CN107378741A - 铆钉电触头的表面处理方法、磨料以及磨料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铆钉电触头的表面处理方法、磨料以及磨料制备方法，步骤如下：将混合粉末和环氧树脂按比例混合后置于搅拌机中，搅拌一段时间后取出胶体，将胶体挤压获得坯料，将坯料冷藏一段时间后取出即获得圆柱形磨料，此磨料可以快速去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印和降低接触电阻。本发明可以同时去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印并且降低接触电阻，同时缩短了研磨时间，节约了试验成本，为低压电器行业发展提供技术支持。

Description

铆钉电触头的表面处理方法、磨料以及磨料制备方法
技术领域
本发明属于材料的表面处理领域，具体是指铆钉电触头的表面处理方法、磨料以及磨料制备方法，通过该方法可以降低接触电阻、去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印。
背景技术
电触头材料是影响开关电器触头系统工作可靠性的重要因素。铆钉型电触头制造过程是由线材镦制加工而成，在此过程中极易出现两个大加工缺陷：(1)铆钉边缘容易出现毛刺；(2)铆钉工作面容易出现圈印。对于铆钉型电触头加工缺陷，主要采取研磨的方法加以去除。本申请人研发了一种去除铆钉电触头镦制毛刺和圈印的方法，参见中国专利申请号201610669336.6，该技术方案中所制备的磨料，研磨机转速设定为1100-1400r/min研磨30min取出冲洗分离产品，即可完全去除毛刺和圈印，非常好地解决了该问题。
众所周知，接触电阻是表征电触头材料质量与可靠性最重要的参数，这是因为接触电阻与接触温升长期共同依存且相互制约影响，工程应用中的接触电阻与接触温升异常增大可诱发电触头熔焊、短路故障，甚至火灾等，从而直接影响电气系统的安全可靠运行。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种铆钉电触头的表面处理方法，通过该方法降低接触电阻、去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印。
本发明的第二个目的提供用于上述表面处理方法的磨料。
本发明的第三个目的是提供上述磨料的制备工艺。
为实现本发明的第一个目的，其技术方案是该表面处理方法用于降低铆钉电触头的接触电阻、去除铆钉电触头的镦制毛刺和圈印，包括以下步骤：
(1) 将磨料、浸润剂和水加入至研磨罐体积的70%~80%位置，研磨罐再加入存在毛刺和圈印缺陷的待处理铆钉电触头，将研磨罐装入离心研磨机，设定转速1100~1400r/min，5min后取出冲洗分离出铆钉电触头产品，之后进行以下步骤，所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm；
（2）将步骤（1）处理后的铆钉电触头甩干装入真空炉中退火，温度设定300~400℃，保温约40~90min后随炉至室温取出；
(3)采用稀硫酸对步骤（2）处理后的铆钉电触头进行酸洗处理，去除表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净；
(4)采用滚抛机对步骤（3）处理后的铆钉电触头进行光洁处理，再将铆钉电触头冲洗干净；
(5)将步骤（4）铆钉电触头放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理；
(6)步骤（5）处理后的铆钉电触头再经甩干、烘干、冷却至成品。
此外，本发明还提供一种适用于单独降低接触电阻的表面处理方法，其技术方案是该表面处理方法用于降低铆钉电触头的接触电阻，包括以下步骤：
(1) 将磨料、浸润剂和水加入至研磨罐体积的70%~80%位置，研磨罐再加入待处理铆钉电触头，将研磨罐装入离心研磨机，设定转速1100~1400r/min，5min后取出冲洗分离出铆钉电触头产品，之后进行以下步骤，所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm；
（2）将步骤（1）处理后的铆钉电触头甩干装入真空炉中退火，温度设定300~400℃，保温约40~90min后随炉至室温取出；
(3)采用稀硫酸对步骤（2）处理后的铆钉电触头进行酸洗处理，去除表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净；
(4)采用滚抛机对步骤（3）处理后的铆钉电触头进行光洁处理，再将铆钉电触头冲洗干净；
(5)将步骤（4）铆钉电触头放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理；
(6)步骤（5）处理后的铆钉电触头再经甩干、烘干、冷却至成品。
为实现本发明的第二个目的，其技术方案是提供一种铆钉电触头的表面处理的磨料，所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm。
为实现本发明的第三个目的，其技术方案是将混合粉末和环氧树脂置于搅拌机中，搅拌后所得胶体置于挤压模具中，挤压后取出磨料冷却，将磨料按长度进行切割得到圆柱体状磨料，该圆柱体状磨料的直径为1-3mm，长度为3-10mm，此磨料用于快速去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印和降低接触电阻，所述混合粉末与环氧树脂的质量份数比为1-10；
