CN112496484A - 一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：专用抛光剂的制备；等离子体去毛刺处理：将制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热；然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上；将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺；后续处理：去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干；采用本发明的方法进行铜合金触头的去毛刺，在实际的处理过程中不会对铜合金触头表面成分产生影响；本发明采用等离子去毛刺方法能够有效地提高处理效率；其去毛刺效率是传统手工去除毛刺的10倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及铜合金电触头去毛刺工艺技术领域，具体涉及一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺。
背景技术
在中、高压开关行业中，铜铬、铜钨触头材料由于具有优异的导电、导热、抗电弧烧蚀等性能，因此铜铬触头被应用于中压真空开关中，铜钨触头被应用于高压SF6开关中。在开关使用中，尖端毛刺、表面氧化在使用过程中会造成放电、放气等问题，因此要求触头材料表面不能有毛刺、氧化。
在铜铬、铜钨触头加工过程中，由于Cu的韧性、延展性高，而Cr、W的硬度高、脆性大，因此加工成各类形状后会存在大量小毛刺，并且不易去除，同时铜铬触头材料中，Cr含量在10～50％，其余为Cu。在铜钨触头中W含量在60～90％，其余为Cu。因此CuCr、CuW触头均属于复合材料。采用现有的电化学、磨粒流、机器人等方法均无法保证在有效去除毛刺的同时，保证产品表面不氧化、成本不发生变化，因此目前该领域产品去毛刺仍采用传统的手工去毛刺，加工效率低，质量一致性差。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种去毛刺效率高的铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺；本发明的工艺是针对铜合金电触头，特别是CuCr、CuW触头的去毛刺、去氧化抛光提出的一种工艺。本发明设计铜铬、铜钨复合材料专用抛光剂，使触头表面毛刺通过等离子体去除的同时，保持CuCr、CuW表面Cu、Cr、W均匀的氧化及分解还原，最终达到去毛刺效果的同时，表面成分不发生变化，并且原有的表面氧化被去除。
本发明的技术方案为：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐1～3％，氯化铵3～5％，铬酸钠1～5％，乙酸1～4％，草酸0.5～2％，柠檬酸0.2～1.7％，小苏打0.1～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到第一专用抛光剂；常规的抛光剂成分去毛刺同时会造成材料表面成分发生变化，铜铬、铜钨复合材料专用的抛光盐，使触头表面毛刺通过等离子体去除的同时，保持CuCr、CuW表面Cu、Cr、W均匀的氧化及分解还原，最终达到去毛刺效果的同时，表面成分不发生变化，并且原有的表面氧化去除；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至95～100℃；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为0.5～5min，电流为50～200A；其中，去毛刺时夹具按1～3r/min在设备电解槽内旋转；能够保证去毛刺效果的一致性；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
作为一种改进，步骤一所述专用抛光剂可替代为：
按质量百分比称取原料：抛光盐3～6％，氯化铵2～5％，PEG-150二硬脂酸酯2～5％，铬酸钠1～5％，乙酸1～4％，柠檬酸0.2～1.7％，小苏打0.1～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到抛光剂前驱体；然后对抛光剂前驱体进行改性处理，得到专用抛光剂。
更进一步地，所述改性处理的具体步骤为：将抛光剂前驱体超声分散15～20min，然后再在转速为450～600r/min、温度为55～75℃的条件下恒温磁力搅拌30～45min，冷却后调节pH值至5～7；通过改性处理能够有效地增强强抛光剂去毛刺的效率。
作为另一种改进，步骤一所述专用抛光剂可替代为：按质量百分比称取原料：改性抛光盐2～3％，氯化铵2～3％，直链烷基苯磺酸钠1～3％，乙酸1～2％，草酸0.5～1％，柠檬酸钠0.3～1.5％，苯丙三氮唑0.2～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂。
进一步地，步骤二所述设备电解槽为硬聚氯乙烯材质，其具备无毒、无污染、耐腐蚀的特性，适合作为电解槽的制备材料使用。
进一步地，所述等离子去毛刺过程中，通入压缩空气进行均匀性处理；其中，气体通过量为20～50L/min；能够有效地保证去毛刺处理的均匀性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用本发明的工艺进行铜合金触头的去毛刺在实际的处理过程中不会对铜合金触头表面成分产生影响；
2、本发明采用等离子去毛刺的方法能够有效地提高处理效率；其去毛刺效率是传统手工去除毛刺的10倍以上；
3、采用本发明的工艺在去毛刺的同时能够有效去除表面氧化；
4、采用本发明的工艺去毛刺后，产品表面一致性好。
附图说明
图1是本发明实施例1中去毛刺前后对比图。
具体实施方式
实施例1：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐1％，氯化铵3％，铬酸钠1％，乙酸1％，草酸0.5％，柠檬酸0.2％，小苏打0.1％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至95℃；其中，设备电解槽为硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为0.5min，电流为200A；其中，去毛刺时夹具按1r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例2：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐2％，氯化铵4％，铬酸钠2％，乙酸2％，草酸1％，柠檬酸0.8％，小苏打0.2％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至98℃；其中，设备电解槽具体采用硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为3min，电流为120A；其中，去毛刺时夹具2r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例3：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐3％，氯化铵5％，铬酸钠5％，乙酸4％，草酸2％，柠檬酸1.7％，小苏打0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至100℃；其中，设备电解槽具体采用硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为5min，电流为50A；其中，去毛刺时夹具按3r/min在设备电解槽内旋转；在等离子去毛刺过程中，通入压缩空气进行均匀性处理；其中，气体通过量为50L/min；