電觸頭和電觸片半成品及其製造方法
2023-05-24 14:43:46
專利名稱：電觸頭和電觸片半成品及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種電觸頭半成品的製造方法，包括由銀基複合材料製成的用於電氣連接的頂層，複合材料中嵌入一種或多種金屬氧化物或碳，以及一包括銀或銀合金的易於焊接或易於錫焊的負載層。
背景技術：
嵌入金屬氧化物或碳顆粒的銀基複合材料不能焊接或錫焊，或者焊接非常困難。 由於這個原因，當製造電觸頭半成品時，電觸頭材料的底層設有一包括銀或銀合金的易於焊接或易於錫焊的負載層。這種負載層一般通過鋪設銀條用於電觸頭材料中。使用單一壓片工藝的產品已經是公知的，其中一包括銀粉末的層塗覆於包括接觸粉末層上，之後通過擠壓和燒結製成一具有由電觸頭材料製成的前部及由銀製成的後部的半成品。兩個粉末層能夠壓制結合起來，或者首先壓制一僅包括一種粉末的層，然後將第二種粉末塗覆並壓在其上。不過，使用單一壓片工藝製成的產品的缺點在於不能製成帶狀半成品。另一個已知的工藝包括使用一銀管包覆電觸頭材料塊，然後通過複合材料擠壓成型工藝成型。這樣通過縱向分割條形複合材料製成一具由電觸頭材料製成的頂層和一由銀製成的底層的半成品。不過，合適的銀管制品及將複合材料塊裝入銀管中的工藝非常複雜。
發明內容
本發明的目的是提供一種方法，使得帶狀電觸頭半成品的製作更為經濟，其包括由銀基複合材料製成的用於電氣連接的頂層以及一由銀或銀合金製成的負載層。所述目的通過一具有權利要求1的特徵的方法實現。本發明的有益改進為從屬權利要求的主題。本發明的方法中，首先採用粉末冶金法製造一包括銀基複合材料的塊，例如將銀粉末與金屬氧化物粉末混合，擠壓，然後再燒結。例如，也能夠將銀粉末與賤金屬粉末混合， 擠壓，然後在氧化氣氛中燒結，其中金屬氧化物顆粒由賤金屬顆粒的氧化形成。在第二個步驟中，上述冶金粉末形成的塊表面覆蓋有一層由銀粉末或銀基合金製成的粉末，然後擠壓使粉末覆蓋的更緊密，優選地壓力為500 bar到2500 bar。最後，將賤金屬(base metal)和包括銀或銀基合金的粉末混合，通過粉末冶金方法形成一包括銀基合金的覆蓋層，也就是說合金主要包括銀。優選地等靜壓成型塊進一步進行產品燒結步驟，然後進行擠壓成型，優選的熱壓工作。然後該塊形成至少一個局部細條(strand)，其具有包括複合材料的頂層及包括銀或銀基合金的底層。優選地通過擠壓成型在該細條縱向上分割使其形成兩個該種局部細條。 當然，也可以垂直於分隔面進行其他的縱向分割。因此優選地兩個局部細條應該理解為至少兩個。不過，通過去除由擠壓成型形成的細條的一邊上的賤金屬，例如通過銑削，也可以僅形成一個局部細條，這樣其露出一包括複合材料的表面。
燒結後，銀或銀合金一般有足夠的強度粘合到該塊上，這樣該塊能夠進行形狀調整使其能夠插入擠壓模具中並完全匹配。例如，一近似圓柱形塊能夠通過等靜壓成型及之後的燒結製成，擠出成型前其側面區域進行車削從而使其與擠出模具尺寸相符。優選地該塊進行擠壓成型，從一圓柱形成型為一具有矩形截面的形狀。擠壓成型優選地在至少600°C的溫度下進行，更有選地在700°C到950°C之間。這樣度量的優點在於可通過擠壓成型將產品壓的更緊。更有利的是，能夠使細條具有一為理論密度的99. 9%的相對密度。通過在縱向分開擠壓成型形成的細條，得到的半成品具有一包括銀基複合材料的層，其形成了作為觸頭的半成品的頂層，同時具有一包括易於焊接或易於錫焊的負載層。從觸頭頂層延伸至細條易於焊接和易於錫焊的底層的細條的兩側優選地進行整削，特別是可通過切割或銑削。這樣，其能夠保證半成品的進一步加工過程中，或者是在其後的半成品電觸頭使用過程中，不會有負載層的物質出現在接觸表面，從而影響其性能。通過擠壓成型工藝形成的細條的兩側可以選擇性地在細條的縱向分割之前或之後進行。可優選地通過軋壓，特別是冷軋工藝來減少擠出成型形成的細條的厚度。這樣，帶狀半成品特別有利於生產。優選地軋壓在細條縱向分割之後進行，也就是說，一個局部細條或多個局部細條進行軋壓。進一步，細條的厚度優選地在軋壓過程中其厚度減少不超過其初始厚度的50%，這樣可避免半成品的機械性能被削弱。特別的當厚度減少超過50%時，所述材料有可能變的太硬。特別優選地細條的厚度在軋壓過程中其厚度減少為其初始厚度的 30-50%ο本發明方法中優選使用的複合材料是銀金屬氧化物複合材料。可優選使用的金屬氧化物可以是錫氧化物和/或鋅氧化物和/或銦氧化物和/或鎘氧化物。也可以使用，例如，鉍氧化物或鎢氧化物。本發明中可使用的複合材料包括多種金屬氧化物。類似的，複合材料也可以只包含一種金屬氧化物。複合材料的金屬氧化物成分優選的主要包括錫氧化物。作為替換，或除了金屬氧化物，使用的銀基電觸頭材料也可以包括碳，例如以石墨的形態。覆有賤金屬粉末的複合材料塊優選地進行冷等靜壓成型。冷等靜壓成型可容易的在室溫下進行。一般來說，冷等靜壓成型也能夠在高溫下進行，不過優選的冷等靜壓成型溫度為賤金屬在大氣中的氧的存在下最不可能被氧化的溫度。
具體實施例方式為便於對本發明進一步理解，現結合具體實施例對本發明進行詳細描述。實施例1
