TW201324561A - 複合接點的製造方法 - Google Patents

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Koichi Kita
Hideki Umeoka
Noriaki Murahashi
Shinji Yamanashi
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

本發明之課題係在於提供一種複合接點的製造方法,能夠以較少的銀合金使界面的接合強度提高,消除製造時的浪費,並獲得長期發揮穩定的接點性能、耐久性優異的複合接點。用以解決課題之手段為,一種製造複合接點的方法,該複合接點在小徑的基部的一端部形成大徑的鍔部並具有接點部和足部,接點部是構成該鍔部的上面部並由銀合金構成,足部是將構成鍔部的下面部的大徑部與小徑的基部一體形成並由銅合金所構成,前述方法具有:一次成形製程,其係藉由對銅合金線(12)與外徑小於該銅合金線的銀合金線(13)在成形模具的孔(21)內以對接的狀態進行鍛造,使得在銅合金線(12)的擴徑被孔(21)的內周面限制的狀態下,一邊讓銀合金線(13)的外徑擴張至孔(21)的內徑,一邊將銀合金線與銅合金線接合,形成由銀合金部與銅合金部所構成的一次成形體;和二次成形製程,其係將一次成形體之包含銀合金部、銀合金部與銅合金部的接合界面以及銅合金部的一端部進行鍛造,用以成形鍔部。

Description

複合接點的製造方法
本發明係關於以較少的銀合金長期發揮穩定的接點性能且耐久性優異的複合接點的製造方法。
本申請基於2011年06月24日申請的日本特願2011-141053主張優先權,在此引用其內容。
替代銀合金結構的單體接點,為了達到省銀化,僅接點部分使用銀合金材料,除此以外的部分由銅系材料代替的複合接點被廣泛用作繼電器、開關、電磁開關、斷路器等所使用的電氣接點。這種複合接點係在小徑的基部的一端部形成有大徑的鍔部的整體為鉚釘形狀,並且具有構成鍔部的上面部並由銀合金所構成的接點部、及將接合接點部的背面之大徑部與基部一體形成並由銅合金所構成的足部。
這種複合接點,藉由將作為足部的銅合金的線與作為接點部的銀合金的線對接鍛造而形成,但,為了避免接合時的偏心,一般是將接合製程分兩次以上的赴數次方式進行。
在專利文獻1中公開有如下技術,在將銅合金線與銀合金線同心對接的狀態下,以利用具有喇叭狀擴徑的開口部的模具壓接兩線的對接部並使該對接部向外側膨出的方式進行預成形後,藉由鍛粗鍛造(upset forging)二次( 最終)成形為鉚釘形狀。
在如此藉由對接進行接合的情況下,銀合金與銅合金的接合強度在成形後的外周部容易下降,會有由於在作為接點使用中產生的熱應力而剝落,從而導致耐久性下降之虞。因此,為了回避上述問題,提出有如下方法,比最終形狀的外徑更大地擴大成形後,除去外周部的接合強度弱的部分,僅利用接合強度優異的中央部分(專利文獻2)。
[專利文獻1]日本特開昭61-121214號公報
[專利文獻2]日本特開平4-298927號公報
然而,對於專利文獻2的技術而言,雖然能夠得到牢固的接合強度,但存在外周部浪費的問題。
此外,在各專利文獻記載的技術中,雖然銅合金和銀合金均使用同一直徑的線,但由於相對於銅合金、銀合金的使用量較少,為了使線的切斷或接合加工容易進行,進行使用直徑小於銅合金線的線作為銀合金線的方法。在接合該不同直徑的線時,在現有的接合方法中,有接合部的外周部接合越來越不充分的傾向,浪費較多。此外,在鍛造初期形成小徑的銀合金陷入銅合金的變形,因此難以形成平坦的接合界面。
