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一種耐高溫繼電器及生產(chǎn)方法與流程

文檔序號:11262648閱讀:512來源:國知局
一種耐高溫繼電器及生產(chǎn)方法與流程

本發(fā)明主要涉及直流繼電器,具體而言,涉及繼電器內(nèi)采用陶瓷罩的靜組件。



背景技術(shù):

直流繼電器,主要運(yùn)用于新能源汽車、光伏/風(fēng)能發(fā)電等為代表的直流電輸入輸出領(lǐng)域中。在新能源汽車領(lǐng)域,用戶使用過程中即便遇到異常工況(導(dǎo)致回路產(chǎn)生大電流)也要盡量避免繼電器觸點(diǎn)粘接,所以對產(chǎn)品的抗粘能力提出更高的要求。而傳統(tǒng)直流繼電器的引出端材料多為鐵銅合金,鐵銅合金材料的抗熔焊性較差,當(dāng)電路系統(tǒng)出現(xiàn)大電流時(shí),容易造成觸頭粘接,導(dǎo)致系統(tǒng)異常,甚至影響乘客人身安全。

以采用陶瓷釬焊密封的繼電器為例,由于陶瓷釬焊工藝的特殊性,引出端材料需要選擇鐵銅合金材料。鐵銅合金材料經(jīng)過高溫釬焊后,其可輸出扭矩大大減?。从捕却蠓认陆担┒鴮?dǎo)致螺紋滑牙或鎖不緊,繼而使負(fù)載連接銅排松動(dòng),造成連接處產(chǎn)生高溫,尤其使用在新能源汽車上,甚至有燒車的風(fēng)險(xiǎn)(該問題在現(xiàn)有新能源汽車上時(shí)有發(fā)生)。

因此解決上述問題,就亟需開發(fā)出一種在高溫狀態(tài)下同時(shí)具有高抗粘性及硬度的材料。為此本申請人對多種合金材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,發(fā)現(xiàn)抗粘性銅合金在經(jīng)過高溫后硬度幾乎不變,可以保證高溫前后扭矩一致,然而抗粘性銅合金直接釬焊在陶瓷罩上的密封性能卻不達(dá)標(biāo)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫繼電器及直流繼電器,使上述的問題得到有效改善。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:

基于上述目的,本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種耐高溫繼電器,所述繼電器設(shè)有陶瓷罩及靜觸點(diǎn)引出端,所述陶瓷罩固設(shè)一過渡引出端;所述靜觸點(diǎn)引出端固接于過渡引出端,過渡引出端與陶瓷罩連接處的空氣漏率不得超過1*10^-3pa.cm^3/s。

所述過渡引出端采用無氧銅或者可以和陶瓷罩釬焊密封的銅合金制成;所述靜觸點(diǎn)引出端采用抗粘性銅合金制成。

進(jìn)一步的,所述靜觸點(diǎn)引出端采用彌散銅制成。

進(jìn)一步的,所述過渡引出端采用釬焊溫度下膨脹系數(shù)與陶瓷罩一致的無氧銅或鐵含量為3%或以下的鐵銅合金制成。

所述靜觸點(diǎn)引出端與陶瓷罩之間設(shè)安全空間,使得靜觸點(diǎn)引出端與陶瓷罩在受熱膨脹過程,避免靜觸點(diǎn)引出端與陶瓷罩相互作用而導(dǎo)致陶瓷罩受損。

所述過渡引出端在其安裝面的垂直方向上設(shè)有通孔;所述靜觸點(diǎn)引出端上的一端與通孔相匹配,靜觸點(diǎn)引出端伸入通孔內(nèi)且周向連續(xù)接觸于通孔內(nèi)壁。

所述陶瓷罩罩頂設(shè)有一個(gè)或多個(gè)靜觸點(diǎn)引出端的安裝孔,所述過渡引出端通孔的周向邊沿固設(shè)于陶瓷罩罩頂設(shè)有安裝孔的位置上,所述靜觸點(diǎn)引出端另一端伸入陶瓷罩的安裝孔內(nèi)。

