一种三复合触点制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电器元件技术领域，尤其涉及一种三复合触点制造工艺。
【背景技术】
[0002]触点是各种电子元器件中常用的元件，其体积很小，但对性能要求很高。目前国内生产柳钉型电触点的技术，一般采用传统的冷镦冷压成型工艺，但是该技术工艺生产的是传统单一的触点。在实际应用中，单一的触点材料往往不具有耐电压特性、抗焊接性和耐损耗性能。
[0003]近期国外开发了三复合触点，即将原来的单体纯银或银合金铆钉型电触点结构，改制为头部和钉部采用纯银或银合金材料，中间采用纯铜材料的三层复合结构。三复合触点不仅可以解决单一触点的缺陷，同时也节约贵金属白银的使用，从而降低触点的生产成本。
[0004]柳钉型三复合触点的技术难点是铜基材料与头钉部复层和尾部复层的复合强度。由于传统冷压焊成型技术是冷压焊在压力的作用下，使金属产生塑性的变形，实现固态焊接，因此，被复合的材料必须具有塑性变形的功能，一般其复合截面的变形率需要大于65%以上才可以保证复合的强度可以达到触点的基本要求。现有技术中，柳钉型三复合触点由于材料和结构的限制，头钉部材料的加工塑性变形量难以达到这个要求，所以复层的复合强度较低，易出现复层脱落的现象。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种三复合触点制造工艺，形成的三复合触点的复层复合强度高，不易脱落。
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种三复合触点制造工艺，包括以下步骤:将尾部层与铜基层进行冷压焊成型，得到双复合触点；将所述双复合触点与头部柳钉层进行高温扩散焊接，得到三复合触点，所述尾部层为Ag/Pb/纳米51102复合触点材料，所述头部柳钉层为添加钕铁硼的银合金。
[0007]优选的，所述Ag/Pb/纳米SnO2复合触点材料按照如下方法制备:将Ag、纳米SnO 2包覆粉末和Pb混合，加入水后进行球磨处理，喷雾干燥，烘干后得到预制粉末；将所述预制粉末在10-30Mpa的压力下压制，保压1-2分钟，脱模后得到预制块；将所述预制块在氮气气氛下进行烧结，冷却后得到Ag/Pb/纳米31102复合触点材料。
[0008]优选的，所述Ag、纳米SnO2包覆粉末和Pb的质量比为85: 10: 5。
[0009]优选的，所述烧结步骤具体为:在氮气气氛下，将预制块以4_6°C /分钟的速率升温至600-800°C，烧结1-2小时；然后以5-8°C /分钟的速率升温至900_1000°C，烧结2_3小时。
[0010]优选的，所述纳米SnO2包覆粉末按照如下方法制备:将四氯化锡和四氯化钛加入至乙醇水溶液中，加入聚乙二醇，加热至20-40°C，搅拌后滴加氨水溶液至pH为6-8，反应后陈化、洗涤、烘干、研磨得到凝胶；将所述凝胶溶于水中，加入硝酸银，搅拌后加入水合肼，滴加氨水，得到包覆SnO2粉末的颗粒沉淀物，清洗，烘干后得到纳米SnO2包覆粉末。
[0011]优选的，所述添加钕铁硼的银合金按照如下方法制备:将质量比为1: 10的铁硼粉末和银粉混合，烘干后压制、烧结、挤压，得到添加钕铁硼的银合金。
[0012]优选的，压制压力为100_400MPa，压力保持时间为2_3分钟。
[0013]优选的，烧结工艺为:在氮气气氛下烧结，炉温升温速率为5_8°C /分钟，烧结温度为780-850°C，保温时间为1-2小时。
