罩的一端设有组合螺钉，并通过组合螺钉将铜排固定于静触点引出端上。

需要说明的是，这里的钎焊是采用比铁铜合金熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于过渡引出端211熔化温度，利用液态钎料润湿铁铜合金，填充接头间隙并与铁铜合金相互扩散实现连接焊件。钎焊的方式变形小，接头光滑美观，非常适合于继电器这样的小型电子元件。

当然，陶瓷罩11和过渡引出端211之间的焊接也可以采用其他的方式。这里不做赘述。

Claims (7)

1.一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：所述继电器设有陶瓷罩及静触点引出端，所述陶瓷罩固设一过渡引出端；所述静触点引出端固接于过渡引出端；所述过渡引出端采用无氧铜或者可以和陶瓷罩钎焊密封的铜合金制成；所述静触点引出端采用抗粘性铜合金制成；所述过渡引出端在其安装面的垂直方向上设有通孔；所述静触点引出端上的一端与通孔相匹配，静触点引出端伸入通孔内且周向连续接触于通孔内壁；所述静触点引出端与陶瓷罩之间设安全空间，使得静触点引出端与陶瓷罩在受热膨胀过程，避免静触点引出端与陶瓷罩相互作用而导致陶瓷罩受损；所述耐高温继电器生产方法，它包括以下步骤：

1） 采用机加工或粉末冶金通过模具压制静触点引出端；

2） 采用机加工或粉末冶金通过模具压制过渡引出端；

3） 将静触点引出端装配在过渡引出端上，并在过渡引出端和静触点引出端的轴向接触面上添放钎焊料；

4） 将过渡引出端焊接于陶瓷罩罩上；

5） 在陶瓷罩的罩口安装一框片，使陶瓷罩罩内形成一个封闭空间；

6） 将静触点引出端、过渡引出端、陶瓷罩和框片作为一个整体，并使所述整体进入高温炉钎焊，直至钎料完全覆盖静触点引出端、过渡引出端对应的接触面，并使静触点引出端、过渡引出端的连接处满足气密性要求，继而使整体形成一静组件。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：进一步的，所述静触点引出端采用弥散铜制成。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：进一步的，所述过渡引出端采用钎焊温度下膨胀系数与陶瓷罩一致的无氧铜或铁含量为3%以下的铁铜合金制成。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：所述陶瓷罩罩顶设有一个或多个静触点引出端的安装孔，所述过渡引出端通孔的周向边沿固设于陶瓷罩罩顶设有安装孔的位置上，所述静触点引出端另一端伸入陶瓷罩的安装孔内。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：所述过渡引出端通孔内壁沿周向设一级或多级台阶，相应的，所述静触点引出端伸入通孔的一端外壁上设有至少一级与通孔台阶相匹配的反台阶；反台阶面与台阶面相顶靠。

6.根据权利要求5所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于：所述静触点引出端另一端伸入陶瓷罩的安装孔内；静触点引出端与陶瓷罩之间设置一定的间隙；静触点引出端伸入陶瓷罩内的一端开设有连接孔；连接孔内设有组合螺钉，所述静触点引出端通过组合螺钉外接负载铜排。

7.如权利要求1所述的一种耐高温继电器的生产方法，其特征在于，至少具备以下一个特征：

1） 所述钎料为银铜焊料片；

2） 所述静触点引出端与过渡引出端通过紧配压入方式装配而成，或通过螺纹连接装配而成。

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