專利名稱：自潤滑隔離開關(guān)觸頭及觸頭表面涂鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用浸漬方法涂布石墨的工藝以及用電鍍的方法涂鍍銀石墨合金的工藝，還涉及對(duì)涂層的后處理工藝；尤其涉及用浸漬方法涂布石墨或鍍銀石墨合金方法處理的隔離開關(guān)觸頭。
背景技術(shù)：
在電器和開關(guān)設(shè)備等的實(shí)際應(yīng)用和運(yùn)行中，其觸頭、觸點(diǎn)、插頭等部件往往要求同時(shí)具有良好的導(dǎo)電性、耐磨性和潤滑性，現(xiàn)有技術(shù)一般采用銀質(zhì)材料或銅質(zhì)材料電鍍銀后涂潤滑油脂的辦法滿足這一要求。但采用銀質(zhì)材料成本太高，采用銅質(zhì)材料電鍍銀后涂潤滑油脂的辦法又有其本身無法克服的缺陷，以12KV-550KV戶外隔離開關(guān)為例該設(shè)備是輸變電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，全國電網(wǎng)中有數(shù)十萬臺(tái)套在運(yùn)行使用，其現(xiàn)有觸頭系統(tǒng)技術(shù)一般采用銅觸頭鍍銀后涂潤滑油脂的辦法解決導(dǎo)電性和耐磨損使用壽命，此辦法雖然在出廠試驗(yàn)中能通過(每做50次涂一次潤滑油脂)，但在實(shí)際的戶外運(yùn)行中往往因潤滑油脂粘連沙土，造成觸頭接觸不良和加速鍍銀層磨損，時(shí)間長了油脂干固也造成觸頭接觸不良，都會(huì)造成線路故障。如果無油脂就會(huì)使鍍銀層很快磨損而影響觸頭的導(dǎo)電性能，同樣會(huì)造成線路故障，因此必須經(jīng)常維護(hù)和檢修，而高壓線路又不允許經(jīng)常停電檢修維護(hù)，這是目前該設(shè)備存在的一大缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)戶外隔離開關(guān)的觸頭進(jìn)行特殊表面處理的方法，使戶外隔離開關(guān)的觸頭的耐磨性及導(dǎo)電性在不使用潤滑油脂的情況能達(dá)到如下目的指標(biāo)1.達(dá)到隔離開關(guān)觸頭要求的潤滑性和耐磨損使用壽命≥2000次。
2.達(dá)到隔離開關(guān)觸頭要求的導(dǎo)電性，主回路電阻值達(dá)到IEC國際標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.達(dá)到高壓隔離開關(guān)要求的溫升試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)≤K65。
從而大大提高戶外隔離開關(guān)的使用壽命及大大減少維護(hù)的工作量。
本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，
實(shí)施一種自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，基于導(dǎo)電金屬的觸頭體，所述方法包括步驟a.對(duì)觸頭體的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理；b.在經(jīng)預(yù)處理的觸頭體金屬表面動(dòng)接觸部位之上涂鍍含石墨的涂鍍層。
所述觸頭體金屬是銅，步驟a所述對(duì)觸頭體的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體全金屬表面之上生成一電阻系數(shù)低，抗氧化的中間層，中間層是銀及其合金，鍍中間層采用常規(guī)氰化鍍銀工藝，隨后的步驟包括a.在中間層表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的中間層表面的動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
如果所述觸頭體金屬是銅的合金，其抗氧化性能會(huì)大大提高，步驟a所述對(duì)觸頭體的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體金屬表面進(jìn)行機(jī)械修整，不必再鍍銀，隨后的步驟包括a.在觸頭體金屬表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的觸頭體金屬表面動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
除了用上述的浸石墨液方法之外，在觸頭體全金屬表面上采用常規(guī)氰化鍍銀工藝鍍中間層之后，還可以在中間層的動(dòng)接觸部位之上用電鍍法鍍80μm厚的銀石墨合金涂鍍層；借助設(shè)備包括帶循環(huán)攪拌的電鍍槽、直流脈沖電鍍電源；
材料包括常規(guī)電鍍銀液、銀合金板及納米級(jí)石墨粉。
