含金三層微異型電接觸材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含金三層微異型電接觸材料的制備方法，該材料是表層材料為純金，中間層為銀或銀合金，基材為銅合金的層狀復(fù)合的異型帶材，其帶材厚度0.2mm～1.5mm，寬度為0.3mm～3mm，銀或銀合金的中間層厚度≥基材的厚度，金層厚度≤0.005mm，本發(fā)明采用二次復(fù)合技術(shù)和異型精密加工技術(shù)相結(jié)合的方法，制得的含金三層微異型電接觸材料生產(chǎn)效率高、尺寸一致性好、復(fù)合牢度高、金層不產(chǎn)生擴散、化學(xué)穩(wěn)定性高、電接觸性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，所述制備方法的生產(chǎn)流程短。
【專利說明】含金三層微異型電接觸材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種材料的復(fù)合方法，特別涉及一種含金三層微異型電接觸材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]含金三層微異型電接觸材料是適應(yīng)繼電器和開關(guān)溫控器小型化、高精度、集成化方向發(fā)展的需求，而出現(xiàn)的一類截面較小的異型復(fù)合材料。含金三層微異型電接觸材料通常由基材銅合金、貴金屬銀合金及金合金所構(gòu)成，其橫截面面積< 1_2，且橫截面不規(guī)則，多為三角形、梯形和其它形狀，改變了過去早期的單一貴金屬及其合金材料在許多領(lǐng)域中常常無法滿足特殊性能要求，為此，把具有不同性能的材料通過一系列工藝方式結(jié)合在一起，形成一種能滿足綜合性能或具備新性能要求的電接觸材料，通常用在控制繼電器、通訊繼電器、印刷線路繼電器按鍵、微型開關(guān)、數(shù)碼開關(guān)、電路斷路器、控制器及連接器等部件可靠性要求極高的場合。
[0003]含金三層微異型電接觸材料是利用新工藝和高精度設(shè)備相結(jié)合而制備的高技術(shù)產(chǎn)品，是制造儀器儀表、電信和電子裝備中電接觸元件的關(guān)鍵材料，其性能和尺寸定位精度要求很高，制造工藝復(fù)雜。
[0004]專利申請?zhí)枮?1134998.0提供了一種微異型復(fù)合接點帶的超薄電接觸層的制備方法，該發(fā)明雖然有大大節(jié)約了貴金屬，電接觸層純度高，成分均勻，厚度均勻，表面質(zhì)量好，保證了電接觸層的質(zhì)量穩(wěn)定性，能獲得合金電接觸層，電接觸層與中間層結(jié)合牢固的優(yōu)點，但由于采用磁控濺射技術(shù)，因此有以下缺點:1、磁控濺射設(shè)備較貴，投資較大；2、磁控濺射過程中金的利用率較低，成本較高，同時資金占用較大，且不便于小批量多規(guī)格的生產(chǎn)方式；專利申請?zhí)?00810069387.0提供了一種電接觸復(fù)合材料的制備方法，采用該發(fā)明方法制作含金三層電接觸材料，主要用于微電機領(lǐng)域，具有制備方法簡單、成本低的優(yōu)點。但該方法制備只能解決通常橫截面為矩形的含金三層材料，且該材料成品尺寸較寬(通常微電機的復(fù)合帶材成品寬度均>5mm)，無法用于橫截面很小的微異型含金電接觸材料的生產(chǎn)。專利申請?zhí)枮?00810094294.3提供了異型復(fù)合接點帶的制作方法，該制作方法采用高頻感應(yīng)加熱復(fù)合的方式生產(chǎn)異型復(fù)合接點帶，利用高頻感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)，形成緊密結(jié)合的同時保護材料自身性能，層間接合強度高而穩(wěn)定，可以連續(xù)復(fù)合較長的帶材，結(jié)合精密分條技術(shù)，可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。