[0014]优选的，所述高温扩散焊接步骤具体为:将所述双复合触点与头部柳钉层在真空扩散焊接设备中进行高温扩散焊接，振荡动率为30kW，加热温度为800-1000°C，炉温均匀性为1000°C，感应加热圈采用冷却水循环冷却，真空度为1.2X10_3Pa，时间为5_10min。
[0015]优选的，高温扩散焊接后还包括低温扩散均匀化处理，均匀化处理的温度为200-5000C，均匀化处理的时间10-30min。
[0016]本发明提供了一种三复合触点制造工艺，包括:将尾部层与铜基层进行冷压焊成型，得到双复合触点；将所述双复合触点与头部柳钉层进行高温扩散焊接，得到三复合触点，所述尾部层为Ag/Pb/纳米31102复合触点材料，所述头部柳钉层为添加钕铁硼的银合金。与现有技术相比，所述三复合触点的尾部层采用Ag/Pb/纳米SnO2复合触点材料，硬度高、耐磨，接触电阻小而稳定；头部柳钉层为添加钕铁硼的银合金，可以提高触点材料耐磨减摩、抗粘着熔焊、复合强度、灭弧、防止迀移烧损等性能。因此，本发明制造的三复合触点复层的复合强度高，不易脱落。
【具体实施方式】
[0017]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0018]本发明实施例公开了一种三复合触点制造工艺，包括以下步骤:将尾部层与铜基层进行冷压焊成型，得到双复合触点；将所述双复合触点与头部柳钉层进行高温扩散焊接，得到三复合触点，所述尾部层为Ag/Pb/纳米51102复合触点材料，所述头部柳钉层为添加钕铁硼的银合金。
[0019]作为优选方案，所述Ag/Pb/纳米SnO2复合触点材料按照如下方法制备:将Ag、纳米SnO2包覆粉末和Pb混合，加入水后进行球磨处理，喷雾干燥，烘干后得到预制粉末；将所述预制粉末在10-30Mpa的压力下压制，保压1-2分钟，脱模后得到预制块；将所述预制块在氮气气氛下进行烧结，冷却后得到Ag/Pb/纳米3]102复合触点材料。所述Ag、纳米SnO 2包覆粉末和Pb的质量比优选为85: 10: 5。
[0020]在Ag/Pb/纳米3]102复合触点材料的制备过程中，所述烧结步骤具体为:在氮气气氛下，将预制块以4-6°C /分钟的速率升温至600-800°C，烧结1_2小时；然后以5_8°C /分钟的速率升温至900-1000°C，烧结2-3小时。本发明采用的冷却速度优选为2-4°C /分钟。
[0021]作为优选方案，所述纳米SnO2包覆粉末采用溶胶凝胶法，以四氯化锡和四氯化钛为主要原料，水醇的混合溶液作为分散剂，在反应中而Ti4+进入纳米SnO 2的晶格中，从而提高银氧化锡的导电性。
[0022]所述纳米SnO2包覆粉末按照如下方法制备:将四氯化锡和四氯化钛加入至乙醇水溶液中，加入聚乙二醇，加热至20-40°C，搅拌后滴加氨水溶液至pH为6-8，反应后陈化、洗涤、烘干、研磨得到凝胶；将所述凝胶溶于水中，加入硝酸银，搅拌后水合肼，滴加氨水，得到包覆SnO2粉末的颗粒沉淀物，清洗，烘干后得到纳米SnO2包覆粉末。
[0023]在上述制备过程中，所述纳米31102包覆粉末采用溶胶凝胶法制备，通过掺杂、包覆工艺改善银和氧化物的浸润性，加入Pb可以改善组合的均匀性、提高机械加工性能，解决Ag/Sn02M点材料的拉拔易断裂和柳钉成型工艺中的问题。本发明采用粉末冶金工艺制备Ag/Pb/纳米SnO2M点材料，得到的该触点材料硬度高而耐磨，同时密度高、耐电弧腐蚀。
