CN110911872A - 一种自韧化电磁导电触头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自韧化电磁导电触头及其制造方法，该复合电磁导电触头由两部分组成：芯体和线圈，其中芯体为以坡莫合金为芯，以纯铁为壳获得的复合芯体；线圈由卷绕在芯体表面的苯胺改性碳纤维铝芯复合导线绕制而成。本发明耐高温、耐腐蚀、抗疲劳。
Description
技术领域
本发明涉及电气装置技术领域，尤其涉及一种自韧化电磁导电触头及其制造方法。
背景技术
电磁机构包括动铁心(衔铁)、静铁心和电磁线圈三部分，在电磁线圈通以电流，产生电磁吸力带动触头动作，是电磁式接触器的重要组成部分之一。电磁机构由线圈、铁心(静铁心)、衔铁(动铁心)、极靴、铁轭和空气隙等组成。电磁机构中的线圈、铁心在工作状态下是不动的；衔铁，则是可动的。电磁机构通过衔铁与相应的机械机构的动作状态和动作过程，将电磁线圈产生的电磁能转换为机械能来带动触点使之闭合或者断开以实现对被控制电路的控制目的。触头装置：触头的结构形式很多，按控制的电路可分：主触头和辅助触头；触头按其原始状态分：常开触头和常闭触头；触头按其结构形式分：桥形触头和指形触头。
但市面上的触头最主要的失效原因有三：1、发热，2、锈蚀，3、疲劳裂纹，只有找到了影响高压隔离开关触头失效的原因，同时从影响触头导电性的角度出发，找到影响触头失效的因素，如温度、应力以及环境因素等，才能解决现有触头的问题。
因此，市面上急需一种耐高温、耐腐蚀、抗疲劳的自韧化电磁导电触头及其制造方法。
发明内容
本发明旨在提供一种耐高温、耐腐蚀、抗疲劳的自韧化电磁导电触头制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自韧化电磁导电触头的制造方法，包括以下步骤：
1)原料准备
①原材料准备：按重量份准备纯铁粉40份-45份、纯镍粉79份-85份、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2份-0.5份；
②辅材准备：准备足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；
2)芯体准备
①采用圆柱形氧化镁坩埚为容器，将阶段1)步骤①准备的纯铁粉20份-21份和全部纯镍粉混合均匀后填入坩埚中，获得待熔炼材料；
②采用真空感应熔炼方法熔炼步骤①获得的待熔炼材料，升温前抽真空至1×10- 2Pa-1×10-3Pa，待到温后原料开始熔化时计时，保温20min-23min后停止加热并采用氮气速冷，然后出炉脱模，获得粗糙磁芯；
③将步骤②获得的粗糙磁芯圆柱表面及两个端面均机械抛光去除0.3mm-0.5mm的厚度，获得规则磁芯；
④将阶段1)步骤①准备的剩余纯铁粉加热至熔化后，采用超声速火焰喷涂方式均匀喷涂在步骤③获得的规则磁芯表面，然后机械抛光获得复合材料的两个端面，获得所需终制磁芯
3)导线制备
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；
②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；
4)导电触头成型
①将阶段3)获得的改性复合导线剪去首尾端后卷绕在阶段2)获得的终制磁芯表面，获得复合芯体结构，该复合芯体结构即为所需自韧化电磁导电触头。
一种自韧化电磁导电触头，该复合电磁导电触头由两部分组成：芯体和线圈，其中芯体为以坡莫合金为芯，以纯铁为壳获得的复合芯体；线圈由卷绕在芯体表面的苯胺改性碳纤维铝芯复合导线绕制而成。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：(1)本发明以铁氧体复合坡莫合金成型，再利用高真空高温环境下元素贫化的技术原理人为降低表层合金元素和氢元素等致硬元素含量，获得表层纯铁、整体软磁体的触头，既有高的磁感、又是良导体，以铁镍合金为芯、纯铁为壳，既获得铁镍合金磁导率大，矫顽力小的优点，回避了铁镍合金对应力敏感的缺陷，同时表层韧化抗冲击、表面接触面积大。(2)本发明是指形触头而不是桥形触头，因此不存在金属疲劳的问题，仅需考虑冲击损坏和磨损，而本发明不中于常规技术，在硬质芯体表面增加了相对柔软的软磁性的纯铁，既保证了磁芯不会由于芯体强度不够导致变形，又保护了被撞击面不受损坏，还在两个硬质体间建设了相对柔性的缓冲，同时提升了接触面，因此本发明抗疲劳能力强。(3)本发明坡莫合金的磁感性能优良，因此可以降低触发电流阀值，提升可靠性和降低能耗。(4)本发明采用的所有材料均耐高温，由于没有采用锡焊或树脂等不耐高温的固化材料，同时对不耐燃的碳纤维和不耐蚀的铝芯进行了钝化和苯胺附着防护及与芯体间的绝缘处理，同时由于苯胺的原因，还获得了感觉线圈自憎水的性能，扩大了应用范围，降低了表面防护难度。因此，本发明具有耐高温、耐腐蚀、抗疲劳的特性。
具体实施方式
实施例1：
一种自韧化电磁导电触头的制造方法，包括以下步骤：