本發明是有鑒於前述課題而開發完成的發明,其目的 係在於提供一種以較少的銀合金提高界面的接合強度,消除製造時的浪費,並能夠得到長期發揮穩定的接點性能、耐久性優異的複合接點的製造方法。
在專利文獻1記載的技術中,以接合界面的平坦化為目的,在預成形階段進行將接合界面擴大為大於最終形狀的足部的外徑的強加工,與此相對地,在二次成形中進行相對小量加工。然而,本發明者對複合接點的界面的接合強度仔細研究的結果,發現對於銅合金與銀合金的接合強度,在一次成形中使二者接合後進行的二次成形中,使二者的接合部分較大地變形乙事是重要的,與該變形量的相關性極高。關於這一點,對於二次成形的變形量相對較小的專利文獻1記載的技術中,接合強度較低。此外,專利文獻1記載的鍛造方法,以銀合金與銅合金為相同直徑為前提,在使銀合金少量化、銀合金的線徑相對銅合金的線徑較小的情況下,難以得到平坦的接合界面。
本發明係鑒於上述見解,採用以下解決手段。
即,本發明的複合接點的製造方法,係製造在小徑的基部的一端部形成大徑的鍔部並具有接點部和足部的複合接點的方法,前述接點部構成該鍔部的上面部並由銀合金構成,前述足部在與該接點部的背面接合的狀態下將構成前述鍔部的下面部的大徑部與前述小徑的基部一體形成並由銅合金構成,其特徵為,具有:一次成形製程,其係藉 由對銅合金線與外徑小於該銅合金線的銀合金線在成形模具的孔內以對接的狀態進行鍛造,一邊在前述銅合金線的擴徑被前述孔的內周面限制的狀態下前述銀合金線的外徑擴張至前述孔的內徑,一邊將前述銀合金線與前述銅合金線接合,形成由銀合金部與銅合金部所構成的一次成形體;和二次成形製程,其係鍛造前述一次成形體的包含前述銀合金部、前述銀合金部與前述銅合金部的接合部以及前述銅合金部的一端部,用以成形前述鍔部。
在一次成形製程中,一邊藉由成形模具的孔的內周面限制因鍛造所引起之銅合金線的擴徑,一邊將外徑較小的銀合金線在擴張至孔的內徑的狀態下接合,在二次成形製程中,使其接合部以進一步擴徑的方式變形。因此,在二次成形製程中,一邊使銅合金部與銀合金部的接合部在形成新生面一邊擴徑,並且由於該新生面上始終有壓力作用,故,直至外周緣均能夠獲得牢固的接合部。因此,無需如專利文獻2那樣切除外周部,不會產生浪費。
在本發明的複合接點的製造方法中,前述孔係由前述成形模具的沖模的開口部所形成,前述一次成形製程中,在該孔的開口端部殘留空間部,將前述銅合金線以插入狀態收容於前述孔內,在前述空間部內鍛造前述銀合金線與前述銅合金線為佳。
或亦可在前述成形模具上設置有與沖模的開口部相同內徑的套筒以延長該沖模的開口部,並且前述孔是由前述套筒所形成,前述銅合金線的至少基端部以插入狀態收容 於前述沖模的前述開口部內,在前述套筒的前述孔內鍛造前述銀合金線與前述銅合金線。
在任何一種方法中,均能在限制銅合金線的擴徑的狀態下鍛造銀合金線,一邊使銀合金線擴張至沖模的孔或套筒的孔的內徑一邊進行接合,能夠擴大之後的二次成形製程中的變形量。另外,所謂銅合金線的擴徑被成形模具的孔的內周面限制的狀態是指允許銅合金線擴徑的量僅為銅合金線外周面與成形模具的孔的周面之間產生的間隙的程度。即,在對銅合金線與外徑小於該銅合金線的銀合金線在成形模具的孔內以對接的狀態進行鍛造時,鍛造後的銅合金線的外周面接觸成形模具的孔的內周面,不擴徑至孔的內徑以上即可。
在這些方法中,前述孔的內徑既可以形成為與前述銅合金線的外徑大致相同,也可以形成為大於前述銅合金線的外徑且在與該銅合金線的外周面之間形成環狀的空間部。
成形模具的沖模的開口部的內徑大於銅合金線的外徑時,為了將銅合金線配置在成形模具的沖模的開口部的中央,在開口部內抵接銅合金線的下端的頂出銷的前端部上可以形成周緣部為錐面形狀的凹部。