采用上述的浸石墨液方法，所述石墨液主要包括超細(xì)石墨粉、微晶臘和溶劑，配方的重量配比為超細(xì)石墨粉 10～30％微晶臘 10～30％溶劑 40～80％所述溶劑包括丙酮、醋酸丁酯和二甲苯，配方的重量配比為丙酮 40～60％醋酸丁酯 10～30％二甲苯 20～40％步驟c所述浸石墨液操作包括如下工藝過程a.將微晶臘放入≤60℃的溶劑之中溶解；b.將超細(xì)石墨粉加入并攪拌均勻；c.將已鍍中間層的觸頭體置入；d.常壓下保持時(shí)間不少于10分鐘。
步驟d所述表面后處理操作包括如下工藝過程a.將已附有石墨涂鍍層的觸頭體進(jìn)行熱風(fēng)干燥；b.將石墨涂鍍層表面修整平滑；c.在非接觸部位噴涂丙烯酸保護(hù)漆。
用上述方法制造的自潤滑隔離開關(guān)觸頭，包括導(dǎo)電金屬的觸頭體，導(dǎo)電金屬的觸頭體之上是中間層，所述中間層動(dòng)接觸部位之上是含石墨的涂鍍層。
所述觸頭體是銅及其合金；所述中間層是銀及其合金，或是錫及其合金；所述中間層的厚度10～20μm；所述含石墨的涂鍍層的厚度≥80μm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明技術(shù)處理加工的隔離開關(guān)觸頭接觸良好，開合可靠，耐磨損壽命可達(dá)10000次以上，無須維護(hù)，大大提高了隔離開關(guān)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
圖1是本發(fā)明自潤滑隔離開關(guān)觸頭體表面涂鍍石墨層的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖以及各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳盡的描述。
如圖1所示實(shí)施一種自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，基于導(dǎo)電金屬的觸頭體10，所述方法包括步驟a.對(duì)觸頭體10的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理；b.在經(jīng)預(yù)處理的觸頭體10金屬表面動(dòng)接觸部位之上涂鍍含石墨的涂鍍層30。
所述觸頭體10金屬是銅，步驟a所述對(duì)觸頭體10的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體10全金屬表面之上生成一電阻系數(shù)低，抗氧化的中間層20，中間層20是銀及其合金，鍍中間層20采用常規(guī)氰化鍍銀工藝，隨后的步驟包括a.在中間層20表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的中間層20表面的動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
如果所述觸頭體10金屬是銅的合金，那么步驟a所述對(duì)觸頭體10的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體10金屬表面進(jìn)行機(jī)械修整，不必再鍍銀，隨后的步驟包括a.在觸頭體10金屬表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的觸頭體10金屬表面動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
除了用上述的浸石墨液方法之外，在觸頭體全金屬表面上采用常規(guī)氰化鍍銀工藝鍍中間層20之后，還可以在中間層20的動(dòng)接觸部位之上用電鍍法鍍80μm厚的銀石墨合金涂鍍層30；
借助設(shè)備包括帶循環(huán)攪拌的電鍍槽、直流脈沖電鍍電源；材料包括常規(guī)電鍍銀液、銀合金板及納米級(jí)石墨粉。
采用上述的浸石墨液方法，所述石墨液主要包括超細(xì)石墨粉、微晶臘和溶劑，配方的重量配比為超細(xì)石墨粉10～30％微晶臘10～30％溶劑 40～80％其中方案1超細(xì)石墨粉20％微晶臘20％溶劑 60％方案2超細(xì)石墨粉10％微晶臘10％溶劑 80％方案3超細(xì)石墨粉30％微晶臘20％溶劑 50％所述溶劑包括丙酮、醋酸丁酯和二甲苯，配方的重量配比為丙酮 40～60％醋酸丁酯 10～30％
二甲苯 20～40％其中方案1丙酮 40％醋酸丁酯 30％二甲苯 30％方案2丙酮 60％醋酸丁酯 10％二甲苯 30％方案3丙酮 60％醋酸丁酯 30％二甲苯 10％所述浸石墨液操作包括如下工藝過程a.將微晶臘放入≤60℃的溶劑之中溶解；b.將超細(xì)石墨粉加入并攪拌均勻；c.將已鍍中間層20的觸頭體10置入；d.常壓下保持時(shí)間不少于10分鐘。
所述表面后處理操作包括如下工藝過程a.將已附有石墨涂鍍層30的觸頭體10進(jìn)行熱風(fēng)干燥或自然干燥；b.將石墨涂鍍層30表面修整平滑；c.在非接觸部位噴涂丙烯酸保護(hù)漆。
如圖1所示，用上述方法制造的自潤滑隔離開關(guān)觸頭，導(dǎo)電金屬的觸頭體10之上是中間層20，所述中間層20動(dòng)接觸部位之上是含石墨的涂鍍層30。
所述觸頭體10是銅及其合金為最佳；所述中間層20是銀及其合金為最佳，中間層20還可以選用錫及其合金；所述中間層20的厚度以10～20μm為最佳；所述含石墨的涂鍍層30的厚度最佳應(yīng)≥80μm。
