一种继电器电触头及其制备方法

技术领域

本发明属于继电器触头制备技术领域，尤其涉及一种继电器电触头及其制备方法。

背景技术

电触头是继电器的重要组成部分，电触头包含动触头和静触头，在电磁力作用下，继电器通过动静触头接触或分离实现电路的导通和分断功能。继电器电触头承载规定的工作电流或在一定的时间内承载过载电流的功能。继电器的可靠性取决于电触头的工作性能和质量，同时电触头也是继电器最容易出故障的部分，继电器电触头一旦不能按规定接通和分断，将对信号系统带来极大的危害，并引起极为严重的后果。由此可见，继电器电触头接触的可靠性直接影响到信号系统的可靠性和安全性。

目前市场要求电触头材料在规定的负载条件下不发生熔焊，机械磨损及耐电磨损性能优越，在分断过程中产生的金属飞溅不宜过多，燃弧时间不宜太长，继电器触头长时间不动作条件下，接触电阻低而稳定，继电器触头动作频繁的条件下，电触头抗电烧损和机械磨损能力要强，然而市面上常见的触头材料无法同时满足这些，如银氧化镉触头，接触电阻不稳定而且不环保，银氧化锡触头，抗电弧能力弱，容易被氧化，银石墨触头，触头致密度不均匀而且接触电阻不稳定。

同时市场上部分继电器非密封结构，存放周期过长，电触头容易氧化发乌从而形成膜电阻，导致导电性能下降，使用寿命低，同时维护成本变高。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种继电器电触头及其制备方法，将纳米银粉、SnO

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种继电器电触头，包括由内至外依次设有电触头基体、电触头中间层、电触头电接触层、保护层，所述电触头基体的成分按质量百分含量计：纳米银3%~5%，SnO

进一步地，所述电触头基体的成分中，纳米银的平均粒度为20nm~50nm，SnO

进一步地，所述电触头中间层的成分中，Ni粉的平均粒度为5μm~20μm，Ag粉的平均粒度为10μm~50μm。

进一步地，所述电触头电接触层的成分中，纳米Pd粉的平均粒度为30nm~100nm，Ag粉的平均粒度为10μm~50μm。

进一步地，所述保护层，金银层厚度为0.5μm。

进一步地，所述保护层采用磁控溅射方法喷金银合金。

所述的继电器电触头的制备方法，包括如下步骤：

S01、电触头基体制备，将纳米银、SnO

S02、电触头中间层制备，将Ni粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌，密封放置，将放置后的混合材料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制料块；

S03、电触头电接触层制备，按重量比将Pd粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌，密封放置，将坯料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块；

S04、将电触头基体、电触头中间层和电触头电接触层依序排好，放入含有一定量氢气的封闭腔体中进行高温烧结，烧结温度为940℃~960℃，烧结后在腔体内按所需形状进行轧制、拉丝、轧制处理，切割，超声波进行清洗，对表面进行PVD喷金银合金，再进行超声波进行清洗。

进一步地，所述步骤S01中，将纳米银、SnO

进一步地，所述步骤S02中，Ni粉和Ag粉的搅拌时间为4h，密封放置1h，热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度750℃。

进一步地，所述步骤S03中，Pd粉和Ag粉的搅拌时间为4h，密封放置1h，热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度650℃。

本发明的有益效果是：本发明利用纳米银的低熔点性，可以将Ni与Ag更好地接触，改善Ag和Ni的结合性，增加SnO

附图说明

图1为本发明的继电器电触头结构示意图；

图2为本发明继电器电触头制备方法的示意图。

图中：1为电触头基体、2为电触头中间层、3为电触头电接触层、4为保护层。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

一种继电器电触头，包括由内至外依次设有电触头基体1、电触头中间层2、电触头电接触层3、保护层4，所述电触头基体1的成分按质量百分含量计：纳米银3%~5%，SnO

本发明还提供了一种继电器电触头的制备方法，包括如下步骤：

S01、电触头基体制备，将纳米银、SnO

S02、电触头中间层制备，将Ni粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，然后密封放置1h，将放置后的Ni粉放入等静压设备中进行热等静压成型，压制料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度750℃。本发明电触头中间层采用Ni金属，一是提高触头硬度，二是减缓金属间的迁移，提升触头的稳定性。

S03、电触头电接触层制备，按重量比将Pd粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，密封放置1h，将坯料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度650℃。4. 本发明电触头电接触层采用银钯合金，提高触头电接触层的耐腐蚀性，抗氧化性强，易于成型。