根據本發明的複合接點的製造方法,在一次成形製程中,一邊限制銅合金線的變形一邊使外徑小於銅合金線的銀合金線變形至成形模具的孔的內徑並接合,在二次成形製程中,在使其接合部上總是作用有壓力的狀態下擴徑, 因此直至外周緣能夠獲得牢固的接合部。因此,能夠以較少的銀合金使界面的接合強度提高,消除製造時的浪費,並獲得長期發揮穩定的接點性能、耐久性優異的複合接點。
以下,參照圖面,針對本發明的複合接點的一實施形態進行說明。
本實施形態的複合接點1係如圖1所示,在小徑的基部2的一端部形成有大徑的鍔部3的整體為鉚釘形狀,並且具有構成鍔部3的上面部並由銀合金所構成的接點部4以及足部6,該足部6是位於接點部4的背面,與接點部4接合並將構成鍔部3的下面部的大徑部5與基體2一體形成且由銅合金所構成。符號7是顯示接點部4與足部6的接合界面。
該等接點部4與足部6係藉由使由銀合金構成的線材與由銅合金所構成的線材對接進行冷間壓造加工來壓接。在壓接後,實施300℃~400℃的熱處理。而且,如鏈線所示,將足部6的基部2鉚接成插入於銅或銅合金等構成的基體金屬板8的孔9內的狀態。
這種複合接點1中,作為構成接點部4的銀合金,能夠使用純銀系合金、Ag-Cu系合金、Ag-CuO系合金、Ag-Ni系合金、Ag-ZnO系合金、Ag-Pd系合金、Ag-SnO2系合金、Ag-CdO合金、Ag-SnO2-In2O3系合金等。
此外,作為構成足部6的銅合金,除了精銅、無氧銅等純銅材料之外,還可以使用Cu-Co-P-Ni-Sn-Zn系合金、Cu-Zr系合金、Cu-Zr-Cr系合金、Cu-Cr系合金、Cu-Fe-P系合金等析出強化型銅合金或Cu-Mg系合金等固溶強化型銅合金。
這些銅合金的任何一種的維克氏硬度為80HV~185HV,相對於構成接點部4的銀合金(例如維克氏硬度為90HV~130HV),具有80%~160%的硬度。
藉由因應接點形狀和接合界面7的界面的期望形態,適當地選擇銅合金和銀合金的維克氏硬度,使得可在接合時讓銅合金較大地變形,並且使銀合金層充分擴展至該銅合金的外周部,從而能夠使二者的接合強度提高。
其次,針對如此構成的複合接點的製造方法的第1實施形態進行說明。
圖2係顯示製造時所使用的成形模具。該成形模具11為將接合已切斷成預定長度的銅合金線12和銀合金線13的一次成形製程以及成形一次成形體15的接合部分的二次成形製程置於同一站中,一邊交替使用一次成形所使用的衝頭23和衝頭套筒24與二次成形所使用的衝頭33一邊連續成形的模具。
在製造該複合接點1時,銅合金線12使用與複合接點1的足部6大致相同外徑或較小外徑的線,銀合金線13由於其使用量較少,如果與銅合金線12相同外徑,則長度過短,原料的剪斷加工或夾緊等的操作變得困難,因 此使用直徑小於銅合金線12的銀合金線。這些銅合金線12和銀合金線13根據複合接點1所使用的體積切斷為預定長度後,藉由夾具等來夾持移送。
圖3至圖8是依據製程順序說明使用該成形模具11的複合接點的製造方法。以下,參照這些圖3至圖8,在對成形模具11進行說明的同時,按照製程順序說明製造方法。
<一次成形製程>
在一次成形製程中,具備:沖模22,具有以插入狀態收容銅合金線12的開口部(相對於本發明的孔,以下在第1實施形態中稱為孔)21;衝頭23,以將銀合金線13朝軸方向壓入該孔21內的銅合金線12的前端的方式進行鍛造;衝頭套筒24,能滑動地設置在該衝頭23的外側;頂出銷25,能夠在沖模22的孔21內滑動並且具有在預定位置靜止保持的功能。頂出銷25在一次成形和二次成形中,分別保持在預定位置,形成鍛造模具的一部分,具備在二次成形結束後將已成形的複合接點1從孔21排出的功能。
