CN117026005A - 一种新型触点铜合金及其制备方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铜合金合成技术领域，具体涉及一种新型触点铜合金及其制备方法和设备，包括镍0.35份，锡0.15份，钴0.3份，磷0.1份和铜99.1份；铜材料占主要比列，利用铜导电性好、电阻率低的特性，使新型触点铜合金的导电率最大化，实现导电率大于85％的目的，使触点铜合金材料满足导电率大于80％的要求；同时，铜具有较好的延展性，易于加工，降低操作难度；微量的锡和磷，可增加金属的流动性，使合金获得优异的焊接性能；通过在合金加入高温元素镍和钴，提高了合金的软化温度，确保触点在高温下焊接，焊接后的触点铜合金材料的硬度，满足高温真空焊接工艺对触点铜合金材料的要求。
Description
技术领域
本发明涉及铜合金合成技术领域，尤其涉及一种新型触点铜合金及其制备方法和设备。
背景技术
接触器广泛应用于电力、配电和用电场合，主要原理是指利用电流流过线圈产生磁场，使触头闭合；接触器的触点常采用合金材料，例如铁铜合金TFe2.5、铬锆铜合金Tcrl-0.15等，但在新能源电动车和充电桩中使用的接触器对触点的导电率、耐软化温度要求高，现有的合金材料难以满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型触点铜合金及其制备方法和设备，旨在解决现有合金材料导电率低，耐软化温度不合格，无法作为新能源领域接触器触点的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种新型触点铜合金，包括镍0.35份，锡0.15份，钴0.3份，磷0.1份和铜99.1份。
另一方面，一种新型触点铜合金制备方法，应用于制备所述的一种新型触点铜合金，包括：
将99.1份铜加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1100℃；
将0.35份镍，0.15份锡，0.3份钴，0.1份磷依次加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1150℃；
等待30分钟；
将熔化后的熔液导流至保温炉中，将保温炉温度控制在1150℃；
通过结晶器将熔液凝固成铸棒；
通过连铸机将铸棒水平牵引出；
对铸棒进行切断，制成铸锭；
通过挤压机对铸锭进行热挤压，将挤压温度控制在900℃，挤压速度控制在1锭/3分钟，并将水封保护的水温控制在37℃，制成制品；
通过直线拉床对制品进行冷拉，将直线拉床的道次加工率控制在25％，将直线拉床的成品加工率控制在50％。
另一方面，一种新型触点铜合金制备设备，应用于所述的一种新型触点铜合金制备方法，其特征在于，
包括熔化炉、保温炉、连铸机和挤压机，所述熔化炉包括翻转机、熔炉本体、翻盖、铰链、锁扣、滑动导槽和密封门，所述熔炉本体具有排料槽；所述翻盖具有出料槽；所述熔炉本体设置在所述翻转机中；所述翻盖设置在所述熔炉本体的上方；所述铰链和所述熔炉本体固定连接，并和所述翻盖固定连接；所述锁扣转动设置在所述翻盖上；所述滑动导槽滑动设置在所述熔炉本体的所述排料槽中；所述密封门滑动设置在所述熔炉本体中。
其中，所述翻转机包括翻转底座、驱动电机、夹持环和旋转轴，所述翻转底座设置在所述熔炉本体的下方；所述驱动电机固定在所述翻转底座中；所述夹持环和所述驱动电机的输出端固定连接，并和所述熔炉本体固定连接；所述旋转轴和所述夹持环固定连接，并和所述翻转底座转动连接。
其中，所述锁扣包括U型扣、紧固螺栓、固定块和旋转环，所述U型扣转动设置在所述翻盖上；所述紧固螺栓和所述U型扣螺纹连接；所述固定块固定在所述紧固螺栓上；所述旋转环固定在所述U型扣远离所述固定块的一侧。
其中，所述密封门包括封闭板、连接绳、定滑轮和限制环，所述封闭板滑动设置在所述熔炉本体中；所述连接绳和所述封闭板固定连接，并和所述翻盖固定连接；所述定滑轮转动设置在所述翻盖中；所述限制环固定在所述定滑轮的外侧。
其中，所述熔化炉还包括契合块，所述契合块固定在所述熔炉本体上。
本发明的一种新型触点铜合金制备设备，所述熔化炉用于将各类原材料熔化融合，所述保温炉用于暂存熔化液，避免熔化液凝固；所述连铸机用于初加工，将铸棒牵出并切断制成铸锭方便运输；所述挤压机用于对铸锭进行热挤压加工，形成成品；