本發(fā)明還有其他的實(shí)施方法，例如，如果所述觸頭體10金屬是鋁及其合金，中間層20是銀及其合金，鍍中間層20之前，就要先對(duì)觸頭體10金屬表面先進(jìn)行預(yù)鍍銀或浸鋅層，然后再在其上進(jìn)行后續(xù)的工藝操作。
本發(fā)明的工藝過程和產(chǎn)品遵循如下標(biāo)準(zhǔn)GBn67-83貴金屬及其合金線材GB/T3814-1999 輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的外觀質(zhì)量測GB/T3835-1999 輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的厚度測試方法β射線反向散射法GB/T6462-86 金屬和氧化物覆蓋層橫斷面厚度顯微鏡測量方法GB9793-88 熱噴涂鋅及鋅合金涂層GB9794-88 熱噴涂鋅及鋅合金涂層試驗(yàn)方法中間層20鍍銀涂層的外觀與檢驗(yàn)在白晝自然光和光源光線強(qiáng)度大于300勒克司的條件下目測檢查呈灰白色，界線整齊，表面平整、均勻、光滑，無漏涂、無毛刺，局部無脫落，無明顯沉積物凸起，無嚴(yán)重磕、傷劃傷痕跡；使用粗糙度測試儀測得涂層表面粗糙度Ra≤20μm。
厚度測量方法鍍銀觸頭工作表面涂層的平均厚度不小于80μm，最小厚度不小于50μm。
電解法使用電解式測厚儀，在抽樣產(chǎn)品涂層表面上直接測得。
β射線反應(yīng)散射法按照GB/T3835-1999《輕工產(chǎn)品金屬鍍層和化學(xué)處理層的厚度測試方法β射線反向散射法》進(jìn)行試驗(yàn)檢測。
金相法按照GB/T6462-1986《金屬和金屬覆蓋層橫斷面厚度顯微鏡測量方法》進(jìn)行試驗(yàn)檢測。此方法可作為厚度測量仲裁。
結(jié)合強(qiáng)度的檢驗(yàn)涂層與基體的結(jié)合性能按GB9794-88中第5章結(jié)合性能試驗(yàn)方法實(shí)施。
用劃格試驗(yàn)法時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束后，方格內(nèi)的涂層不得與基體脫落。
采用試樣作拉力試驗(yàn)時(shí)，至少要作5個(gè)試樣，試驗(yàn)后，任一試樣的結(jié)合強(qiáng)度值不小于5.9N/mm2(0.6kgf/mm2)。
硬度的檢驗(yàn)按照GB/T5270-1986《輕工產(chǎn)品金屬鍍層的硬度測試方法-顯微硬度法》進(jìn)行試驗(yàn)檢測。涂層的顯微硬度應(yīng)大于HV150以上。
機(jī)械壽命和主回路電阻的檢驗(yàn)應(yīng)用在GW系列產(chǎn)品上的觸頭，以GW4G-126/1250型隔離開關(guān)自立式觸頭為例，涂層的摩擦磨損機(jī)械壽命不小于10000次，主回路電阻值應(yīng)滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。
實(shí)施例將戶外隔離開關(guān)的銅觸頭鍍銀后，進(jìn)行熱噴鍍硬銀合金再浸石墨液進(jìn)行處理，形成銀石墨復(fù)合層。它具有較低的摩擦系數(shù)和良好的導(dǎo)電性能。目前已在GW4G-126/630、GW4G-1250、GW4G-2000、GW5G-126/630、GW5G-1250；GW5G-2000型戶外高壓交流隔離開關(guān)上進(jìn)行應(yīng)用。由河南省高壓電器研究所在GW4G-126/1250型戶外高壓交流隔離開關(guān)上進(jìn)行檢測試驗(yàn)如下檢驗(yàn)依據(jù)一、QTQ.520.010 GW4G-126/1250型戶外高壓交流隔離開關(guān)技術(shù)條件；二、QTQ.192.010 GW4G-126/1250型戶外高壓交流隔離開關(guān)試制鑒定大綱。
表1隔離開關(guān)自潤滑鍍銀觸頭10000次分合閘操作中回路電阻的檢驗(yàn)記錄
附表1
表2溫升試驗(yàn)
實(shí)踐證明，采用本發(fā)明技術(shù)處理加工的隔離開關(guān)觸頭接觸良好，開合可靠，耐磨損壽命可達(dá)10000次以上，無須維護(hù)，目前已在國內(nèi)最大的高壓隔離開關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的戶外高壓交流隔離開關(guān)產(chǎn)品上得到應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用良好。型號(hào)有GW4G-126/630、GW4G-1250、GW4G-2000、GW5G-126/630、GW5G-1250；GW5G-2000。本發(fā)明大大提高了隔離開關(guān)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求