所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm。
本发明的创新机理和优点是：
发明人在实际应用过程中，采用本申请人之前的方法（去除铆钉电触头镦制毛刺和圈印的方法，中国专利申请号201610669336.6）虽然可以去除铆钉电触头镦制毛刺和圈印，但是对接触电阻没有办法。发明人经过仔细和研究和创造性思考并通过试验发现并认为：铆钉接触电阻取决于铆钉表面状态，表面状态可用粗糙度进行表征，粗糙度中有2个重要参数，Rp(峰值)和Rv(谷值)，试验发现接触电阻取决于Rp，Rp越大接触电阻越大，现有工艺制备的铆钉峰很多，造成Rp大。
本申请人在先申请的技术方案中，采用三棱锥型的磨料，虽然能够非常快速地去除圈印和磨料，但是对于接触电阻却没有改善，三棱锥磨料本身存在非常尖锐的磨料角，这种磨料角研磨过程中作用到电触头材料表面，极易造成峰的生长，即Rp值最大，造成接触电阻增大。因此还需要进行后续的降低接触电阻的处理，导致工艺步骤繁琐，表面处理成本高。
三棱锥、球形磨料与圆柱形磨料的区别：工艺实施过程中，可以发现三棱锥、球形磨料作用于触头材料表面时，极易产生弹跳，这种弹跳极易造成峰的生长，即Rp值最大，造成接触电阻增大。而采用圆柱形磨料，磨料作用于触头材料表面时，根本不产生弹跳，磨料吸附在触头表面，随触头材料一起旋转，降低了峰值。
而本发明通过设置圆柱形的磨料，在用于铆钉电触头的表面处理时，直接去除峰或将峰降低，Rp减小，接触电阻降低。把磨料角已经变为非常平滑的圆形，因此研磨过程中不会造成Rp增大，反而会减小，因此圆柱形磨料大大地降低了接触电阻。
本申请的创新机理是发现铆钉电触头材料的表面接触电阻与Rp(峰值)和Rv(谷值)的关系，并基于该关系提出用圆柱形磨料进行表面处理，可同时降低表面接触电阻，去除镦制圈印和毛刺。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1 本发明集成成型装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
圆柱形磨料的制备实施例
如图1所示，挤压成型装置包括有筒体1，筒体内设置有料腔11，活塞式滑移设置于料腔中的挤压件，该挤压件包括有挤压压头21和固定连接于挤压压头后端的挤压驱动杆22，所述的料腔相对于挤压压头的外端设置有成型模板3，该成型模板上沿着挤压压头的挤压方向设置有多个点阵分布的圆柱形成型挤压孔31，该圆柱形成型挤压孔的直径为1-3mm，优选为1.5mm；该圆柱形成型挤压孔的长度为3-10mm，优选为5mm。
其制备工艺为将混合粉末和环氧树脂置于搅拌机中，搅拌后取出胶体，将胶体置于挤压成型装置的料腔内，装入挤压件，以0.1-10MPa的压力和1-100cm/min速度挤出坯料，坯料切断即可得到规定长度的圆柱形，将圆柱形置于冷藏箱内，温度控制在8℃，冷藏时间20分钟，取出后即获得磨料，作为优选地，所得到的圆柱形的磨料的直径为1-3mm，优选为1.5mm，长度为3-10mm，优选为5mm。
本实施例所述混合粉末与环氧树脂的质量份数比为1-10；优选为6。
本实施例混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份，优选为80份；
氧化亚铁30-60份，优选为50份；
氧化镁1-5份，优选为3.5份；
氧化钇1-5份，优选为4份；
氧化锆4-15份，优选为12份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm；
另外，本实施例所述的环氧树脂优选为国家牌号E51或E44。
磨料组分配置实施例1
将含有三氧化二铁5.9kg、氧化亚铁2.9kg，氧化镁0.3kg，氧化钇0.3kg，氧化锆0.6kg混合粉末共计10kg，牌号为E44的环氧树脂15kg置于搅拌机中，搅拌10分钟后取出胶体。
磨料组分配置实施例2
将含有三氧化二铁6.1kg、氧化亚铁3.1kg，氧化镁0.2kg，氧化钇0.2kg，氧化锆0.4kg混合粉末共计10kg，牌号为E51的环氧树脂15kg置于搅拌机中，搅拌15分钟后取出胶体。
磨料组分配置实施例3
将含有三氧化二铁6kg、氧化亚铁3kg，氧化镁0.3kg，氧化钇0.2kg，氧化锆0.5kg混合粉末共计10kg，牌号为E44的环氧树脂15kg置于搅拌机中，搅拌30分钟后取出胶体。
表面处理方法实施例1
将磨料入浸润剂，本实施例所述的浸润剂为磺酸，一种有机酸，通式R-SO3H，R代表烃基，强酸性，有比较大的水溶性，用于制染料、药物、洗涤剂，有酸的通性，再加水至研磨罐体积的70%~80% 位置，装入离心研磨机，设定转速1200r/min，约10min 后取出冲洗分离出产品。将含有毛刺和圈印的产品甩干装入真空炉中退火，温度设定400℃，保温约50min 后随炉至室温取出。采用稀硫酸对产品进行酸洗处理，取出表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净。采用滚抛机对产品进行光洁处理，再将产品冲洗干净。将产品放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理。清洗后的产品再经甩干、烘干、冷却至成品。
表面处理方法实施例2