S04、将基体、中间层和电接触层依序排好，放入含有一定量氢气的封闭腔体中进行高温烧结，烧结温度为940℃~960℃，烧结后在腔体内按所需形状进行轧制、拉丝、轧制处理，按所需尺寸进行切割，超声波进行清洗，对表面进行PVD喷金银合金，Au含量91%，Ag含量9%，金银层厚度为0.5μm，再进行超声波进行清洗，去除表面杂质。2. 本发明采用PVD喷金银合金对触头进行防护，防护层厚度均匀，金银合金的耐磨性优于单一金属。

实施例1

一种继电器电触头材料及其制备方法，包括如下步骤：

基体按照材料的成分配比，质量百分含量为3%的纳米银、10%的SnO

将纳米银、SnO

中间层按照材料的成分配比，质量百分含量为95%的Ni、5%的Ag，Ni的平均粒度为5μm，Ag的平均粒度为10μm。

将Ni粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，然后密封放置1h，将放置后的混合粉放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度750℃。

电接触层按照材料的成分配比，质量百分含量为85%的纳米Pd、15%的Ag，纳米Pd的平均粒度为30nm，Ag粉的平均粒度为10μm。将纳米Pd粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，密封放置1h，将坯料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度650℃。

在氢气氛围下，将基体、中间层和电接触层已压制的料块依序排好，温度950℃下，加热1.5h，然后轧制、拉丝、轧制成型，按所需尺寸切割，超声波清洗，清洗后表面PVD喷金银合金，最后再超声波清洗，获得电触头。

将本实施例得到的电触头材料进行性能测试，得到结果如表1所示。

表1 实施例1电触头材料的性能测试结果

实施例2

一种继电器电触头材料及其制备方法，包括如下步骤：

基体按照电触头材料的成分配比，质量百分含量为4%的纳米银、15%的SnO

将纳米银、SnO

中间层按照材料的成分配比，质量百分含量为95%的Ni、5%的Ag，Ni的平均粒度为5μm，Ag的平均粒度为10μm。

将Ni粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，然后密封放置1h，将放置后的混合粉放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度750℃。

电接触层按照材料的成分配比，质量百分含量为85%的纳米Pd、15%的Ag，纳米Pd的平均粒度为30nm，Ag粉的平均粒度为10μm。将纳米Pd粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，密封放置1h，将坯料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度650℃。

在氢气氛围下，将基体、中间层和电接触层已压制的料块依序排好，温度950℃下，加热1.5h，然后轧制、拉丝、轧制成型，按所需尺寸切割，超声波清洗，清洗后表面PVD喷金银合金，最后再超声波清洗，获得电触头。

将本实施例得到的电触头材料进行性能测试，得到结果如表2所示。

表2 实施例2电触头材料的性能测试结果

实施例3

一种继电器电触头材料及其制备方法，包括如下步骤：

基体按照电触头材料的成分配比，质量百分含量为5%的纳米银、20%的SnO

将纳米银、SnO

中间层按照材料的成分配比，质量百分含量为95%的Ni、5%的Ag，Ni的平均粒度为5μm，Ag的平均粒度为10μm。

将Ni粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，然后密封放置1h，将放置后的混合粉放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度750℃。

电接触层按照材料的成分配比，质量百分含量为85%的纳米Pd、15%的Ag，纳米Pd的平均粒度为30nm，Ag粉的平均粒度为10μm。将纳米Pd粉和Ag粉放入含有磨球的装置中进行机械搅拌4h，密封放置1h，将坯料放入等静压设备中进行热等静压成型，压制成料块。热等静压成型参数为：压力150MPa，保压10min，温度650℃。

在氢气氛围下，将基体、中间层和电接触层已压制的料块依序排好，温度950℃下，加热1.5h，然后轧制、拉丝、轧制成型，按所需尺寸切割，超声波清洗，清洗后表面PVD喷金银合金，最后再超声波清洗，获得电触头。

将本实施例得到的电触头材料进行性能测试，得到结果如表3所示。

表3 实施例3电触头材料的性能测试结果

由实施例1、实施例2、实施例3比较可知，本发明提供的电触头材料电阻率3.64μΩ·cm、硬度90.4HV，电触头材料在DC 24V 1A负载条件下动作1000次时燃弧能量达到1.6mJ，接触电阻7.8mΩ。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员对上述实施例进行改动、修改、替换和变型均属于本发明的范围内。