在此情況,沖模22的孔21以銅合金線12能夠插入的程度稍大於銅合金線12的外徑,實質上以大致相同的內徑形成,衝頭23以與銀合金線13的外徑大致相同的外徑形成(參照圖3)。此外,衝頭套筒24以大於沖模22的孔21的內徑的外徑形成,衝頭23面對沖模22的孔21 時,能夠由沖模22的表面封閉衝頭23的周圍的孔21的開口(參照圖4)。頂出銷25在其前端從孔21的開口端退避至銅合金線12的長度以上的深度的位置(圖4所示的位置)與配置在孔21的開口端的位置之間滑動。
而且,在頂出銷25的前端退避至最深位置的狀態下,在從以插入狀態收容在孔21內的銅合金線12的前端至孔21的開口端之間,形成空間部26(參照圖4),如圖5所示,在該空間部26內銀合金線13被衝頭23鍛造,與銅合金線12在接合界面19接合。
當對該一次成形製程具體說明時,銅合金線12與銀合金線13在沖模22的孔21的正上方同軸對接,藉由衝頭23在衝頭套筒24內向下方滑動,在該對接狀態下插入到沖模22的孔21內,以夾在與保持在內部的預定位置的頂出銷25之間的方式被固定。在該插入狀態下,如圖4所示,形成銅合金線12完全收容在沖模22的孔21內,銀合金線13的一部分插入到孔21內的狀態。因此,從銅合金線12的對接面到孔21的開口端之間形成上述空間部26。此外,衝頭套筒24藉由與沖模22的上表面相抵接,形成封閉衝頭23的周圍的孔21的開口的狀態。
接著,當藉由衝頭23鍛造處於對接狀態的銅合金線12與銀合金線13時,銅合金線12與銀合金線13在頂出銷25與衝頭23之間朝軸方向被壓潰,沿半徑方向向外方擠壓擴張,如圖5所示,充滿由銅合金線12、沖模22的孔21的內周面和沖模套筒24的前端面所包圍的空間。在 此情況,銅合金線12的外徑與沖模22的孔21的內徑僅有能夠插入銅合金線12的程度的微小的差別,大致為相同直徑,因此銅合金線12的擴徑實質上被孔21的內周面所拘束,僅銀合金線13在空間部26內變形,一邊擴張至與沖模22的孔21的內徑相同一邊與銅合金線12的前端面接合。在該一次成形體15中,作為銅合金線12的部分稱為銅合金部17,作為銀合金線13的部分稱為銀合金部18。符號19顯示該銅合金部17與銀合金部18的接合部,由於在銅合金線12的擴徑被拘束的狀態下鍛造銀合金線13,所以其接合界面19與軸方向呈直角大致形成為平坦面。
在鍛造加工後,如圖6所示,頂出銷25在沖模22的孔21內滑動,同時衝頭23和衝頭套筒24退避,固定到預備二次成形的位置。在此情況,一次成形體15的銀合金部18的基端部以插入於沖模22的孔21內的狀態殘留,銅合金部17和銀合金部18的一部分露出於沖模22的外部,即接合界面19形成露出於沖模22的外部的狀態。
<二次成形製程>
在二次成形製程中,如圖7所示,替代一次成形製程所使用的衝頭23和衝頭套筒24,衝頭33配置在沖模22的孔21的正上方,鍛造從孔21突出的包含銅合金部17與銀合金部18的接合界面19的一端部(銀合金部側的端部)。該衝頭33在其前端面形成有內徑大於沖模22的孔 21的內徑的凹部34,鍔部3藉由該凹部34形成。
一次成形體15係當從銀合金部18的上表面藉由衝頭33的凹部34朝軸方向鍛造時,如圖8所示,從沖模22的孔21突出的銅合金部17和銀合金部18在衝頭33的凹部34內擴張並成形。在此情況,在一次成形體15中銅合金部17和銀合金部18還包含它們的接合界面19均形成為相同外徑,銅合金部17和銀合金部18被衝頭33鍛造時,二者的接合界面19也朝軸方向被加壓同時沿半徑方向擠壓擴張。