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例4：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐3％，氯化铵2％，PEG-150二硬脂酸酯2％，铬酸钠1％，乙酸1％，柠檬酸0.2％，小苏打0.1％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到抛光剂前驱体；然后将抛光剂前驱体超声分散15min，然后再在转速为450r/min、温度为55℃的条件下恒温磁力搅拌30min，冷却后调节pH值至5，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至95℃；其中，设备电解槽具体采用硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为0.5min，电流为200A；其中，去毛刺时夹具按1r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例5：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐5％，氯化铵3％，PEG-150二硬脂酸酯3％，铬酸钠2％，乙酸1.5％，柠檬酸0.6％，小苏打0.2％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到抛光剂前驱体；然后将抛光剂前驱体超声分散18min，然后再在转速为500r/min、温度为60℃的条件下恒温磁力搅拌35min，冷却后调节pH值至6，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至98℃；其中，设备电解槽具体采用硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为3min，电流为150A；其中，去毛刺时夹具按2r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例6：一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐6％，氯化铵5％，PEG-150二硬脂酸酯5％，铬酸钠5％，乙酸4％，柠檬酸1.7％，小苏打0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到抛光剂前驱体；然后将抛光剂前驱体超声分散20min，然后再在转速为600r/min、温度为75℃的条件下恒温磁力搅拌45min，冷却后调节pH值至7，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至100℃；其中，设备电解槽具体采用硬聚氯乙烯材质；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为5min，电流为200A；其中，去毛刺时夹具按3r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
实施例7：与实施例1不同的是：步骤一中专用抛光剂的制备替换为：按质量百分比称取原料：改性抛光盐2％，氯化铵2％，直链烷基苯磺酸钠1％，乙酸1％，草酸0.5％，柠檬酸钠0.3％，苯丙三氮唑0.2％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂。
实施例8：与实施例1不同的是：步骤一中专用抛光剂的制备替换为：按质量百分比称取原料：改性抛光盐2.5％，氯化铵2.5％，直链烷基苯磺酸钠2％，乙酸1.5％，草酸0.8％，柠檬酸钠0.7％，苯丙三氮唑0.25％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂。
实施例9：与实施例1不同的是：步骤一中专用抛光剂的制备替换为：按质量百分比称取原料：改性抛光盐3％，氯化铵3％，直链烷基苯磺酸钠3％，乙酸2％，草酸1％，柠檬酸钠1.5％，苯丙三氮唑0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂。
实验例：采用实施例1～9的方法分别对同批铜合金触头进行去毛刺处理，并对处理后的产品在相同条件下进行电性能耐压对比检测，并设置一组对照组，其中，对照组为手工去毛刺处理；具体检测结果如下表：
结论：利用本发明对铜合金触头进行去毛刺处理相比于传统的手工去毛刺处理而言，能够有效地提高铜合金触头的电性耐压强度；
由本发明实施例所述的方法与传统方法的平均用时对比可知，本发明采用等离子去毛刺方法能够有效地提高处理效率；其去毛刺效率是传统手工去除毛刺的10倍以上。
Claims (7)
1.一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，具体包括：
步骤一：专用抛光剂的制备
按质量百分比称取原料：抛光盐1～3％，氯化铵3～5％，铬酸钠1～5％，乙酸1～4％，草酸0.5～2％，柠檬酸0.2～1.7％，小苏打0.1～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂，备用；
步骤二：等离子体去毛刺处理
1)将步骤一所制备的专用抛光剂置于设备电解槽内加热至95～100℃；
2)然后将待去毛刺的铜合金触头件夹持在夹具上，保持样品与夹具之间具有良好的导电性；
3)将夹具挂装在设备电解槽内进行等离子体去毛刺，时间为0.5～5min，电流为50～200A；其中，去毛刺时夹具按1～3r/min在设备电解槽内旋转；
步骤三：后续处理
去毛刺结束后，将夹具取出，在纯净水中冲洗，去除干净表面残余物，再采用无水乙醇进行脱水处理，烘干。
2.如权利要求1所述的一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，步骤一所述专用抛光剂可替代为：按质量百分比称取原料：抛光盐3～6％，氯化铵2～5％，PEG-150二硬脂酸酯2～5％，铬酸钠1～5％，乙酸1～4％，柠檬酸0.2～1.7％，小苏打0.1～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到抛光剂前驱体；然后对抛光剂前驱体进行改性处理，得到专用抛光剂。
3.如权利要求2所述的一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，所述改性处理的具体步骤为：将抛光剂前驱体超声分散15～20min，然后再在转速为450～600r/min、温度为55～75℃的条件下恒温磁力搅拌30～45min，冷却后调节pH值至5～7。
4.如权利要求1所述的一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，步骤一所述专用抛光剂可替代为：按质量百分比称取原料：抛光盐2～3％，氯化铵2～3％，直链烷基苯磺酸钠1～3％，乙酸1～2％，草酸0.5～1％，柠檬酸钠0.3～1.5％，苯丙三氮唑0.2～0.3％，水余量；然后将称取的原料混合均匀，得到专用抛光剂。
5.如权利要求1所述的一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，步骤二所述设备电解槽为硬聚氯乙烯材质。
6.如权利要求1所述的一种铜合金触头等离子去毛刺方法，其特征在于，步骤二所述专用抛光剂的工作温度为95～100℃。
7.如权利要求1所述的一种铜合金触头等离子去毛刺的金属辅助加工工艺，其特征在于，所述等离子去毛刺过程中，通入压缩空气进行均匀性处理；其中，气体通过量为20～50L/min。
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Legal Events
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