一種三復合觸點制造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電器元件技術領域，尤其涉及一種三復合觸點制造工藝。
【背景技術】
[0002]觸點是各種電子元器件中常用的元件，其體積很小，但對性能要求很高。目前國內生產柳釘型電觸點的技術，一般采用傳統的冷鐓冷壓成型工藝，但是該技術工藝生產的是傳統單一的觸點。在實際應用中，單一的觸點材料往往不具有耐電壓特性、抗焊接性和耐損耗性能。
[0003]近期國外開發了三復合觸點，即將原來的單體純銀或銀合金鉚釘型電觸點結構，改制為頭部和釘部采用純銀或銀合金材料，中間采用純銅材料的三層復合結構。三復合觸點不僅可以解決單一觸點的缺陷，同時也節約貴金屬白銀的使用，從而降低觸點的生產成本。
[0004]柳釘型三復合觸點的技術難點是銅基材料與頭釘部復層和尾部復層的復合強度。由于傳統冷壓焊成型技術是冷壓焊在壓力的作用下，使金屬產生塑性的變形，實現固態焊接，因此，被復合的材料必須具有塑性變形的功能，一般其復合截面的變形率需要大于65%以上才可以保證復合的強度可以達到觸點的基本要求。現有技術中，柳釘型三復合觸點由于材料和結構的限制，頭釘部材料的加工塑性變形量難以達到這個要求，所以復層的復合強度較低，易出現復層脫落的現象。

【發明內容】

[0005]本發明解決的技術問題在于提供一種三復合觸點制造工藝，形成的三復合觸點的復層復合強度高，不易脫落。
[0006]有鑒于此，本發明提供了一種三復合觸點制造工藝，包括以下步驟:將尾部層與銅基層進行冷壓焊成型，得到雙復合觸點；將所述雙復合觸點與頭部柳釘層進行高溫擴散焊接，得到三復合觸點，所述尾部層為Ag/Pb/納米51102復合觸點材料，所述頭部柳釘層為添加釹鐵硼的銀合金。
[0007]優選的，所述Ag/Pb/納米SnO2復合觸點材料按照如下方法制備:將Ag、納米SnO 2包覆粉末和Pb混合，加入水后進行球磨處理，噴霧干燥，烘干后得到預制粉末；將所述預制粉末在10-30Mpa的壓力下壓制，保壓1-2分鐘，脫模后得到預制塊；將所述預制塊在氮氣氣氛下進行燒結，冷卻后得到Ag/Pb/納米31102復合觸點材料。
[0008]優選的，所述Ag、納米SnO2包覆粉末和Pb的質量比為85: 10: 5。
[0009]優選的，所述燒結步驟具體為:在氮氣氣氛下，將預制塊以4_6°C /分鐘的速率升溫至600-800°C，燒結1-2小時；然后以5-8°C /分鐘的速率升溫至900_1000°C，燒結2_3小時。
[0010]優選的，所述納米SnO2包覆粉末按照如下方法制備:將四氯化錫和四氯化鈦加入至乙醇水溶液中，加入聚乙二醇，加熱至20-40°C，攪拌后滴加氨水溶液至pH為6-8，反應后陳化、洗滌、烘干、研磨得到凝膠；將所述凝膠溶于水中，加入硝酸銀，攪拌后加入水合肼，滴加氨水，得到包覆SnO2粉末的顆粒沉淀物，清洗，烘干后得到納米SnO2包覆粉末。
[0011]優選的，所述添加釹鐵硼的銀合金按照如下方法制備:將質量比為1: 10的鐵硼粉末和銀粉混合，烘干后壓制、燒結、擠壓，得到添加釹鐵硼的銀合金。
[0012]優選的，壓制壓力為100_400MPa，壓力保持時間為2_3分鐘。
[0013]優選的，燒結工藝為:在氮氣氣氛下燒結，爐溫升溫速率為5_8°C /分鐘，燒結溫度為780-850°C，保溫時間為1-2小時。