因此,在該二次成形製程中,一邊使銅合金部17與銀合金部18的接合界面19形成新生面一邊擴徑,並且由於在該新生面上總是作用有壓力,所以直至鍔部3的外周緣能夠獲得牢固的接合界面7。此外,由於一次成形體15中的接合界面19與軸方向呈直角形成為平坦面,所以二次成形品的接合界面7也形成為平坦面,能夠獲得大致均勻厚度的接點部4。
最後,藉由頂出銷25將複合接點1從沖模22押上排出。得到的複合接點1由於牢固接合至鍔部3的外周緣,所以即使發生長時間的接點開閉所伴隨的循環熱應力,也能夠抑制接合界面7的剝離,此外,雖然銀量較少,在與銅合金的大徑部5的接合界面7的界面的全部區域上獲得均勻的厚度的銀合金接點部4,長期發揮穩定的接點性能、耐久性優異。此外,藉由接合界面7形成為平坦面,也有助於省銀化。
另外,在上述實施形態中,在一次成形製程,雖然使頂出銷25退避至沖模22的孔21的深處,在沖模22的孔21的開口端部形成銀合金線成形用的空間部26,但,亦可如圖9和圖10所示的第2實施形態般,在沖模的上面,藉由衝頭套筒形成銀合金線的成形用的空間部。
在該一次成形製程中使用的衝頭套筒(相當於本發明的套筒)42係作成為大徑孔部(相當於本發明的孔)43a與導向孔部43b的二段結構,該大徑孔部43a為與沖模22的開口部21相對向的孔,以與沖模22的開口部21的內徑相同的內徑開口,而該導向孔部43b為在大徑孔部43a的深處與銀合金線13的外徑相同內徑。而且,藉由使該衝頭套筒42的前端與沖模22的表面實質上抵接,可利用與沖模22的開口部21實質上連通狀態的大徑孔部43a形成空間部44。在此情況,銅合金線12之基端部以插入沖模22的開口部21內的狀態被收容,銅合金線12的前端部和銀合金線13配置在衝頭套筒42的空間部44內。而且,藉由在該空間部44內鍛造銀合金線13,一邊將銀合金線13朝軸方向被壓潰一邊充滿空間部44,擴張至與銅合金線12實質上相同的外徑並接合。所獲得的一次成形體係與上述第1實施形態同樣地,銅合金部17與銀合金部18以大致相同直徑接合,接合界面19係與軸線呈直角並大致形成為平坦面。之後,藉由前述二次成形製程,鍛造包含銅合金部17與銀合金部18的接合界面19的一端部,以形成鍔部3。
在該實施形態中,由於頂出銷25在一次成形製程與二次成形製程中,其位置沒有改變,故,頂出銷25的位置變更在設備上困難等情況下是有效的。進一步,除上述以外,亦可進行如下應用,例如對於圖9和圖10所示的衝頭套筒42,在大徑孔部43a的下部設置錐度,當在進行了一次成形後衝頭23和衝頭套筒42退避時,容易使一次成形體15脫離等。
圖11和圖12係顯示本發明的第3實施形態。在此實施形態中,在一次成形製程中,銅合金線12的外徑形成為小於成形模具的沖模22的開口部(孔)21的內徑,當將銅合金線12插入沖模22的孔21時,在沖模22與銅合金線12之間形成間隙。該間隙係設定成在一次成形製程中可將銅合金線12順暢地插入沖模22的孔21中的程度。具體而言,孔21的內徑與銅合金線12的外徑的差理想為設定成孔21的內徑的1/5以下。
此外,在頂出銷51的前端部,形成有周緣部為錐面形狀的凹部52,當將銅合金線12插入沖模22的孔21中時,能夠將銅合金線12引導到凹部51內以配置在沖模22的孔21的中央。
除此之外,與第1實施形態相同的部分賦予相同符號並省略其說明。
在該實施形態中,當將銅合金線12插入沖模22的孔21內在對接銀合金線13的狀態下進行鍛造時,雖銅合金線12會在與沖模22的孔21的間隙的範圍內擴徑,但, 藉由該孔21的內周面,進一步的擴徑被拘束,另一方面,銀合金線13一邊擴徑至孔21的內周面,一邊與銅合金線12接合,如圖12所示,形成了銅合金部17與銀合金部18接合的一次成形體15。