所述過渡引出端通孔內(nèi)壁沿周向設(shè)一級或多級臺階,相應(yīng)的,所述靜觸點(diǎn)引出端伸入通孔的一端外壁上設(shè)有至少一級與通孔臺階相匹配的反臺階;所述反臺階面與臺階面相頂靠。

所述靜觸點(diǎn)引出端另一端伸入陶瓷罩的安裝孔內(nèi);靜觸點(diǎn)引出端與陶瓷罩之間設(shè)置一定的間隙;靜觸點(diǎn)引出端伸入陶瓷罩內(nèi)的一端開設(shè)有連接孔;連接孔內(nèi)設(shè)有組合螺釘,所述靜觸點(diǎn)引出端通過組合螺釘外接負(fù)載銅排。

它包括以下步驟:

1)采用機(jī)加工或粉末冶金通過模具壓制靜觸點(diǎn)引出端;

2)采用機(jī)加工或粉末冶金通過模具壓制過渡引出端;

3)將靜觸點(diǎn)引出端裝配在過渡引出端上,并在過渡引出端和靜觸點(diǎn)引出端的軸向接觸面上添放釬焊料;

4)將過渡引出端與陶瓷罩的接觸面上添放釬焊料;

5)在陶瓷罩的罩口安裝一框片,使陶瓷罩罩內(nèi)形成一個(gè)封閉空間;并在陶瓷罩與框片的接觸面上添放釬焊料;

6)將靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端、陶瓷罩和框片作為一個(gè)整體,并使所述整體進(jìn)入高溫爐釬焊,直至釬料完全覆蓋靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端對應(yīng)的接觸面,并使靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端的連接處滿足氣密性要求,繼而使整體形成—靜組件。

所述的生產(chǎn)方法,至少具備以下一個(gè)特征:

1)所述釬料為銀銅焊料片;

2)所述靜觸點(diǎn)引出端與過渡引出端通過緊配壓入方式裝配而成;或通過螺紋連接裝配而成。

上述技術(shù)方案的有益之處在于:

本發(fā)明提供的一種耐高溫繼電器,靜觸點(diǎn)引出端作為靜觸點(diǎn),采用抗粘性銅合金這樣的材料制成,可以提升產(chǎn)品抗粘接能力,而抗粘性銅合金材料在經(jīng)過高溫后硬度幾乎不變,可以保證高溫前后扭矩一致。過渡引出端則采用鐵銅合金材料制成,可以保證其與陶瓷罩的焊接合格率。采用本方案,既可以保證陶瓷釬焊密封問題,又可以保證靜觸點(diǎn)引出端經(jīng)過高溫釬焊后與外接部件配合的氣密性和穩(wěn)定性,繼而提高繼電器的使用安全性,并且延長其使用壽命。

下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1觸點(diǎn)組件的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1過渡引出端的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1靜觸點(diǎn)引出端的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1陶瓷罩組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示的一種耐高溫繼電器,它包括磁路系統(tǒng)(圖上未示出)、接觸系統(tǒng);所述接觸系統(tǒng)包括陶瓷罩組件1、觸點(diǎn)組件2;所述陶瓷罩組件1包框片10及陶瓷罩11;所述觸點(diǎn)組件2包括動(dòng)觸點(diǎn)部分、靜觸點(diǎn)部分21,靜觸點(diǎn)部分21包括靜觸點(diǎn)引出端210和過渡引出端211。

所述磁路系統(tǒng)可將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)推動(dòng)部分運(yùn)動(dòng),使接觸系統(tǒng)中的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)引出端210接觸或分離,從而達(dá)到開或關(guān)的作用。