[0014]優選的，所述高溫擴散焊接步驟具體為:將所述雙復合觸點與頭部柳釘層在真空擴散焊接設備中進行高溫擴散焊接，振蕩動率為30kW，加熱溫度為800-1000°C，爐溫均勻性為1000°C，感應加熱圈采用冷卻水循環冷卻，真空度為1.2X10_3Pa，時間為5_10min。
[0015]優選的，高溫擴散焊接后還包括低溫擴散均勻化處理，均勻化處理的溫度為200-5000C，均勻化處理的時間10-30min。
[0016]本發明提供了一種三復合觸點制造工藝，包括:將尾部層與銅基層進行冷壓焊成型，得到雙復合觸點；將所述雙復合觸點與頭部柳釘層進行高溫擴散焊接，得到三復合觸點，所述尾部層為Ag/Pb/納米31102復合觸點材料，所述頭部柳釘層為添加釹鐵硼的銀合金。與現有技術相比，所述三復合觸點的尾部層采用Ag/Pb/納米SnO2復合觸點材料，硬度高、耐磨，接觸電阻小而穩定；頭部柳釘層為添加釹鐵硼的銀合金，可以提高觸點材料耐磨減摩、抗粘著熔焊、復合強度、滅弧、防止迀移燒損等性能。因此，本發明制造的三復合觸點復層的復合強度高，不易脫落。
【具體實施方式】
[0017]為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。
[0018]本發明實施例公開了一種三復合觸點制造工藝，包括以下步驟:將尾部層與銅基層進行冷壓焊成型，得到雙復合觸點；將所述雙復合觸點與頭部柳釘層進行高溫擴散焊接，得到三復合觸點，所述尾部層為Ag/Pb/納米51102復合觸點材料，所述頭部柳釘層為添加釹鐵硼的銀合金。
[0019]作為優選方案，所述Ag/Pb/納米SnO2復合觸點材料按照如下方法制備:將Ag、納米SnO2包覆粉末和Pb混合，加入水后進行球磨處理，噴霧干燥，烘干后得到預制粉末；將所述預制粉末在10-30Mpa的壓力下壓制，保壓1-2分鐘，脫模后得到預制塊；將所述預制塊在氮氣氣氛下進行燒結，冷卻后得到Ag/Pb/納米3]102復合觸點材料。所述Ag、納米SnO 2包覆粉末和Pb的質量比優選為85: 10: 5。
[0020]在Ag/Pb/納米3]102復合觸點材料的制備過程中，所述燒結步驟具體為:在氮氣氣氛下，將預制塊以4-6°C /分鐘的速率升溫至600-800°C，燒結1_2小時；然后以5_8°C /分鐘的速率升溫至900-1000°C，燒結2-3小時。本發明采用的冷卻速度優選為2-4°C /分鐘。
[0021]作為優選方案，所述納米SnO2包覆粉末采用溶膠凝膠法，以四氯化錫和四氯化鈦為主要原料，水醇的混合溶液作為分散劑，在反應中而Ti4+進入納米SnO 2的晶格中，從而提高銀氧化錫的導電性。
[0022]所述納米SnO2包覆粉末按照如下方法制備:將四氯化錫和四氯化鈦加入至乙醇水溶液中，加入聚乙二醇，加熱至20-40°C，攪拌后滴加氨水溶液至pH為6-8，反應后陳化、洗滌、烘干、研磨得到凝膠；將所述凝膠溶于水中，加入硝酸銀，攪拌后水合肼，滴加氨水，得到包覆SnO2粉末的顆粒沉淀物，清洗，烘干后得到納米SnO2包覆粉末。
[0023]在上述制備過程中，所述納米31102包覆粉末采用溶膠凝膠法制備，通過摻雜、包覆工藝改善銀和氧化物的浸潤性，加入Pb可以改善組合的均勻性、提高機械加工性能，解決Ag/Sn02M點材料的拉拔易斷裂和柳釘成型工藝中的問題。本發明采用粉末冶金工藝制備Ag/Pb/納米SnO2M點材料，得到的該觸點材料硬度高而耐磨，同時密度高、耐電弧腐蝕。