所述翻转机用于翻转所述熔炉本体，将熔化后的原料液倒入到所述保温炉中；所述熔炉本体用于熔炼混合各类原材料；所述翻盖用于遮挡所述熔炉本体，所述铰链用于转动所述翻盖，所述锁扣用于固定所述翻盖和所述熔炉本体，所述翻盖在关闭时，其所述出料槽和面向所述熔炉本体，当翻盖转开后，所述出料槽和所述排料槽相连接，让熔化后的原材料液能顺着所述排料槽和所述出料槽流动到所述保温炉中，所述出料槽和所述排料槽位于所述翻盖下方，在加热熔化原材料时，所述出料槽和所述排料槽处于内部，具有一定热量，让倒出原材料熔化液时不会迅速遇冷而凝固或大量降温影响材质；所述滑动导槽滑动安装在所述熔炉本体中，倾斜倒出原料时，所述滑动导槽滑出，封住所述出料槽和所述排料槽之间的缝隙，让原材料高温熔化液完整倒出；从而解决了现有的熔化炉以倾斜的方式倒出原材料熔化液，倒出时熔化液遇冷而降低温度影响材质的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的结构示意图。
图2是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的细节A的局部放大图。
图3是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的基于所述契合块的剖视图。
图4是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的基于所述U型扣的剖视图。
图5是本发明的第四实施例的一种新型触点铜合金制备设备的剖视图。
101-翻转机、102-熔炉本体、103-翻盖、104-铰链、105-锁扣、106-滑动导槽、107-密封门、108-排料槽、109-出料槽、110-翻转底座、111-驱动电机、112-夹持环、113-旋转轴、114-U型扣、115-紧固螺栓、116-固定块、117-旋转环、118-封闭板、119-连接绳、120-定滑轮、121-限制环、122-契合块、201-隔热板、202-契合板、203-打开环。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
第一实施例
本发明提供一种新型触点铜合金：包括镍0.35份，锡0.15份，钴0.3份，磷0.1份和铜99.1份。
通过前述方案解决了现有合金材料导电率低，耐软化温度不合格，无法作为新能源领域接触器触点的问题。
在本实施方式中，包括镍0.35份，锡0.15份，钴0.3份，磷0.1份和铜99.1份；铜材料占主要比列，利用铜导电性好、电阻率低的特性，使新型触点铜合金的导电率最大化，实现导电率大于85％的目的，使触点铜合金材料满足导电率大于80％的要求；同时，铜具有较好的延展性，易于加工，降低操作难度；微量的锡和磷，可增加金属的流动性，使合金获得优异的焊接性能；通过在合金加入高温元素镍和钴，提高了合金的软化温度，确保触点在高温下焊接，焊接后的触点铜合金材料的硬度，满足高温真空焊接工艺对触点铜合金材料的要求，从而解决了现有合金材料导电率低，耐软化温度不合格，无法作为新能源领域接触器触点的问题。
第二实施例
在第一实施例的基础上，本发明的一种新型触点铜合金制备方法包括：
将99.1份铜加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1100℃；熔化铜原料。
将0.35份镍，0.15份锡，0.3份钴，0.1份磷依次加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1150℃；添加镍、锡、钴和磷原料形成铜合金，微量的锡和磷，可增加金属的流动性，加入高温元素镍和钴，提高了合金的软化温度。
等待30分钟；等待各种原材料充分熔化融合。
将熔化后的熔液导流至保温炉中，将保温炉温度控制在1150℃；用保温炉暂存熔液并方便下一步加工。
通过结晶器将熔液凝固成铸棒；铜合金铸棒为初步形状，方便后续加工。
通过连铸机将铸棒水平牵引出；所述连铸机将铸棒牵出，方便进行切割加工。
对铸棒进行切断，制成铸锭；铸锭进一步挤压形成制品。
通过挤压机对铸锭进行热挤压，将挤压温度控制在900℃，挤压速度控制在1锭/3分钟，并将水封保护的水温控制在37℃，制成制品；所述挤压机的热挤压在不改变原材料成分的基础上对其形状进行热挤压加工，形成最终制品。
通过直线拉床对制品进行冷拉，将直线拉床的道次加工率控制在25％，将直线拉床的成品加工率控制在50％。
第三实施例
请参阅图1～图4，图1是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的结构示意图；图2是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的细节A的局部放大图；图3是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的基于所述契合块的剖视图；图4是本发明的第三实施例的一种新型触点铜合金制备设备的基于所述U型扣的剖视图。