一包括銀基電觸頭材料的圓柱形塊通過混合銀粉末和錫氧化物粉末、冷等靜壓成型， 然後再進行燒結製成。該塊，例如，可以包括重量百分比8%到14%的金屬氧化物，其餘量為銀。複合材料塊覆蓋有銀粉末，然後進行冷等靜壓成型。然後該冷等靜壓成型塊在空氣中進行燒結，溫度為800°C到900°C在700°C下，燒結時間為，例如，2到證。燒結塊隨後再進行車削，這樣其能夠插入擠壓模中並與其完全匹配。然後上述塊在750°C到775°C下通過擠壓成型從圓柱形變成一具有矩形截面的形狀。
通過上述方式製成的細條的幾個側面進行切割後，細條沿其縱向被分割開。該方法形成的局部細條再經過冷軋，使其厚度減少30%至50%，例如，45%。製成的帶狀半成品包括一負載層，其厚度近似為複合材料層的10%到20%。同時通過切掉半成品的某些部分，再根據具體應用進行成型能夠將其製成電觸片。實施例2
一包括銀基電觸頭材料的圓柱形塊通過混合銀粉末和石墨粉末、冷等靜壓成型，然後再進行燒結製成。該塊，例如，可以包括重量百分比洲到5%的碳，其餘量為銀。複合材料塊覆蓋有銀或銀基合金粉末，在750°C到775°C下，燒結若干小時。燒結塊進一步採用上述實施例中的工藝進行處理。
權利要求
1.一種製造細條狀、特別是帶狀電觸頭半成品的方法，其中半成品有一包括由銀基複合材料製成的用於電氣連接的頂層，複合材料中嵌入一種或多種金屬氧化物或碳，以及一包括銀或銀基合金的易於焊接或易於錫焊的負載層，其用於負載複合材料，包括以下步驟採用粉末冶金法將銀基複合材料製成一塊；使用主要包括銀的粉末覆蓋包括複合材料的塊；按壓覆蓋有金屬粉末的塊使金屬粉末壓緊；燒結按壓後的塊；將燒結塊進行擠壓成型；形成一具有包括複合材料的頂層和包括銀或銀基合金的底層的局部細條。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於通過擠壓成型在所述細條縱向上分割使其形成兩個該種局部細條。
3.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於複合材料為銀-金屬氧化物複合材料。
4.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於銀基複合材料包含錫氧化物和/或鋅氧化物和/或銦氧化物和/或鎘氧化物。
5.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於包括銀粉末和賤金屬粉末的混合物用於覆蓋包括複合材料的塊。
6.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於包括銀粉末或銀基合金粉末用於覆蓋包括複合材料的塊。
7.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於被覆蓋的塊進行等靜壓成型，優選的進行冷等靜壓成型。
8.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於擠壓成型在至少600°C的溫度下進行，更優選的在700°C到950°C之間。
9.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於擠壓成型形成的細條或局部細條的厚度通過軋壓減少，更優選的通過冷軋減少。
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於軋壓減少的厚度不超過50%。
11.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於從觸頭頂層延伸至細條易於焊接和易於釺焊的底層的細條的兩側優選地進行整削，特別是可通過切割或銑削。
12.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於製成一類似圓柱形的燒結塊，擠壓成型前其側面區域進行車削。
13.根據前述任意一項權利要求所述的方法，其特徵在於所述塊通過擠壓成型從圓柱形變成具有一矩形截面的形狀。
14.一種半成品，由上述任一項所述的方法製成，更優選的為一帶狀半成品。
15.一種電觸片，通過切割權利要求14所述的半成品並進行切割部件成型製成。
全文摘要
本發明公開了一種製造細條形，特別是帶狀電觸頭半成品的方法，其中半成品有一包括由銀基複合材料製成的用於電氣連接的頂層，複合材料中嵌入一種或多種金屬氧化物或碳，以及一包括銀或銀基合金的易於焊接或易於錫焊的負載層，其用於負載複合材料，包括以下步驟-採用粉末冶金法將銀基複合材料製成一塊；-使用主要包括銀的粉末覆蓋包括複合材料的塊；-按壓覆蓋有金屬粉末的塊使金屬粉末壓緊；-燒結按壓後的塊；-將燒結塊進行擠壓成型；-形成一具有包括複合材料的頂層和包括銀或銀基合金的底層的局部細條。
文檔編號H01R13/03GK102204021SQ200980144175
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月27日 優先權日2008年11月6日
發明者A·克勞斯, E·馬勒-莫斯納, H·海澤爾, J·溫茨 申請人:艾米多杜科有限公司