在該一次成形體15中,也因在銅合金線12的擴徑被孔21的內周面限制的狀態下進行鍛造,故,其接合界面19能夠與軸方向呈直角大致形成為平坦面。之後,藉由上述二次成形製程,鍛造包含銅合金部17與銀合金部18的接合界面19的一端部以形成鍔部3。
圖13和圖14係顯示本發明的第4實施形態。在該實施形態中,在一次成形製程中,銅合金線12的外徑形成為小於成形模具的沖模22的開口部(孔)55的內徑,將銅合金線12插入沖模22的孔55中時,在沖模22與銅合金線12之間形成間隙。該間隙設定成在一次成形製程中銅合金線12能夠順暢地插入沖模22的孔21中的程度。具體而言,孔21的內徑與銅合金線12的外徑的差優選設定成孔21的內徑的1/5以下。
此外,在沖模22的孔55的下部形成錐面56,在該錐面56的更下方形成頂出銷插入孔57。而且,藉由在錐面56的下端配置頂出銷25的前端面,與該頂出銷一起形成凹部,將銅合金線12插入沖模22的孔55中時,能夠將銅合金線12引導到凹部內以配置在沖模22的孔55的中央。
此外,也可以將沖模22的孔55與第3實施形態同樣 地設成為直線狀,並在頂出銷的前端部形成周緣部為錐面形狀的凹部。
除此之外,與第2實施形態相同的部分賦予相同符號並省略其說明。
在該實施形態中,當將銅合金線12插入沖模22的孔55內在對接銀合金線13的狀態下進行鍛造時,銅合金線12在與沖模22的孔55和衝頭42的孔43a的間隙的範圍內擴徑,藉由該孔55和孔43a的內周面,進一步的擴徑被拘束,另一方面,銀合金線13一邊擴徑至孔43a的內周面,一邊與銅合金線12接合,如圖14所示,形成銅合金部17與銀合金部18接合的一次成形體15。
在該一次成形體15中,也因在銅合金線12的擴徑被孔55和孔43a的內周面限制的狀態下進行鍛造,所以,能夠將其接合界面19與軸方向呈直角大致形成為平坦面。之後,藉由上述二次成形製程,鍛造包含有銅合金部17與銀合金部18的接合界面19的一端部,藉以形成鍔部3。
[實施例]
作為複合接點的材料,使用由市面上販賣的純Ag系合金(a)、Ag-SnO2系合金(b)、Ag-SnO2-In2O3系合金(c)、Ag-ZnO系合金(d)、Ag-Ni系合金(e)所構成的直徑1.5mm的銀合金線材;以及由市面上販賣的精銅(CDA編號:C11000)(p)、Cu-Cr系合金(CDA編 號:C18200)(q)、Cu-Cr-Zr系合金(三菱伸銅(股)商品名:MZC1)(r)、Cu-P-Co-Ni-Sn-Zn系合金(三菱伸銅(股)商品名:HRSC)(s)、Cu-Fe-P系合金(三菱伸銅(股)商品名:TAMAC194)(t)、Cu-Mg系合金(三菱伸銅(股)商品名:MSP1)(u)所構成的直徑1.9mm的銅合金線材。藉由將這些銀合金線材與銅合金線材切斷成預定長度後予以適當組合,再以本發明的製造方法進行冷間鍛造,之後在350℃下實施30分鐘熱處理,藉此製作出接點部的直徑為3.5mm、鍔部的厚度為0.5mm(接點部的厚度為0.15mm,銅合金的大徑部的厚度為0.35mm)、足部的直徑為2.0mm、足部的長度為2.0mm的鉚釘形狀的複合接點。作為比較例,如圖15所示,減小一次成形製程中銀合金線13的鍛造變形量,形成銀合金部18的直徑相對於銅合金部17為較小的狀態的一次成形體15,再藉由二次成形製程是與本發明方法相同的方法,製作冷間鍛造的複合接點。在該圖15中,為了便於說明,賦予與實施形態相同的符號。
對於這些複合接點,進行接點部與足部之間的剝離強度、作為接點的耐久性之評價。
