一种Ag基电触头的制造方法与流程

文档序号:11172181阅读:482来源:国知局
本发明属于先进快速制造技术领域,更具体地,涉及一种Ag基电触头的制造方法。

背景技术:
电触头直接担负着连通、断开电路和负载电流的任务,它的可靠性直接影响到电器系统整体的可靠性,被称为电器的“心脏”。触头焊接在触桥上,二者直接影响开关电器的可靠运行和使用寿命。触桥要求有较高的导电性、可焊性并具有一定的强度,通常采用铜合金或铁铜合金等。触头要求有良好的导电性、导热性、接触电阻低且稳定、优异的抗侵蚀性能等,目前主要使用的有Ag基触头材料、Cu基触头材料、W基触头材料和贵金属基弱电接点材料。其中,Ag基触头材料导热性好、加工性能优越、具有很高的抗氧化性且对绿色环保,广泛适用于各类低压电器。Ag基触头的现有制备工艺有内氧化法和粉末冶金法。内氧化法具有材料致密性好、工艺简单、生产率高等特点,但材料很难充分氧化,制备获得的触头零件结构不均匀,严重降低其抗熔焊性和电寿命。而粉末冶金法的工艺流程长、需要成形设备多、制造成本较高。最终,触头材料焊接在触桥上,两者之间还需预制一定厚度(200μm~800μm)的过渡层,整个电触头零件制造工艺流程长、成本高,因此亟须寻求新的制造方法来优化此类产品的制造过程,提供制造效率、降低制造成本。激光选区熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)是增材制造(AdditiveManufacturing)技术中的一种粉床熔化工艺,采用该方法可以用来制造金属零件;然而现有的SLM采用能量密度极高的激光束来熔化金属,熔化温度场可以达到3000℃,将该方法引入致Ag基触头零件的制造,将会造成低熔点Ag在成形过程中存在严重的蒸发损耗,影响成形制件的成分,进而导致Ag基触头零件的失效。

技术实现要素:
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提出了一种Ag基电触头的制造方法,其目的在于通过降低激光选区熔化法的反应温度,从而减少Ag的损耗,提高成形制件的强度。为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种Ag基电触头的制造方法,包括以下步骤:步骤一:先在触桥表面铺制20μm~50μm厚的Ag粉,再在含氧气氛中,使用激光选区熔化法将其焊合于触桥表面,使Ag与氧气反应形成过渡层;所述Ag粉的粒径为10μm~45μm,在所述激光选区熔化法中,通过调整激光的功率以及激光在成形表面的光斑直径,使得激光的辐照度为4×105W/m2~10×105W/m2;步骤二:先在所述过渡层表面铺制Ag基触头粉末,再在含氧气氛中,使用激光选区熔化法在过渡层表面打印出Ag基电触头三维结构,同时对触桥以200℃~400℃的温度加热;所述含氧气氛中,氧气的体积比大于等于30%。优选地,所述Ag基触头粉末的制备方法为,将Ag粉与增强体颗粒在100rpm~200rpm的转速下球磨,直至增强体颗粒均匀地粘附于Ag粉表面;所述增强体颗粒为碳、钨、金属氧化物、金属碳化物以及金属氮化物中的一种或多种,质量为Ag粉质量的10%~30%。作为进一步优选地,所述Ag粉的粒径为10μm~45μm;所述增强体颗粒的粒径为0.1μm~1μm,平均粒径小于等于0.5μm。作为进一步优选地,所述球磨的时间为3h~7h小时。作为进一步优选地,所述Ag粉为球形或者近球形。优选地,所述含氧气氛中的氧气与参与反应的Ag粉的摩尔比为1:4~1.2:4。优选地,在步骤二之后,再将Ag基电触头在300℃~350℃烘箱中热处理4h以上,以去除内应力。总体而言,本发明由于在激光选区熔化过程中预制过渡层、减小激光的辐照度,同时在激光选区熔化的反应过程中通入了氧气,能够取得下列有益效果:1、通过减小激光选区熔化法所使用的激光的辐照度,降低了反应表面的能量密度,从而降低了激光选区熔化法的反应温度;2、在制备过程中通入氧气,减少了Ag粉由于蒸发而发生的材料损耗;3、预制了20μm~50μm的过渡层,进一步降低了Ag基电触头的制备温度,提高了Ag基电触头制备的成功率;3、由于反应温度的降低,整体使Ag粉的损耗减少了20~30%,降低了材料的损耗,同时也避免了由于材料蒸发而造成的零件结构不均匀;4、将激光选区熔化法引入到Ag基触头零件制备,直接打印出过渡层和触头...
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