但該方法若用于生產(chǎn)金層超薄，中間層和基層較厚的的材料，尤其是中間層厚度超過基層厚度的材料，則存在復(fù)合不好控制的問題，容易產(chǎn)生斷金、缺金等問題，同時金層在高頻感應(yīng)加熱復(fù)合條件下很容易的進行擴散，從而與中間層金屬形成合金，嚴重影響金層的電接觸性能。此外采用高頻感應(yīng)加熱復(fù)合方式進行生產(chǎn)，在材料較寬的情況下，還有加熱不均勻的現(xiàn)象，存在影響復(fù)合牢度的缺點。因為采用該方法只能采用較窄的帶材復(fù)合(通常小于6_)，生產(chǎn)效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種含金三層微異型電接觸材料的制備方法，尤其涉及所述材料的厚度為0.2mm?1.5mm,寬度為0.3mm?3mm,金層厚度非常薄《 0.005mm),而中間層和基層較厚，同時中間層厚度大于基層的含金三層微異型電接觸材料的制備方法。本發(fā)明采用二次復(fù)合技術(shù)和異型精密加工技術(shù)相結(jié)合的方法，制得的含金三層微異型電接觸材料生產(chǎn)效率高、尺寸一致性好、復(fù)合牢度高、金層不產(chǎn)生擴散、化學(xué)穩(wěn)定性高、電接觸性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。該制備方法還有生產(chǎn)流程短的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
含金三層微異型電接觸材料的制備方法，該材料是表層材料為純金，中間層為銀或銀合金，基材為銅合金的層狀復(fù)合的異型帶材，其帶材厚度0.2mm?1.5mm,寬度為0.3mm?3mm，銀或銀合金的中間層厚度>基材的厚度，金層厚度彡0.005mm，其制備方法有以下步驟:
1)第一次復(fù)合
通過平輥軋制和剪切分條的方式，準(zhǔn)備好銀或銀合金、純金帶材，上述帶材經(jīng)酸洗打磨后并采用溫軋復(fù)合得到金/銀或銀合金的兩層復(fù)合材料，上述兩層復(fù)合材料經(jīng)過熱處理、軋制后進行分條得到二層復(fù)合坯料，所述二層復(fù)合坯料的寬度為30mm?60mm ；
2)第二次復(fù)合
通過平輥軋制的方式準(zhǔn)備好銀或銀合金、銅合金帶材，上述帶材及步驟I)所得的二層復(fù)合坯料分條成同樣寬度的帶材，上述帶材的寬度范圍為6mm?10mm，將上述金/銀或銀合金、銀或銀合金、銅合金三種分條好的帶材用溫軋復(fù)合設(shè)備進行軋制復(fù)合，并得到金/銀或銀合金/銅合金的三層復(fù)合材料，所述三層復(fù)合材料經(jīng)過一道熱處理后并軋制得到三層復(fù)合坯料；
3)步驟2)得到的三層復(fù)合坯料采用精密軋機切分成多條窄帶；
4)步驟3)所得的窄帶整形和除邊部毛刺，得到矩形線材；
5)步驟4)所得矩形線材，通過兩道次的異型連續(xù)輥模軋制，得到含金三層微異型電接觸材料。
[0007]步驟I)所述溫軋復(fù)合的溫度350°C?500°C，溫軋復(fù)合的變形量彡30%，保護氣體采用氨分解氣。
[0008]步驟2)所述溫軋復(fù)合的溫度450°C?600°C，溫軋復(fù)合的變形量彡30%，保護氣體采用氨分解氣。
[0009]步驟I)和步驟2)中的溫軋復(fù)合采用電阻爐加熱。
[0010]步驟3)中所述的精密軋機設(shè)上有一對工作輥，工作輥上開有一對或多對用于切分帶材的尖齒。
[0011]步驟I)和步驟2)中的熱處理采用的是保護氣氛連續(xù)熱處理，熱處理溫度在500。。?700。。。