1)原料准备
①原材料准备：按重量份准备纯铁粉40g-45g、纯镍粉79g-85g、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2g-0.5g；
②辅材准备：准备足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；
2)芯体准备
①采用圆柱形氧化镁坩埚为容器，将阶段1)步骤①准备的纯铁粉20份-21份和全部纯镍粉混合均匀后填入坩埚中，获得待熔炼材料；
②采用真空感应熔炼方法熔炼步骤①获得的待熔炼材料，升温前抽真空至1×10- 2Pa-1×10-3Pa，待到温后原料开始熔化时计时，保温20min-23min后停止加热并采用氮气速冷，然后出炉脱模，获得粗糙磁芯；
③将步骤②获得的粗糙磁芯圆柱表面及两个端面均机械抛光去除0.3mm-0.5mm的厚度，获得规则磁芯；
④将阶段1)步骤①准备的剩余纯铁粉加热至熔化后，采用超声速火焰喷涂方式均匀喷涂在步骤③获得的规则磁芯表面，然后机械抛光获得复合材料的两个端面，获得所需终制磁芯
3)导线制备
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；
②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；
4)导电触头成型
①将阶段3)获得的改性复合导线剪去首尾端后卷绕在阶段2)获得的终制磁芯表面，获得复合芯体结构，该复合芯体结构即为所需自韧化电磁导电触头。
通过上述方法制造的自韧化电磁导电触头，由两部分组成：芯体和线圈，其中芯体为以坡莫合金为芯，以纯铁为壳获得的复合芯体；线圈由卷绕在芯体表面的苯胺改性碳纤维铝芯复合导线绕制而成。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种自韧化电磁导电触头的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原料准备
①原材料准备：按重量份准备纯铁粉40份-45份、纯镍粉79份-85份、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2份-0.5份；
②辅材准备：准备足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；
2)芯体准备
①采用圆柱形氧化镁坩埚为容器，将阶段1)步骤①准备的纯铁粉20份-21份和全部纯镍粉混合均匀后填入坩埚中，获得待熔炼材料；
②采用真空感应熔炼方法熔炼步骤①获得的待熔炼材料，升温前抽真空至1×10-2Pa-1×10-3Pa，待到温后原料开始熔化时计时，保温20min-23min后停止加热并采用氮气速冷，然后出炉脱模，获得粗糙磁芯；
③将步骤②获得的粗糙磁芯圆柱表面及两个端面均机械抛光去除0.3mm-0.5mm的厚度，获得规则磁芯；
④将阶段1)步骤①准备的剩余纯铁粉加热至熔化后，采用超声速火焰喷涂方式均匀喷涂在步骤③获得的规则磁芯表面，然后机械抛光获得复合材料的两个端面，获得所需终制磁芯；
3)导线制备
①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；
②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；
4)导电触头成型
①将阶段3)获得的改性复合导线剪去首尾端后卷绕在阶段2)获得的终制磁芯表面，获得复合芯体结构，该复合芯体结构即为所需自韧化电磁导电触头。
2.一种自韧化电磁导电触头，其特征在于：该复合电磁导电触头由两部分组成：芯体和线圈，其中芯体为以坡莫合金为芯，以纯铁为壳获得的复合芯体；线圈由卷绕在芯体表面的苯胺改性碳纤维铝芯复合导线绕制而成。
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| CN203366946U (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-25 | 淮安柯林斯尼电气有限公司 | 一种铝线电感器 |
| CN105118644A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-02 | 武汉大学 | 适用于电动汽车无线供电系统的增强型发射线圈 |
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Non-Patent Citations (1)
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| 朱洪法: "《精细化工常用原材料手册》", 31 December 2003, 金盾出版社 * |
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