一种陶瓷类PTC表面电极的制造方法与流程

本发明涉及一种陶瓷类PTC表面电极的制造方法。
背景技术：
：PTC陶瓷是一种钛酸钡基类陶瓷材料，在一定温度点(称之为“居里温度”)以下电阻值相对较小，约为几百欧姆至几千欧姆。一旦达到和超过居里温度，电阻急剧增大几个数量级，因此称为“热敏电阻”材料。该材料制造的元器件广泛用于发热器件、电路过流保护等领域。而表面电极与PTC陶瓷形成无势垒的欧姆接触，所以被电极工艺对于PTC这种半导体材料在发热器件或电路限流保护中的应用极为重要。电弧喷涂是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。电弧喷涂是钢结构防腐蚀、耐磨损和机械零件维修等实际应用工程中最普遍使用的一种热喷涂方法。传统PTC陶瓷芯片电极制造工艺普遍使用丝材火焰喷涂，即乙炔-氧焰线材喷涂：以氧、乙炔火焰作为加热金属丝的热源，使金属丝端部加热达到熔化状态，借助于压缩空气将熔化状态的丝材金属雾化成微粒，喷射到经过预处理的基材表面而形成牢固结合的图层。然而火焰喷涂又有不足之处，氧气、乙炔的存储与运输，火焰喷涂过程中高温燃烧(乙炔焰温度约为3200℃)都会在工业生产中造成安全隐患。电弧喷涂仅实用电和压缩空气，不用氧气、乙炔等，喷涂过程中也没有高温燃烧过程，相对安全得多；电弧喷涂不仅十分经济而且在制造陶瓷PTC电极上又有其独特优势。技术实现要素：本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能排除爆炸可能性，使用安全；制成的产品表面电阻小、抗老化和安全性好的陶瓷类PTC表面电极的制造方法。本发明目的的实现方式为，一种陶瓷类PTC表面电极的制造方法，具体步骤如下：1)将电弧喷枪固定在固定横板正中央，并将其装载在自动化前后摆动系统的终端中，且喷枪垂直高度，喷枪及连接件摆动频率可调；2)在电弧喷枪正下方设置传送平台，传送平台前进方向与电弧喷枪摆动方向垂直，传送平台前进速度可调；3)将其上有开孔的盖板与中板、底板用螺钉紧固在一起成为装载陶瓷PTC片的开孔模具；所述中板、底板的开孔与盖板同样；4)将成型陶瓷PTC片用步骤3)的开孔模具装载，开孔露出陶瓷类PTC基体表面，并将载有PTC陶瓷的开孔模具放置于传送平台上；5)利用两根连续送进的电极丝作为自耗电极，在其端部产生电弧作为热源，利用压缩空气将熔化了的电极丝雾化微溶滴，用电弧喷枪以高的速度喷向陶瓷类PTC基体表面形成电极层，即制造出陶瓷类PTC表面电极；所述电弧电压20-44V，喷枪送丝速度8-20V、喷枪导管口距PTC基体表面高度10-25mm、电弧喷枪前后摆动速度9-25Hz、电弧喷枪下方传送平台移动速度10-15Hz。本发明利用两根连续送进的电极丝作为自耗电极，在其端部产生电弧作为热源；利用压缩空气将熔化了的电极丝雾化，并以高的速度喷向陶瓷类PTC基体表面形成一层表面电极。因本发明使用的是电与压缩空气，不用乙炔与氧气，使其安全性提高，排除了爆炸的可能性。采用本发明制成的陶瓷类PTC表面电极电性能与火焰喷涂的相比在减小表面电阻、抗老化和安全性方面有其独特优势。附图说明图1是发明的原理图；图2是电弧喷枪的装配图；图3是本发明的整体设备结构示意图，图4是开孔模具的盖板结构示意图，图5是开孔模具装配图。具体实施方式下面参照附图详述本发明。参照图1，本发明的具体步骤如下：1)将电弧喷枪8固定在固定横板上(见图2)，并将其装载在自动化前后摆动系统的终端中，且喷枪垂直高度可调，喷枪及连接件系统摆动频率可调；2)在电弧喷枪正下方设置传送平台，传送台前进方向与电弧喷枪8摆动方向垂直，传送台前进速度可调；3)将其上有开孔11的盖板10与中板、底板用螺钉12紧固在一起成为装载陶瓷PTC片的开孔模具；所述中板、底板的开孔与盖板同样；4)将成型陶瓷PTC片用步骤3)的开孔模具装载，开孔露出PTC基体表面，并将载有PTC陶瓷的模具放置于固定传送平台9上。开孔模具开孔将陶瓷PTC基体5表面暴露在外，以防止矩形片状的陶瓷PTC基体两侧电极短接。5)电极丝到管7将电极丝送入，利用两根连续送进的电极丝3作为自耗电极，在其端部产生电弧1作为热源，压缩空气导管6将压缩空气2送入，利用压缩空气将熔化了的电极丝雾化微溶滴4，用电弧喷枪以高的速度喷向陶瓷类PTC基体表面形成电极层，即制造出陶瓷类PTC表面电极。本发明的自动化喷涂设备中电弧电压、喷枪送丝速度、喷枪导管口距陶瓷PTC基体表面高度、喷枪前后摆动速度、喷枪下方传送平台移动速度等参数可调，以此调整所需性能的电极层。所述电弧电压20-44V，喷枪送丝速度8-20V、喷枪导管7管口距陶瓷类PTC基体表面高度10-25mm、电弧喷枪前后摆动速度9-25Hz、电弧喷枪下方传送平台移动速度10-15Hz。所述喷涂电极丝主要是锌丝或铝丝。所述陶瓷类PTC基体表面形成的电极层厚0.05±0.01mm。所述陶瓷PTC基体外形、厚度无限制。本发明的电弧电压分为20V、26V、44V三个档位，一般情况下使用二档位、送丝电压20-40V、喷枪垂直高度为15mm、喷枪摆动频率8Hz、传送带转速为10Hz，使喷涂效果达到陶瓷类PTC表面电极性能要求。将本发明的电弧喷涂铝电极层与火焰喷涂铝电极层作对比实验，实验项目包 括拉力测试和抗老化测试等，电弧喷涂与火焰喷涂拉力测试数据对比结果见表1。表1电喷铝拉力/N火焰喷铝拉力/N1489.41499.22498.52471.93509.43406从表1可见，两种喷涂方式的电极附着力相差不大。表2是电弧喷涂与火焰喷涂抗老化测试数据对比结果见表2。表2从表2可见，电弧喷涂陶瓷类PTC芯片和火焰喷涂抗老化实验数据，阻值变化率均在10％以下，二者无明显差别。对比实验说明：利用本发明的电弧喷涂技术制造陶瓷类PTC电极相比与传统火焰喷涂具有安全性高的优势，且对电极层电性能没有影响，利用电弧喷涂制造陶类瓷PTC电极完全可行。当前第1页1 2 3