将磨料入浸润剂，再加水至研磨罐体积的70%~80%位置，装入离心研磨机，设定转速1200r/min，约15min后取出冲洗分离出产品。将含有毛刺和圈印的产品甩干装入真空炉中退火，温度设定300℃，保温约90min 后随炉至室温取出。采用稀硫酸对产品进行酸洗处理，取出表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净。采用滚抛机对产品进行光洁处理，再将产品冲洗干净。将产品放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理。清洗后的产品再经甩干、烘干、冷却至成品。
表面处理方法实施例3
将磨料入浸润剂，再加水至研磨罐体积的70%~80%位置，装入离心研磨机，设定转速1100r/min，约12min后取出冲洗分离出产品。将含有毛刺和圈印的产品甩干装入真空炉中退火，温度设定350℃，保温约60min 后随炉至室温取出。采用稀硫酸对产品进行酸洗处理，取出表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净。采用滚抛机对产品进行光洁处理，再将产品冲洗干净。将产品放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理。清洗后的产品再经甩干、烘干、冷却至成品。
表面处理方法实施例4
将磨料入浸润剂，再加水至研磨罐体积的70%~80%位置，装入离心研磨机，设定转速1400r/min，约5min后取出冲洗分离出产品。将含有毛刺和圈印的产品甩干装入真空炉中退火，温度设定350℃，保温约60min后随炉至室温取出。采用稀硫酸对产品进行酸洗处理，取出表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净。采用滚抛机对产品进行光洁处理，再将产品冲洗干净。将产品放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理。清洗后的产品再经甩干、烘干、冷却至成品。

Claims (4)

1.一种铆钉电触头的表面处理方法，其特征在于：该表面处理方法用于降低铆钉电触头的接触电阻、去除铆钉电触头的镦制毛刺和圈印，包括以下步骤：
(1) 将磨料、浸润剂和水加入至研磨罐体积的70%~80%位置，研磨罐再加入存在毛刺和圈印缺陷的待处理铆钉电触头，将研磨罐装入离心研磨机，设定转速1100~1400r/min，5min后取出冲洗分离出铆钉电触头产品，之后进行以下步骤，所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm；
（2）将步骤（1）处理后的铆钉电触头甩干装入真空炉中退火，温度设定300~400℃，保温约40~90min后随炉至室温取出；
(3)采用稀硫酸对步骤（2）处理后的铆钉电触头进行酸洗处理，去除表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净；
(4)采用滚抛机对步骤（3）处理后的铆钉电触头进行光洁处理，再将铆钉电触头冲洗干净；
(5)将步骤（4）铆钉电触头放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理；
(6)步骤（5）处理后的铆钉电触头再经甩干、烘干、冷却至成品。
2.一种铆钉电触头的表面处理方法，其特征在于：该表面处理方法用于降低铆钉电触头的接触电阻，包括以下步骤：
(1) 将磨料、浸润剂和水加入至研磨罐体积的70%~80%位置，研磨罐再加入待处理铆钉电触头，将研磨罐装入离心研磨机，设定转速1100~1400r/min，5min后取出冲洗分离出铆钉电触头产品，之后进行以下步骤，所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm；
（2）将步骤（1）处理后的铆钉电触头甩干装入真空炉中退火，温度设定300~400℃，保温约40~90min后随炉至室温取出；
(3)采用稀硫酸对步骤（2）处理后的铆钉电触头进行酸洗处理，去除表面氧化皮或其它异物，然后冲洗干净；
(4)采用滚抛机对步骤（3）处理后的铆钉电触头进行光洁处理，再将铆钉电触头冲洗干净；
(5)将步骤（4）铆钉电触头放入超声波清洗设备中进行超声清洗处理；
(6)步骤（5）处理后的铆钉电触头再经甩干、烘干、冷却至成品。
3.一种铆钉电触头的表面处理的磨料，其特征在于：
所述的磨料为圆柱体，直径为1-3mm，长度为3-10mm，该磨料包括有质量份数比为1-10的混合粉末与环氧树脂，所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm。
4.一种铆钉电触头的表面处理的磨料的制备方法，其特征在于：
将混合粉末和环氧树脂置于搅拌机中，搅拌后所得胶体置于挤压模具中，挤压后取出磨料冷却，将磨料按长度进行切割得到圆柱体状磨料，该圆柱体状磨料的直径为1-3mm，长度为3-10mm，此磨料用于快速去除铆钉电触头镦制毛刺、圈印和降低接触电阻，所述混合粉末与环氧树脂的质量份数比为1-10；
所述的混合粉末包括以下组分，以质量份数计：
三氧化二铁50-120份；
氧化亚铁30-60份；
氧化镁1-5份；
氧化钇1-5份；
氧化锆4-15份；
其中三氧化二铁颗粒大小50μm-300μm，氧化亚铁颗粒大小20μm~100μm，氧化镁颗粒大小50μm~200μm，氧化钇颗粒大小5μm~100μm，氧化锆颗粒大小5μm~150μm。
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