[0012]本發(fā)明采用二次復(fù)合技術(shù)和異型精密加工技術(shù)相結(jié)合的方法，制備的三層微異型電接觸材料，其厚度0.2mm?1.5mm,寬度為0.3mm--3mm,金層厚度< 0.005mm,具有短流程、生產(chǎn)效率高、尺寸一致性好、復(fù)合牢度高、金層不產(chǎn)生擴散、化學(xué)穩(wěn)定性高、電接觸性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)只能生產(chǎn)平面不能生產(chǎn)異形且寬厚比較大的復(fù)合材料的難題，實現(xiàn)了復(fù)合材料小型化和精密化。采用本發(fā)明所述方法制備的三層微異型電接觸材料，可以用于繼電器和開關(guān)溫控器等領(lǐng)域。
[0013]采用本發(fā)明所述方法，根據(jù)對其斷面的不同需求，通過更換模具生產(chǎn)各種，應(yīng)用范圍更加廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為中3為金,2為銀或銀合金，I為銅或銅合金。

【具體實施方式】
[0015]實施例1:制備寬度為1.1mm，24K純金層厚度為2.5 μ m，中間層AgCulO厚度為0.25mm，基層M0NEL400厚度為0.15mm的三層微異型接點復(fù)合帶
其制備方法有以下步驟:
1)第一次復(fù)合
采用平輥軋制和剪切分條，準(zhǔn)備好厚度為0.15mm,寬度為40mm的Au ;厚度為2mm，寬度為40mm的AgCulO帶材，上述帶材酸洗打磨后，采用溫軋復(fù)合設(shè)備進行軋制復(fù)合，保護氣體為氨分解氣，采用電阻爐加熱，復(fù)合溫度為500度，復(fù)合變形量50%。上述復(fù)合好的坯料進行一次熱處理，熱處理溫度600度，再在四輥軋機上軋至0.15mm，得到Au/AgCulO 二層復(fù)合材料坯料；
2)第二次復(fù)合
采用平輥軋制和剪切分條，準(zhǔn)備好厚度0.25mm,寬度為8mm的AgCulO ;厚度為0.3mm,寬度為8mm的Monel400帶材，同時將步驟I中的Au/AgCulO剪切成5條8mm的帶材，將上述三種帶材分別進行酸洗打磨后，在溫軋復(fù)合設(shè)備上進行軋制復(fù)合，復(fù)合后厚度為0.45mm,復(fù)合變形量為35.7%。復(fù)合溫度為600度，采用電阻爐加熱，氨分解氣進行保護。將復(fù)合好的坯料進行一次熱處理，熱處理溫度600度，氨分解氣保護，再在四輥軋機上軋制成厚度為0.38mm的三層復(fù)合還料。
[0016]3)步驟2)所得的三層復(fù)合坯料在精密軋機進行切分軋制，切分得到多條0.38mmX 1.2mm 的窄帶。
[0017]4)步驟3)所得窄帶通過拉絲模具進行整形并拉制到0.34mmX 1.1mm的矩形線材。
[0018]5)步驟4)所得到的矩形線材，通過兩道次的異型輥模軋制得到寬度為1.1mm，純金層厚度為2.5 μ m，中間層AgCulO厚度為0.25mm,基層M0NEL400厚度為0.15mm的三層微異型接點復(fù)合帶。
[0019]上述切分采用精密軋機，所述精密軋機設(shè)上有一對工作輥，工作輥上開有一對或多對用于切分帶材尖齒。
[0020]實施例2:制備Au厚度為I μ m，中間層AgNilO厚度為0.12mm,基層CuNi30厚度為0.1mm,寬度為0.5mm的三層含金微異型接點復(fù)合帶
采用平輥軋制和剪切分條，準(zhǔn)備好厚度為0.1mm,寬度為50mm的Au ;厚度為2.5mm,寬度為50mm的AgNilO帶材，上述帶材酸洗打磨后，采用溫軋復(fù)合設(shè)備進行軋制復(fù)合，保護氣體為氨分解氣，采用電阻爐加熱，復(fù)合溫度為450度，復(fù)合變形量55%。上述復(fù)合好的坯料進行一次熱處理，熱處理溫度550度，再在四輥軋機上軋至到0.1mm,得到Au/AgCulO 二層復(fù)合材料坯料； 2)第二次復(fù)合