1.一種自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，基于導(dǎo)電金屬的觸頭體(10)，其特征在于，所述方法包括步驟a.對(duì)觸頭體(10)的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理；b.在經(jīng)預(yù)處理的觸頭體(10)金屬表面動(dòng)接觸部位之上涂鍍含石墨的涂鍍層(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于所述觸頭體(10)金屬是銅，步驟a所述對(duì)觸頭體(10)的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體(10)全金屬表面之上生成一電阻系數(shù)低，抗氧化的中間層(20)，中間層(20)是銀及其合金，鍍中間層(20)采用常規(guī)氰化鍍銀工藝，隨后的步驟包括a.在中間層(20)表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的中間層(20)表面的動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于所述觸頭體(10)金屬是銅的合金，步驟a所述對(duì)觸頭體(10)的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體(10)金屬表面進(jìn)行機(jī)械修整，隨后的步驟包括a.在觸頭體(10)金屬表面的動(dòng)接觸部位用10～14#棕剛玉噴沙處理，或用電火花進(jìn)行拉毛處理；b.在處理后的觸頭體(10)金屬表面動(dòng)接觸部位用中速火焰噴槍噴鍍≥80μm厚度的銀或銀合金；c.浸石墨液；d.表面后處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于所述觸頭體(10)金屬是銅，步驟a所述對(duì)觸頭體(10)的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理是指在觸頭體(10)全金屬表面之上生成一電阻系數(shù)低，抗氧化的中間層(20)，中間層(20)是銀及其合金，鍍中間層(20)及隨后的步驟包括a.在觸頭體(10)全金屬表面上采用常規(guī)氰化鍍銀工藝鍍中間層(20)；b.在中間層(20)的動(dòng)接觸部位之上用電鍍法鍍80μm厚的銀石墨合金涂鍍層(30)；借助設(shè)備包括帶循環(huán)攪拌的電鍍槽、直流脈沖電鍍電源；材料包括常規(guī)電鍍銀液、銀合金板及納米級(jí)石墨粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于所述石墨液主要包括超細(xì)石墨粉、微晶臘和溶劑，配方的重量配比為超細(xì)石墨粉10～30％微晶臘10～30％溶劑 40～80％
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于所述溶劑包括丙酮、醋酸丁酯和二甲苯，配方的重量配比為丙酮 40～60％醋酸丁酯 10～30％二甲苯20～40％
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于步驟c所述浸石墨液操作包括如下工藝過程a.將微晶臘放入≤60℃的溶劑之中溶解；b.將超細(xì)石墨粉加入并攪拌均勻；c.將已鍍中間層(20)的觸頭體(10)置入；d.常壓下保持時(shí)間不少于10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，其特征在于步驟d所述表面后處理操作包括如下工藝過程a.將已附有石墨涂鍍層(30)的觸頭體(10)進(jìn)行熱風(fēng)干燥或自然干燥；b.將石墨涂鍍層(30)表面修整平滑。
9.一種自潤滑隔離開關(guān)觸頭，包括導(dǎo)電金屬的觸頭體(10)，其特征在于導(dǎo)電金屬的觸頭體(10)之上是中間層(20)，所述中間層(20)動(dòng)接觸部位之上是含石墨的涂鍍層(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自潤滑隔離開關(guān)觸頭，其特征在于所述觸頭體(10)是銅及其合金；所述中間層(20)是銀及其合金，或是錫及其合金；所述中間層(20)的厚度10～20μm；所述含石墨的涂鍍層(30)的厚度≥80μm。
全文摘要
一種自潤滑隔離開關(guān)觸頭表面涂鍍方法，基于導(dǎo)電金屬的觸頭體(10)，所述方法包括步驟a.對(duì)觸頭體(10)的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理；b.在經(jīng)預(yù)處理的觸頭體(10)金屬表面動(dòng)接觸部位之上涂鍍含石墨的涂鍍層(30)，采用本發(fā)明技術(shù)處理加工的隔離開關(guān)觸頭接觸良好，開合可靠，耐磨損壽命可達(dá)10000次以上，無須維護(hù)，本發(fā)明大大提高了隔離開關(guān)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)H01H1/06GK1588596SQ200410051289
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者許曉歡 申請人:許曉歡