[0024]作为优选方案，所述添加钕铁硼的银合金按照如下方法制备:将质量比为1: 10的铁硼粉末和银粉混合，烘干后压制、烧结、挤压，得到添加钕铁硼的银合金。其中，压制压力优选为100-400MPa，压力保持时间优选为2_3分钟；烧结工艺优选为:在氮气气氛下烧结，炉温升温速率为5-8°C /分钟，烧结温度为780-850°C，保温时间为1_2小时；挤压工艺优选为:设定挤压行程，将上述烧结处理得到的坯锭首端送入挤压机，在15-25MPa的压力下将冷压成型坯锭液压成型，将银基合金压余挤压到坯锭的尾部。坯锭的尾部在挤压过程中不参与类似其前段的挤压，在挤压结束后，在标记以后的位置形成压余。
[0025]在添加钕铁硼的银合金的制备过程中，钕铁硼材料的加入可以提高触点材料耐磨减摩、抗粘着熔焊、灭弧、防止迀移烧损等性能。本发明中用一般压制烧结后进行热挤压方法代替热压法生产触点材料，大幅度提高劳动生产率，克服热压法生产效率低下、能源浪费的缺点。
[0026]本发明中，尾部层与铜基层采用冷镦成型，头部柳钉层与铜基层采用高温快速焊接技术。三复合触点结构中，一粒三复合触点有两个焊接面，而焊接面越多焊接的难度也就越大，尤其是同时焊接几百粒触点，其焊接质量的一致性难以得到保证，因此如何减少焊接面是降低焊接难度最为重要的措施之一。本发明制备三复合触点的工艺采用冷压焊成型和高温扩散焊接相结合的工艺，即先用冷镦机制造出双复合触点，再将其和头部柳钉层胚料置于电子烧结盘中进行高温扩散焊接。
[0027]上述的尾部层与铜基层采用冷压焊成型技术。冷压焊属于压力焊的一种，是在没有加热的情况下，借助压力使金属产生塑性变形，把焊接端面的氧化膜和其他的杂质共挤出，使金属压街道一定原子间距，形成晶格面，从而产生原子之间的结合。冷压焊焊接端面没有热影响区和软化区，因此焊接端面的机械强度、电器性能和耐磨性都很好。一般为使在冷镦时易脱模，一般取镦压脱模角度值为4-8度，下合金层与根部形成的直径尺寸值范围为1-4晕米，并且该根部的长度尺寸范围为2晕米到5晕米。
[0028]上述双复合触点制备之后，再将其与柳钉层用高温扩散焊接制备出三复合触点。焊接对焊件的清洁度要求很高，焊件表面氧化膜或者油污，会影响焊件的可焊件。因此，上述双复合触点必须清洗，一般清洗剂选用金属腐蚀剂，本发明优选采用4%的硝酸酒精，当腐蚀面露出金属光泽后，立即用水洗并且干燥。
[0029]扩散焊接设备是生产三复合触点的关键设备，设备必须配备对温度、时间、真空度进行控制，同时要求加热速度快，加热区域为年度均匀。所述高温扩散焊接步骤具体为:将所述双复合触点与头部柳钉层在真空扩散焊接设备中进行高温扩散焊接，振荡动率为30kW，加热温度为800-1000°C，炉温均匀性为1000°C，感应加热圈采用冷却水循环冷却，真空度为1.2 X 10?,时间为5-10min。焊接温度是保证焊接质量的关键参数，而焊接时间决定焊接温度。
[0030]上述高温扩散焊接的石墨盘在每次使用前，必须通过加热充分干燥，排除内部潮气后方可使用，否则会产生气泡、空洞、缩孔，影响焊接质量。
[0031]上述高温扩散焊接工艺，焊接过程中很多原子还来不及充分扩散，焊接面可能会存在界面和部分微孔现象，因此在高温扩散焊接完成之后，应转入之后的工序，优选还进行低温扩散均匀化处理，即在真空炉内经过一定时间保温，在低温下继续扩散，使界面与微孔最后消失，达到完全的固态焊接。均匀化处理的温度为优选200-500 °C，均匀化处理的时间10_30mino
[0032]由于扩散焊接过程在高温下进行，其产品尺寸、形貌等难免会发生微小的变化，因此要求焊接前触点的外