所述過渡引出端211在其安裝面的垂直方向上設(shè)有通孔2110;所述靜觸點(diǎn)引出端210上的一端與通孔2110相匹配,靜觸點(diǎn)引出端210伸入通孔2110內(nèi)且周向連續(xù)接觸于通孔2110內(nèi)壁。

所述陶瓷罩11罩頂設(shè)有2個(gè)靜觸點(diǎn)引出端210的安裝孔110,所述過渡引出端通孔2110的周向邊沿焊接于陶瓷罩11罩頂設(shè)有安裝孔110的位置上,使得過渡引出端211與陶瓷罩11連接處的空氣漏率不得超過1*10^-3pa.cm^3/s。

所述過渡引出端211通孔內(nèi)壁沿周向設(shè)2級臺階2111,相應(yīng)的,所述靜觸點(diǎn)引出端210伸入通孔2110的一端外壁上設(shè)有2級與通孔臺階2111相匹配的反臺階2100;所述反臺階面2100與臺階面2111相之間設(shè)有銀銅焊片2101,并通過銀銅焊片2101使過渡引出端211與靜觸點(diǎn)引出端210釬焊在一起,過渡引出端210與陶瓷罩11連接處的空氣漏率不得超過1*10^-3pa.cm^3/s。

所述靜觸點(diǎn)引出端210另一端伸入陶瓷罩的安裝孔110內(nèi);靜觸點(diǎn)引出端210與陶瓷罩11之間設(shè)置一定的間隙;靜觸點(diǎn)引出端210伸入陶瓷罩11內(nèi)的一端開設(shè)有連接孔2102,連接孔2102為螺紋孔;連接孔2102內(nèi)設(shè)有帶螺紋的組合螺釘3,所述靜觸點(diǎn)引出端210通過組合螺釘3外接負(fù)載銅排。

本實(shí)施例中所述過渡引出端211采用鐵銅合金制成;所述靜觸點(diǎn)引出端210采用抗粘性銅合金制成;如:所述靜觸點(diǎn)引出端采用彌散銅制成,所述過渡引出端采用無氧銅制成。

本實(shí)施例中所述靜觸點(diǎn)引出端210與陶瓷罩11之間設(shè)安全空間,使得靜觸點(diǎn)引出端210與陶瓷罩11其中之一或全部在受熱膨脹過程,避免靜觸點(diǎn)引出端210與陶瓷罩11相互作用而導(dǎo)致陶瓷罩受損。

需要說明的是,鐵銅合金和抗粘性銅合金都屬于現(xiàn)有技術(shù)材料,其中鐵銅合金可以與陶瓷一體焊接形成具有優(yōu)良的氣密性結(jié)構(gòu);而抗粘性銅合金是一種優(yōu)異的高強(qiáng)、高導(dǎo)材料,具有高硬度及高軟化溫度等特性,即隨著溫度升高,硬度下降幅度小。

首先,抗粘性銅合金在作為靜觸點(diǎn)引出端,經(jīng)過高溫焊接后硬度幾乎不發(fā)生改變,而負(fù)載銅排通過組合螺釘固設(shè)于靜觸點(diǎn)引出端內(nèi),可以保證高溫狀態(tài)或者負(fù)載銅排在承受外力作用下靜觸點(diǎn)引出端與螺栓的接觸的螺紋段不會(huì)發(fā)生不可逆形變,因此可確保負(fù)載銅排與靜觸點(diǎn)引出端連接的穩(wěn)定性,繼而避免因?yàn)榘l(fā)生松脫而導(dǎo)致的各種不良后果。