剝離強度是將各複合接點設置在剪斷應力試驗機(APTEC製TM2102D-IT)上並在接點部與足部的界面上平行地施加載荷,以測定剪斷應力,從而測定剝離強度。
耐久性評價是將所製作的複合接點兩個一組分別鉚接固定到厚度1mm的銅製的基體金屬板上,並將其安裝到 ASTM接點開閉試驗機上反復開閉,以實施循環耐久性的評價。通電條件設為負載電壓為直流12V、0.5Ω的電阻負載之恆定電流24A,接觸力、開離力均為196mN(20gf),通電一秒+停止四秒(循環時間為五秒)反復開閉20萬次。
另外,在從接點開離時間點經過一秒以上,接點未打開之情況時,判斷為已熔接,在總計發生十次熔接之情況,即使循環數不足20萬次也結束試驗。
也包含未完成預定的循環數中途試驗結束的情況,在耐久試驗結束後觀察樣品外觀,並因應需要而將其埋入樹脂且研磨剖面觀察銀合金與銅合金的界面、和鉚接固定的銅板與接點的鍔部的界面,耐久性依良好的順序以○、△、×來判定。
作為其判定標準,在銀合金與銅合金的界面上未發生明顯的剝離、並且接點的鍔部與鉚接固定的銅板接觸、或外觀與鉚接固定的初始狀態幾乎沒有變化的情況為◎,能夠看到銀合金與銅合金的界面上的若干剝離,或觀察到鍔部的翹曲,但直至預定的循環數結束也沒熔接停止的情況為○,能夠看到銀合金與銅合金的界面上的剝離、或鍔部發生翹曲、在達到預定的循環數之前發生熔接停止的情況為×。
從表1的結果可確認到,實施例的接點均具有優異的剝離強度,此外,耐久性也優異。比較例由於剝離強度低,在耐久性試驗中銀合金與銅合金的接合面上發生剝離,無法發揮充分的耐久性。
因此,可確認到若依據本發明的製造方法,能夠獲得長期發揮穩定的接點性能且耐久性優異的複合接點。
此外,藉由顯微鏡觀察實施例與比較例的剖面可知,在圖16的(a)所示的比較例中,隨著從軸心朝向半徑方向外側銀合金部的材料的纖維從接合界面向外大幅地彎曲。這是由於,在二次成形中,在鍔部的外周部附近一次成形所得到的銀合金部與銅合金部的接合界面未完全擴徑,一次成形時以銀合金部的側面(線材外周面)壓曲在處於 未接合狀態的銅合金部的外周部的端面(線材端面)上的方式接合,與接合界面中心部相比較鍔部外周部附近的接合強度顯著較弱。
與此相對,圖16的(b)所示的實施例的情況中,與比較例相比,流線均勻,從接合界面的彎曲也比比較例小。這是由於,一次成形時銅合金部與銀合金部已經在整個面上接合,該接合界面藉由二次成形均質地向半徑方向外方延伸,銀合金部與銅合金部從接合界面中心到鍔部的外周部牢固接合。
另外,本發明並不限於上述實施形態,在不脫離本發明的宗旨的範圍內可以施加各種變更。
例如,雖然在上述實施例中接點部僅設在一端部,但也可以在基部的端部設置銀合金以在兩端部形成接點部。
[產業上的可利用性]
本發明的複合接點能夠用作繼電器、開關、電磁開關、斷路器等所使用的電氣接點。
1‧‧‧複合接點
2‧‧‧基部
3‧‧‧鍔部
4‧‧‧接點部
5‧‧‧大徑部
6‧‧‧足部
7‧‧‧接合界面
8‧‧‧基體金屬板
9‧‧‧孔
11‧‧‧成形模具
12‧‧‧銅合金線
13‧‧‧銀合金線
15‧‧‧一次成形體
17‧‧‧銅合金部
18‧‧‧銀合金部
19‧‧‧接合界面
21‧‧‧開口部(孔)
22‧‧‧沖模
23‧‧‧衝頭
24‧‧‧衝頭套筒
25‧‧‧頂出銷
26‧‧‧空間部
33‧‧‧衝頭
34‧‧‧凹部
42‧‧‧衝頭套筒(套筒)
43a‧‧‧大徑孔部(孔)
43b‧‧‧導向孔部
44‧‧‧空間部
51‧‧‧頂出銷
52‧‧‧凹部
55‧‧‧開口部(孔)
56‧‧‧錐面
57‧‧‧頂出銷
圖1是顯示根據本發明的複合接點的一實施形態的縱剖視圖。
圖2是顯示製造圖1的複合接點的方法的第1實施形態所使用的成形模具的縱剖視圖。