采用平輥軋制和剪切分條，準(zhǔn)備好厚度0.26mm,寬度為7mm的AgNilO ;厚度為0.3mm,寬度為7mm的CuNilO帶材，同時將步驟I中的Au/AgNilO剪切成7條7mm的帶材，上述三種帶材分別酸洗打磨后，在溫軋復(fù)合設(shè)備上進行軋制復(fù)合，復(fù)合后厚度為0.38mm，復(fù)合變形量37.7%。復(fù)合溫度為500度，采用電阻爐加熱，氨分解氣進行保護。將復(fù)合好的坯料進行一次熱處理，熱處理溫度550度，氨分解氣保護，再在四輥軋機上軋制成厚度為0.3mm的三層復(fù)合坯料。
[0021]3)步驟2)所得的三層復(fù)合坯料在精密軋機進行切分軋制，切分得到多條0.3mmX0.62mm 的窄帶。
[0022]4)步驟3)所得窄帶通過拉絲模具進行整形并拉制到0.27mmX0.54mm的矩形線材。
[0023]5)步驟4)所得到的矩形線材，通過兩道次的異型輥模軋得到Au厚度為I μ m，中間層AgNi 10厚度為0.12mm,基層CuNi30厚度為0.1mm，寬度為0.5mm的三層含金微異型接點復(fù)合帶。
[0024]上述切分采用精密軋機，所述精密軋機設(shè)上有一對工作輥，工作輥上開有一對或多對用于切分帶材尖齒。
【權(quán)利要求】
1.一種含金三層微異型電接觸材料的制備方法，其特征在于，該材料是表層材料為純金，中間層為銀或銀合金，基材為銅合金的層狀復(fù)合的異型帶材，其帶材厚度0.2mm?1.5mm,寬度為0.3mm?3mm,銀或銀合金的中間層厚度彡基材的厚度,金層厚度< 0.005mm,其制備方法有以下步驟: 1)第一次復(fù)合 通過平輥軋制和剪切分條的方式，準(zhǔn)備好銀或銀合金、純金帶材，上述帶材經(jīng)酸洗打磨后并采用溫軋復(fù)合得到金/銀或銀合金的兩層復(fù)合材料，上述兩層復(fù)合材料經(jīng)過熱處理、軋制后進行分條得到二層復(fù)合坯料，所述二層復(fù)合坯料的寬度為30mm?60mm ； 2)第二次復(fù)合 通過平輥軋制的方式準(zhǔn)備好銀或銀合金、銅合金帶材，上述帶材及步驟I)所得的二層復(fù)合坯料分條成同樣寬度的帶材，上述帶材的寬度范圍為6mm?10mm，將上述金/銀或銀合金、銀或銀合金、銅合金三種分條好的帶材用溫軋復(fù)合設(shè)備進行軋制復(fù)合，并得到金/銀或銀合金/銅合金的三層復(fù)合材料，所述三層復(fù)合材料經(jīng)過一道熱處理后并軋制得到三層復(fù)合坯料； 3)步驟2)得到的三層復(fù)合坯料采用精密軋機切分成多條窄帶； 4)步驟3)所得的窄帶整形和除邊部毛刺，得到矩形線材； 5)步驟4)所得矩形線材，通過兩道次的異型連續(xù)輥模軋制，得到含金三層微異型電接觸材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟I)所述溫軋復(fù)合的溫度350°C?500 0C，溫軋復(fù)合的變形量> 30%，保護氣體采用氨分解氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟2)所述溫軋復(fù)合的溫度450°C?6000C，溫軋復(fù)合的變形量> 30%，保護氣體采用氨分解氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟I)和步驟2)中的溫軋復(fù)合采用電阻爐加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟3)中所述的精密軋機設(shè)上有一對工作輥，工作輥上開有一對或多對用于切分帶材的尖齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟I)和步驟2)中的熱處理采用的是保護氣氛連續(xù)熱處理，熱處理溫度在500°C?700°C。
【文檔編號】B21B1/38GK104384186SQ201410488968
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】楊賢軍, 章應(yīng), 劉安利, 張照亮, 徐永紅 申請人:重慶川儀自動化股份有限公司