其次,采用鐵銅合金材料制成的過渡引出端211,與陶瓷罩11的焊接,可以很好的保證陶瓷罩11與引出端連接氣密性。

另外,不像靜觸點(diǎn)引出端與負(fù)載銅排之間具有緊配合或間接緊配合,即靜觸點(diǎn)引出端與負(fù)載銅排在兩者的接觸部位均發(fā)生了可逆形變,使得靜觸點(diǎn)引出端與螺栓均具有恢復(fù)的趨勢;靜觸點(diǎn)引出端與過渡引出端之間不存在彈性勢能,當(dāng)過渡引出端在高溫狀態(tài)下硬度降低時(shí),靜觸點(diǎn)引出端不會(huì)對過渡引出端的接觸面上實(shí)施垂直方向的作用力而導(dǎo)致兩者配合的緊密度降低,繼而避免氣密性降低。

在本實(shí)施例中,連接孔2102還可以為螺紋孔以外的結(jié)構(gòu)形式,如:與螺栓之間為緊配合。銅牌通過負(fù)載連接螺桿3連接于外接的負(fù)載設(shè)備。

靜觸點(diǎn)引出端210和過渡引出端211之間相互緊配,緊配的位置可以是一處也可以是多處,當(dāng)緊配位置設(shè)置多處時(shí),靜觸點(diǎn)引出端210和過渡引出端211之間設(shè)置成階梯形,通過增加兩者之間的連接表面面積增強(qiáng)靜觸點(diǎn)引出端210和過渡引出端211之間的連接穩(wěn)定性。

當(dāng)然靜觸點(diǎn)引出端210和過渡引出端211之間的連接除了緊配方式之外,還可以是通過螺紋連接,具體而言,螺紋連接的方式是在過渡引出端211開設(shè)螺紋孔,在靜觸點(diǎn)引出端211的外表面設(shè)置與該螺紋孔相匹配的外螺紋,靜觸點(diǎn)引出端210與過渡引出端211通過螺紋連接。

本實(shí)施例中所述彌散銅國際名稱為dispersionstrengthenedalloy。

本說明書中相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不再對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

實(shí)施例2

一種耐高溫繼電器的生產(chǎn)方法,它包括以下步驟:

1)采用機(jī)加工或粉末冶金通過模具壓制靜觸點(diǎn)引出端;

2)采用機(jī)加工或粉末冶金通過模具壓制過渡引出端;

3)將靜觸點(diǎn)引出端裝配在過渡引出端上,并在過渡引出端和靜觸點(diǎn)引出端的軸向接觸面上添放釬料;

4)將過渡引出端焊接于陶瓷罩罩上;

5)在陶瓷罩的罩口安裝一框片,使陶瓷罩罩內(nèi)形成一個(gè)封閉空間;

6)將靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端、陶瓷罩和框片作為一個(gè)整體,并使所述整體進(jìn)入高溫爐釬焊,直至釬料完全覆蓋靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端對應(yīng)的接觸面,并使靜觸點(diǎn)引出端、過渡引出端的連接處滿足氣密性要求,繼而使整體形成—靜組件。

本實(shí)施例還至少采用以下一個(gè)優(yōu)化方案:

1)所述釬料為銀銅焊料片;

2)所述靜觸點(diǎn)引出端與過渡引出端通過緊配壓入方式裝配而成;或通過螺紋連接裝配而成;

3)步驟6)所述整體中,對于存在彈性勢能的部件采用無氧銅材料,對于有抗粘性要求的部件采用彌散銅材料;

4)保證過渡引出端與陶瓷罩接觸面的平面度,有利于保證焊接的氣密性;

5)在靜觸點(diǎn)引出端朝陶瓷罩的一端設(shè)有組合螺釘,并通過組合螺釘將銅排固定于靜觸點(diǎn)引出端上。

需要說明的是,這里的釬焊是采用比鐵銅合金熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn),低于過渡引出端211熔化溫度,利用液態(tài)釬料潤濕鐵銅合金,填充接頭間隙并與鐵銅合金相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件。釬焊的方式變形小,接頭光滑美觀,非常適合于繼電器這樣的小型電子元件。

當(dāng)然,陶瓷罩11和過渡引出端211之間的焊接也可以采用其他的方式。這里不做贅述。

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