CN107703032B - 混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，包括以下步骤：步骤1、将观察面浸入浸蚀着色液中；浸蚀着色液与样品发生剧烈反应，反应平静后将观察面用清水冲洗干净，其中，浸蚀着色液为氨水与过氧化氢水溶液的混合液；步骤2、通过观察面的颜色判断银基焊料的渗透部位以及渗透深度，无银基焊料渗透的部位呈浅砖红色，有银基焊料渗透的部位呈深灰色，两种颜色反差明显，非常容易观察。本发明成本低，易操作，可快速得到检检验结果，检验精度和可信度可以满足使用要求。可应用于混粉法铜铬触头材料的进厂检验、过程检验和工艺验证；也可用于其他方法生产的铜铬触头。

Description

混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法

技术领域

本发明涉及银基焊料渗透性检验方法技术领域，尤其涉及混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法。

背景技术

真空开关是近几十年发展起来的一种电力开关，广泛用于配电设备、工业动力设备等，真空开关的关键部件是真空灭弧室，它基本上决定了真空断路器的主要性能。真空灭弧室的基本结构是封闭在绝缘外壳内真空环境下的一对可分合的触头。真空灭弧室触头应用最广泛的是铜铬合金触头，铜铬合金触头的铬含量通常在25～50％，生产方法有：熔渗法、混粉烧结法、电弧熔炼法、熔铸法等。

其中，混粉烧结法是将铜粉、铬粉机械混合均匀，将混粉在模具中压制成毛坯，毛坯在氢炉或真空炉中固相烧结后制成的。

铜铬触头在使用时通常是使用银基焊料将触头与铜制零件钎焊到一起。在钎焊过程中，熔融的银基焊料会对触头的基体材料产生一定程度的融蚀和渗透。混粉烧结法制造的触头，由于是固相烧结，焊料的融蚀和渗透比于其他方法生产的触头会更重一些。若混粉烧结法触头生产过程中的工艺控制不够严格，制成触头的常规检测参数可能并不表现出异常，但却可能造成非常严重的焊料渗透。这种严重渗透造成的危害有二：其一，焊料在毛细作用下弥漫至触头工作面，对触头的电性能造成不良影响；其二，焊料被大量吸附进触头本体，造成钎焊焊缝处焊料量不足产生虚焊。

现有铜铬触头的技术标准中，没有涉及抗银基焊料渗透性的描述及相关检验要求和检验方法。传统的其他方法，可以采用金相分析方法。选择样品取样，选取垂直于焊缝的面切割作为观察面，对观察面粗磨、精磨、抛光、腐蚀之后在金相显微镜下进行观察进行分析。也可以采用取样后对观察面在电子显微镜下进行成分扫描的方法进行分析观察。

虽然金相法可以准确的查找焊料渗透聚集的银相，但要保证准确需要200～500倍的放大倍数，视场很小。在整个观察面都进行搜索、观察工作量很大，确定渗透深度时需要转换为低倍观察测量，转换时如何准确确定所要测量的观察点也较困难。低倍时银相不明显，易误判。

电子显微镜方法，成本高，而且电子显微镜及其配套的成分分析设备，并非一般企业所能拥有，因而无法用于日常生产所需的常规例行检测。

发明内容

本发明旨在提供混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，成本低，易操作，可快速得到检验结果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，包括以下步骤：

步骤1、将样品的观察面浸入浸蚀着色液中；浸蚀着色液与样品发生剧烈反应；

所述浸蚀着色液为氨水与过氧化氢水溶液的混合液；

步骤2、反应平静后，通过观察面的颜色判断银基焊料的渗透部位以及渗透深度。无银基焊料渗透的部位呈浅砖红色，有银基焊料渗透的部位呈深灰色。两种颜色反差明显，非常容易观察。

进一步的，所述过氧化氢水溶液为30％过氧化氢的水溶液。

其中，氨水与过氧化氢水溶液的体积比为10:10～10:8。

其中，步骤2中，反应平静后，将样品清洗干净后再进行观察。

进一步的，所述步骤1之前将样品的观察面用金相砂纸磨平。

通常来说将观察面磨平即可，但是为了增强对比效果，所以进一步的，步骤1中至少磨至W50号砂纸。观察面由粗到细的磨平只是为了观察的方便。

进一步优选地，步骤1中磨至W28号砂纸。

其中，步骤1中，样品观察面的获取方式有两种：

方式一：将待检的混粉烧结法铜铬触头、触头配合的铜零件和银基焊料，按产品的正常工艺参数完成钎焊获得样品；选择垂直于样品焊缝的面切开样品，得到样品垂直于焊缝的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面；

方式二：在待检混粉烧结法铜铬触头的检测部位放上银基焊料片，使混粉烧结法铜铬触头放有银基焊料片的面朝上，放入真空炉中加热，使银基焊料片在混粉烧结法铜铬触头的表面熔化；冷却，使银基焊料在混粉烧结法铜铬触头的表面凝固，获得样品；选择垂直于银基焊料片的面切开样品，得到样品的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面。