在第二实施例的基础上，本发明的一种新型触点铜合金制备设备，包括熔化炉、保温炉、连铸机和挤压机，所述熔化炉包括翻转机101、熔炉本体102、翻盖103、铰链104、锁扣105、滑动导槽106、密封门107和契合块122，所述熔炉本体102具有排料槽108；所述翻盖103具有出料槽109；所述翻转机101包括翻转底座110、驱动电机111、夹持环112和旋转轴113，所述锁扣105包括U型扣114、紧固螺栓115、固定块116和旋转环117，所述密封门107包括封闭板118、连接绳119、定滑轮120和限制环121。
所述所述熔炉本体102设置在所述翻转机101中；所述翻盖103设置在所述熔炉本体102的上方；所述铰链104和所述熔炉本体102固定连接，并和所述翻盖103固定连接；所述锁扣105转动设置在所述翻盖103上；所述滑动导槽106滑动设置在所述熔炉本体102的所述排料槽108中；所述密封门107滑动设置在所述熔炉本体102中；所述翻转机101用于翻转所述熔炉本体102，将熔化后的原料液倒入到所述保温炉中；所述熔炉本体102用于熔炼混合各类原材料；所述翻盖103用于遮挡所述熔炉本体102，所述铰链104用于转动所述翻盖103，所述锁扣105用于固定所述翻盖103和所述熔炉本体102，所述翻盖103在关闭时，其所述出料槽109和面向所述熔炉本体102，当翻盖103转开后，所述出料槽109和所述排料槽108相连接，让熔化后的原材料液能顺着所述排料槽108和所述出料槽109流动到所述保温炉中，所述出料槽109和所述排料槽108位于所述翻盖103下方，在加热熔化原材料时，所述出料槽109和所述排料槽108处于内部，具有一定热量，让倒出原材料熔化液时不会迅速遇冷而凝固或大量降温影响材质；所述滑动导槽106滑动安装在所述熔炉本体102中，倾斜倒出原料时，所述滑动导槽106滑出，封住所述出料槽109和所述排料槽108之间的缝隙，让原材料高温熔化液完整倒出；同时所述出料槽109和所述排料槽108对倒出的熔液形成引导，避免洒落，也避免出现遇到冷空气迅速降温的情况；从而解决了现有的熔化炉以倾斜的方式倒出原材料熔化液，倒出时熔化液遇冷而降低温度影响材质的问题。
所述翻转底座110设置在所述熔炉本体102的下方；所述驱动电机111固定在所述翻转底座110中；所述夹持环112和所述驱动电机111的输出端固定连接，并和所述熔炉本体102固定连接；所述旋转轴113和所述夹持环112固定连接，并和所述翻转底座110转动连接；所述翻转底座110为整体的支撑座，所述驱动电机111用于带动所述夹持环112转动，并在所述旋转轴113的辅助下，带动整个所述熔炉本体102倾斜倒入熔液。
所述U型扣114转动设置在所述翻盖103上；所述紧固螺栓115和所述U型扣114螺纹连接；所述固定块116固定在所述紧固螺栓115上；所述旋转环117固定在所述U型扣114远离所述固定块116的一侧；所述U型扣114翻转后卡住所述翻盖103和所述熔炉本体102，然后转动所述紧固螺栓115，带动所述固定块116抵住所述熔炉本体102，将所述翻盖103固定，避免熔炼时热量散失；所述旋转环117提供受力点，方便加热熔化后，通过撬棍等工具转动所述旋转环117和所述固定螺栓，避免烫伤。
所述封闭板118滑动设置在所述熔炉本体102中；所述连接绳119和所述封闭板118固定连接，并和所述翻盖103固定连接；所述定滑轮120转动设置在所述翻盖103中；所述限制环121固定在所述定滑轮120的外侧；所述封闭板118通过所述连接绳119的连接，随着所述翻盖103的转动而上下移动，当所述翻盖103盖住时，将所述封闭板118向上拉动，遮挡所述排料槽108，避免热量散失，当所述打开时，所述封闭板118落下，让所述排料槽108露出方便倒熔液，所述定滑轮120用于避免所述连接绳119直接摩擦所述翻盖103而断裂，所述限制环121用于避免所述翻盖103转动时，所述连接绳119落到所述定滑轮120外。
所述契合块122固定在所述熔炉本体102上；所述契合块122用于契合所述翻盖103的所述出料槽109，当所述翻盖103关闭时，所述契合块122卡进所述出料槽109中，避免热量从所述出料槽109中排出。