圖3是顯示在圖2的成形模具的沖模的孔的正上方配 置銅合金線和銀合金線的狀態的縱剖視圖。
圖4是顯示從圖3所示的狀態將銅合金線插入沖模的孔內的狀態的縱剖視圖。
圖5是顯示從圖4所示的狀態鍛造銀合金線的狀態的縱剖視圖。
圖6是顯示從圖5所示的狀態使衝頭和衝頭套筒退避,使一次成形體的包含銀合金部與銅合金部的接合部的一部分從沖模的孔突出的狀態的縱剖視圖。
圖7是顯示使二次成形用的衝頭與圖6的一次成形體對置的狀態的縱剖視圖。
圖8是顯示從圖7所示的狀態鍛造一次成形體使鍔部成形的狀態的縱剖視圖。
圖9顯示本發明的製造方法的第2實施形態所使用的成形模具,是顯示配置銅合金線和銀合金線的狀態的縱剖視圖。
圖10是顯示從圖9所示的狀態成形一次成形體的狀態的縱剖視圖。
圖11是顯示本發明的製造方法的第3實施形態所使用的成形模具,是顯示配置銅合金線和銀合金線的狀態的縱剖視圖。
圖12是顯示從圖11所示的狀態成形一次成形體的狀態的縱剖視圖。
圖13顯示本發明的製造方法的第4實施形態所使用的成形模具,是顯示配置銅合金線和銀合金線的狀態的縱 剖視圖。
圖14是顯示從圖13所示的狀態成形一次成形體的狀態的縱剖視圖。
圖15是顯示對於比較例成形一次成形體的狀態的縱剖視圖。
圖16是複合接點的剖面照片,(a)顯示比較例,(b)顯示實施例。
12‧‧‧銅合金線
13‧‧‧銀合金線
21‧‧‧開口部(孔)
22‧‧‧沖模
23‧‧‧衝頭
24‧‧‧衝頭套筒
25‧‧‧頂出銷
26‧‧‧空間部

Claims (5)

  1. 一種複合接點的製造方法,係用來製造在小徑的基部的一端部形成大徑的鍔部並具有接點部和足部的複合接點的製造方法,前述接點部構成該鍔部的上面部並由銀合金構成,前述足部在與該接點部的背面接合的狀態下將構成前述鍔部的下面部的大徑部與前述小徑的基部一體形成並由銅合金構成,其特徵為具有:一次成形製程,其係藉由對銅合金線與外徑小於該銅合金線的銀合金線在成形模具的孔內以對接的狀態進行鍛造,使得在前述銅合金線的擴徑被前述孔的內周面限制的狀態下,一邊讓前述銀合金線的外徑擴張至前述孔的內徑,一邊將前述銀合金線與前述銅合金線接合,形成由銀合金部與銅合金部所構成的一次成形體;和二次成形製程,其係將前述一次成形體之包含前述銀合金部、前述銀合金部與前述銅合金部的接合界面以及前述銅合金部的一端部進行鍛造,用以成形前述鍔部。
  2. 如申請專利範圍第1項之複合接點的製造方法,其中,前述孔係藉由前述成形模具的沖模的開口部所形成,前述一次成形製程,係預先在該孔的開口端部殘留空間部,將前述銅合金線以插入狀態收容於前述孔內,然後在前述空間部內鍛造前述銀合金線與前述銅合金線。
  3. 如申請專利範圍第1項之複合接點的製造方法,其中, 在前述成形模具上,設置有與沖模的開口部相同內徑的套筒以延長該沖模的開口部,並且前述孔係藉由前述套筒所形成,前述一次成形製程,係預先將前述銅合金線的至少基端部以插入狀態收容於前述沖模的前述開口部內,然後在前述套筒的前述孔內鍛造前述銀合金線與前述銅合金線。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合接點的製造方法,其中,前述孔的內徑係形成為與前述銅合金線的外徑大致相同。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合接點的製造方法,其中,前述孔的內徑係形成為大於前述銅合金線的外徑且小於前述大徑部的外徑。
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