[0024]作為優選方案，所述添加釹鐵硼的銀合金按照如下方法制備:將質量比為1: 10的鐵硼粉末和銀粉混合，烘干后壓制、燒結、擠壓，得到添加釹鐵硼的銀合金。其中，壓制壓力優選為100-400MPa，壓力保持時間優選為2_3分鐘；燒結工藝優選為:在氮氣氣氛下燒結，爐溫升溫速率為5-8°C /分鐘，燒結溫度為780-850°C，保溫時間為1_2小時；擠壓工藝優選為:設定擠壓行程，將上述燒結處理得到的坯錠首端送入擠壓機，在15-25MPa的壓力下將冷壓成型坯錠液壓成型，將銀基合金壓余擠壓到坯錠的尾部。坯錠的尾部在擠壓過程中不參與類似其前段的擠壓，在擠壓結束后，在標記以后的位置形成壓余。
[0025]在添加釹鐵硼的銀合金的制備過程中，釹鐵硼材料的加入可以提高觸點材料耐磨減摩、抗粘著熔焊、滅弧、防止迀移燒損等性能。本發明中用一般壓制燒結后進行熱擠壓方法代替熱壓法生產觸點材料，大幅度提高勞動生產率，克服熱壓法生產效率低下、能源浪費的缺點。
[0026]本發明中，尾部層與銅基層采用冷鐓成型，頭部柳釘層與銅基層采用高溫快速焊接技術。三復合觸點結構中，一粒三復合觸點有兩個焊接面，而焊接面越多焊接的難度也就越大，尤其是同時焊接幾百粒觸點，其焊接質量的一致性難以得到保證，因此如何減少焊接面是降低焊接難度最為重要的措施之一。本發明制備三復合觸點的工藝采用冷壓焊成型和高溫擴散焊接相結合的工藝，即先用冷鐓機制造出雙復合觸點，再將其和頭部柳釘層胚料置于電子燒結盤中進行高溫擴散焊接。
[0027]上述的尾部層與銅基層采用冷壓焊成型技術。冷壓焊屬于壓力焊的一種，是在沒有加熱的情況下，借助壓力使金屬產生塑性變形，把焊接端面的氧化膜和其他的雜質共擠出，使金屬壓街道一定原子間距，形成晶格面，從而產生原子之間的結合。冷壓焊焊接端面沒有熱影響區和軟化區，因此焊接端面的機械強度、電器性能和耐磨性都很好。一般為使在冷鐓時易脫模，一般取鐓壓脫模角度值為4-8度，下合金層與根部形成的直徑尺寸值范圍為1-4暈米，并且該根部的長度尺寸范圍為2暈米到5暈米。
[0028]上述雙復合觸點制備之后，再將其與柳釘層用高溫擴散焊接制備出三復合觸點。焊接對焊件的清潔度要求很高，焊件表面氧化膜或者油污，會影響焊件的可焊件。因此，上述雙復合觸點必須清洗，一般清洗劑選用金屬腐蝕劑，本發明優選采用4%的硝酸酒精，當腐蝕面露出金屬光澤后，立即用水洗并且干燥。
[0029]擴散焊接設備是生產三復合觸點的關鍵設備，設備必須配備對溫度、時間、真空度進行控制，同時要求加熱速度快，加熱區域為年度均勻。所述高溫擴散焊接步驟具體為:將所述雙復合觸點與頭部柳釘層在真空擴散焊接設備中進行高溫擴散焊接，振蕩動率為30kW，加熱溫度為800-1000°C，爐溫均勻性為1000°C，感應加熱圈采用冷卻水循環冷卻，真空度為1.2 X 10?,時間為5-10min。焊接溫度是保證焊接質量的關鍵參數，而焊接時間決定焊接溫度。
[0030]上述高溫擴散焊接的石墨盤在每次使用前，必須通過加熱充分干燥，排除內部潮氣后方可使用，否則會產生氣泡、空洞、縮孔，影響焊接質量。
[0031]上述高溫擴散焊接工藝，焊接過程中很多原子還來不及充分擴散，焊接面可能會存在界面和部分微孔現象，因此在高溫擴散焊接完成之后，應轉入之后的工序，優選還進行低溫擴散均勻化處理，即在真空爐內經過一定時間保溫，在低溫下繼續擴散，使界面與微孔最后消失，達到完全的固態焊接。均勻化處理的溫度為優選200-500 °C，均勻化處理的時間10_30mino
[0032]由于擴散焊接過程在高溫下進行，其產品尺寸、形貌等難免會發生微小的變化，因此要求焊接前觸點的外