通过上述两种方式可以看出，样品可以是与其他零件实际钎焊的部件，也可以是仅放了焊料的模拟试件。但样品一定是在触头与高温熔融银基钎焊料接触并且焊料浸润良好的前提下。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明成本低，易操作，可快速得到检检验结果，检验精度和可信度可以满足使用要求。可应用于混粉法铜铬触头材料的进厂检验、过程检验和工艺验证；也可用于其他方法生产的铜铬触头；

2.通过浸蚀染色观察，速度快、效率高、结果准确可靠、不须金相显微镜，成本低；

3.样品保存容易，可供长时间观察、追溯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。

本发明公开的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，包括以下步骤：

首先，将样品的观察面用金相砂纸磨平。通常来说将观察面磨平即可，但是为了增强对比效果，可选择将观察面磨至W50号砂纸，或者磨至W28号砂纸。相比于金相法减少了精磨和抛光的工作量。

然后，将观察面浸入浸蚀着色液中；不断摇动，浸蚀着色液会与样品发生剧烈反应甚至呈沸腾样，反应会很快平静下来；反应平静后将样品迅速用清水冲洗干净，用过的浸蚀着色液弃置不再使用。由于浸蚀着色液具有危害性，所以用较长玻璃棒夹住样品将其观察面向下浸入液体中。

浸蚀着色液为氨水与过氧化氢水溶液的混合液；其中，过氧化氢水溶液为30％过氧化氢的水溶液。氨水与过氧化氢水溶液的体积比为10:10～10:8。实际使用并不限于30％浓度的过氧化氢，配比也会因此有所变化。因为过氧化氢贮存和开瓶后的时间等因素对着色效果有影响，过氧化氢的用量可酌情增减。浸蚀着色液的配制量视样品量而定，一个样品20-30ml即可，随配随用，有多个样品时可一次配制分次短时间内使用，配置总量控制在100ml以下。注意：配置浸蚀染色液及浸蚀时，操作人员须穿戴防护用品，在通风橱中进行。

最后，通过观察面的颜色判断银基焊料的渗透部位以及渗透深度。无银基焊料渗透的部位呈浅砖红色，有银基焊料渗透的部位呈深灰色。两种颜色反差明显，非常容易观察。因此可以非常直观的观察到有银基焊料的部位和渗透深度，据此即可对样品的抗银基焊料渗透性作出判断。

其中，样品观察面的获取方式有两种：方式一：将待检的混粉烧结法铜铬触头、触头配合的铜零件和银基焊料，按产品的正常工艺参数完成钎焊获得样品；选择垂直于样品焊缝的面切开样品，得到样品垂直于焊缝的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面。方式一与现有技术中获取样品观察面的方法类似。

方式二：在待检混粉烧结法铜铬触头的检测部位放上银基焊料片，使混粉烧结法铜铬触头放有银基焊料片的面朝上，放入真空炉中加热，使银基焊料片在混粉烧结法铜铬触头的表面熔化；冷却，使银基焊料在混粉烧结法铜铬触头的表面凝固，获得样品；选择垂直于银基焊料片的面切开品，得到样品的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面。

浸蚀着色好的样品不需特殊处理，大气中正常存放即可，样品三个月后仍可正常观察，若时间更长至分辨不清晰时，可重新磨光浸蚀，保证样品的可追溯性。

本发明操作简便、成本低，可快速获得检验结果，缩短检验时间，检验精度和可信度可以满足使用要求，经济实用，利于推广。可应用于混粉法铜铬触头材料的进厂检验、过程检验和工艺验证；也可用于其他方法生产的铜铬触头。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于:包括以下步骤：

步骤1、将样品的观察面浸入浸蚀着色液中；浸蚀着色液与样品发生剧烈反应；

所述浸蚀着色液为氨水与过氧化氢水溶液的混合液，其中过氧化氢水溶液为30％过氧化氢的水溶液，氨水与过氧化氢水溶液的体积比为10:10～10:8；

步骤2、反应平静后，通过观察面的颜色判断银基焊料的渗透部位以及渗透深度。

2.根据权利要求1所述的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于：反应平静后，将样品清洗干净后再进行观察。

3.根据权利要求1所述的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于：所述步骤1之前将样品的观察面用金相砂纸磨平。

4.根据权利要求3所述的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于：步骤1中至少磨至W50号砂纸。

5.根据权利要求4所述的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于：步骤1中磨至W28号砂纸。

6.根据权利要求1所述的混粉铜铬触头抗银基焊料渗入性检验方法，其特征在于：步骤1中，样品观察面的获取方式有两种：

方式一：将待检的混粉烧结法铜铬触头、触头配合的铜零件和银基焊料，按产品的正常工艺参数完成钎焊获得样品；选择垂直于样品焊缝的面切开样品，得到样品垂直于焊缝的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面；

方式二：在待检混粉烧结法铜铬触头的检测部位放上银基焊料片，使混粉烧结法铜铬触头放有银基焊料片的面朝上，放入真空炉中加热，使银基焊料片在混粉烧结法铜铬触头的表面熔化；冷却，使银基焊料在混粉烧结法铜铬触头的表面凝固，获得样品；选择垂直于银基焊料片的面切开品，得到样品的纵向剖面，该纵向剖面即为观察面。