使用本装置熔炼原材料时，所述翻转机101用于翻转所述熔炉本体102，将熔化后的原料液倒入到所述保温炉中；所述熔炉本体102用于熔炼混合各类原材料；所述翻盖103用于遮挡所述熔炉本体102，所述铰链104用于转动所述翻盖103，所述锁扣105用于固定所述翻盖103和所述熔炉本体102，所述翻盖103在关闭时，其所述出料槽109和面向所述熔炉本体102，当翻盖103转开后，所述出料槽109和所述排料槽108相连接，让熔化后的原材料液能顺着所述排料槽108和所述出料槽109流动到所述保温炉中，所述出料槽109和所述排料槽108位于所述翻盖103下方，在加热熔化原材料时，所述出料槽109和所述排料槽108处于内部，具有一定热量，让倒出原材料熔化液时不会迅速遇冷而凝固或大量降温影响材质；所述滑动导槽106滑动安装在所述熔炉本体102中，倾斜倒出原料时，所述滑动导槽106滑出，封住所述出料槽109和所述排料槽108之间的缝隙，让原材料高温熔化液完整倒出；同时所述出料槽109和所述排料槽108对倒出的熔液形成引导，避免洒落，也避免出现遇到冷空气迅速降温的情况；从而解决了现有的熔化炉以倾斜的方式倒出原材料熔化液，倒出时熔化液遇冷而降低温度影响材质的问题。
第四实施例
请参阅图5，图5是本发明的第四实施例的一种新型触点铜合金制备设备的剖视图。
在第三实施例的基础上，本发明的一种新型触点铜合金制备设备还包括多个隔热板201、多个契合板202和打开环203。
多个所述隔热板201固定在所述翻盖103上；多个所述契合板202固定在所述熔炉本体102中；当所述翻盖103关闭时，所述翻盖103上的所述隔热板201和所述契合板202交错契合，通过多层防护，降低热量从所述翻盖103和所述熔炉本体102之间的缝隙流出，增加内部热量的保存，使温度更快达标。
所述打开环203固定在所述翻盖103上；所述打开环203提供受力点，用于方便熔炼完毕后，通过撬棍等方式将所述翻盖103撬开转动，避免高温烫伤。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种新型触点铜合金，其特征在于，
包括镍0.35份，锡0.15份，钴0.3份，磷0.1份和铜99.1份。
2.一种新型触点铜合金制备方法，应用于制备权利要求1所述的一种新型触点铜合金，其特征在于，
包括：将99.1份铜加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1100℃；
将0.35份镍，0.15份锡，0.3份钴，0.1份磷依次加入熔化炉内后，提升熔化炉内温度至1150℃；
等待30分钟；
将熔化后的熔液导流至保温炉中，将保温炉温度控制在1150℃；
通过结晶器将熔液凝固成铸棒；
通过连铸机将铸棒水平牵引出；
对铸棒进行切断，制成铸锭；
通过挤压机对铸锭进行热挤压，将挤压温度控制在900℃，挤压速度控制在1锭/3分钟，并将水封保护的水温控制在37℃，制成制品；
通过直线拉床对制品进行冷拉，将直线拉床的道次加工率控制在25％，将直线拉床的成品加工率控制在50％。
3.一种新型触点铜合金制备设备，应用于如权利要求2所述的一种新型触点铜合金制备方法，其特征在于，
包括熔化炉、保温炉、连铸机和挤压机，所述熔化炉包括翻转机、熔炉本体、翻盖、铰链、锁扣、滑动导槽和密封门，所述熔炉本体具有排料槽；所述翻盖具有出料槽；所述熔炉本体设置在所述翻转机中；所述翻盖设置在所述熔炉本体的上方；所述铰链和所述熔炉本体固定连接，并和所述翻盖固定连接；所述锁扣转动设置在所述翻盖上；所述滑动导槽滑动设置在所述熔炉本体的所述排料槽中；所述密封门滑动设置在所述熔炉本体中。
4.如权利要求3所述的一种新型触点铜合金制备设备，其特征在于，
所述翻转机包括翻转底座、驱动电机、夹持环和旋转轴，所述翻转底座设置在所述熔炉本体的下方；所述驱动电机固定在所述翻转底座中；所述夹持环和所述驱动电机的输出端固定连接，并和所述熔炉本体固定连接；所述旋转轴和所述夹持环固定连接，并和所述翻转底座转动连接。
5.如权利要求4所述的一种新型触点铜合金制备设备，其特征在于，
所述锁扣包括U型扣、紧固螺栓、固定块和旋转环，所述U型扣转动设置在所述翻盖上；所述紧固螺栓和所述U型扣螺纹连接；所述固定块固定在所述紧固螺栓上；所述旋转环固定在所述U型扣远离所述固定块的一侧。
6.如权利要求5所述的一种新型触点铜合金制备设备，其特征在于，
所述密封门包括封闭板、连接绳、定滑轮和限制环，所述封闭板滑动设置在所述熔炉本体中；所述连接绳和所述封闭板固定连接，并和所述翻盖固定连接；所述定滑轮转动设置在所述翻盖中；所述限制环固定在所述定滑轮的外侧。
7.如权利要求6所述的一种新型触点铜合金制备设备，其特征在于，
所述熔化炉还包括契合块，所述契合块固定在所述熔炉本体上。
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