一种铜铝导电块的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铜铝导电块的生产工艺，包括：步骤一：将铜块裁切呈需要的大小；步骤二：将裁切完成的铜块的外表面镀上银层；步骤三：在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂；步骤四：将上述涂抹好助焊剂的铜块固定在模具上，之后通入熔融铝水。一方面加强了金属间的结合，另一方面，减少浇注过程中气泡的产生，保证导电效果。在镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂。
【专利说明】
一种铜铝导电块的生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及电气领域，更具体地说，它涉及一种铜铝导电块的生产工艺。
【背景技术】
[0002]导电过程中，众所周知，电阻率越低的物质导电效果越好。但是，往往店主了被低的物质，价格往往较高。目前，较为理想的导电材料为银，但是成本过高，因此人们选择了铜，但是随着社会的进步，对于成本控制的要求越来越高，铜铝结合的导电体就出现了。
[0003]目前，申请号为CN201410579220.4的中国专利，一种铜铝导电排对接或对接加叠接的焊接方法，将同样截面尺寸的铜排(12)和铝排(11)的端面同轴对齐，横向放置，在左右两侧各垫一块与铜排(12)、铝排(11)厚度一致、边角形状相配合的过渡块(2)，过渡块(2)靠紧铜排(12)和铝排(11)，过渡块(2)与铜排(12)和铝排(11)之间的间隙控制0.5mm以内，然后定位压紧，在焊接平台的起焊位置和收焊位置各设置一块过焊排(3)，构成焊接工件;实现了两种金属过渡的金相合金化，解决了铜材与铝材因材质熔点、密度差异大而不易焊接的难点，使对接和对接加叠接焊接的铜、铝排焊接过渡处不低于电工用铝排的导电率。在焊接工件中设置焊接过渡块，便于批量加工，以及加工好的铜铝排进行分离，提高工作效率。
[0004]在理论上能够达到较好的导电效果，但是铜和铝的结合，一般是采用焊接或者直接将熔融的铝浇注在铜上，但是浇注形成的导电体导电效果一般不怎么好，其中原因主要是在浇注过程中铜和铝之间的结合不够好，往往中间会有气泡，从而影响了最终的导电性會K。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本实发明的目的在于提供一种能够起到较好导电效果的铜铝导体的生产方法。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种铜铝导电块的生产工艺，包括:
步骤一:将铜块裁切呈需要的大小；
步骤二:在铜块上均匀开设上若干通孔；
步骤三:在铜块的侧边连接上限位块；
步骤四:将铜块固定在模具上，以限位块为限位标准，通入熔融铝水。
[0007]本方案进一步设置为:在步骤四之前在铜块表面镀上银层，再镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂。
[0008]本方案进一步设置为:所述助焊剂，包括下列重量份组成:
氟铝酸钾:10份；
Sn-Cu焊料:2?5份；
有机酸:10?25份；
有机酸系非离子表面活性剂:8?10份； 溶剂:1?20份；
成膜剂:5?15份；
三乙醇胺:I?5份。
[0009]其中所述有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种为氨基磺酸；
所述成膜剂为聚乙二醇；
所述溶剂为乙二醇；
所述Sn- Cu焊料中Sn: Cu为1:1?2。
[0010]本方案进一步设置为:所述通孔的孔内直径呈不规则变化，通孔的开口直径设置在 0.8cm_2cm 之间。
[0011]本方案进一步设置为:所述通孔的开口处皆设置有引流结构，所述引流结构为设置于开口的弧形倒角。
[0012]本方案进一步设置为:所述通孔的孔内壁和导电块本体的外表面皆呈磨砂结构设置。
[0013]本方案进一步设置为:所述限位块为矩形结构，且一体成型于导电块侧边
在本发明中，只需先将金属铝熔化，再将铜块置入铝水中，由此熔融状态下的铝水就会自动流入铜块上的通孔内，并从通孔的另一头流出，换而言之，铝水会从铜块的外部至内部完全将其包裹，待其铝水完全冷却凝固成型后，铝水就会于铜块实现结合，并借由通孔的结构于导电块实现完全的紧密结合。
[0014]此外所述的铝水形成的保护层如果过薄的话，在使用过程中很可能受到磨损而使得铜块暴露出来，也就无法达到本发明所要达到的技术效果，而如果所述的铝水形成的保护层设置的过厚的话，则大大增加了加工的成本，由此本发明中设置了限位块，以限位块为衡量标准，使得铝水覆盖高度与限位块水平即可，借此进一步优化本发明的技术效果。
[0015]在本发明中，先在铜块表面镀上一侧银，一方面银的导电效果比同好，在铝浇注后，能够减少铜铝直接接触，减少中间的电阻率，从而能够提高铜铝刀体最终的导电效果，降低电阻率。
[0016]另外，本发明的关键在于浇注过程中在铜块表面涂上助焊剂，助焊剂一般用于焊接，但是在浇注过从中也能起到较好的效果，提高了铜、银、铝三种金属的结合，一方面提高了三者之间的分子间作用力，从微观领域提高了铜铝导体的导电效果，同时另一方面，助焊剂中往往具有一定的消泡作用，能够减少由于熔融过程中产生的气泡。
[0017]进一步优选助焊剂，包括下列重量份组成:
氟铝酸钾:10份；
Sn-Cu焊料:2?5份；
有机酸:10?25份；
有机酸系非离子表面活性剂:8?10份；
溶剂:1?20份；
成膜剂:5?15份；
三乙醇胺:I?5份。
[0018]氟铝酸钾是焊助剂的主要成分，能够在熔融状态下，消除位于金属表面的氧化膜，能够使得浇注过程中，铜、银、铝在没有氧化膜的干扰下，能够起到更好的结合。
[0019]Sn-Cu焊料主要用于填补各种材料之间电阻率性能，同时在两者共晶化后能够使得铜和银以及银和铝的结合更好。
[0020]有机酸能够在高温下持续除去在金属表面产生的氧化膜，能够进一步保证了不同金属间的结合，同时因其较小的离子污染残留物和到高的表面抗绝缘性，被认为是最好的助焊剂。
[0021]有机酸系非离子表面活性剂的加入主要是为了能够消除熔融浇注过程中产生的气泡，而离子型的表面活性剂往往会对金属有进一步腐蚀作用，非离子型着不会有这样的问题，进一步保护了金属材料。同时有机酸系的表面活性剂，往往与有机酸的结构相近，两者相容性较好，能够充分分散，同时在部分表面活性剂发生分解后，依然能够作为有机酸对整个浇注过程起到去除氧化膜的效果。
[0022]溶剂则是为了能够将上述若干种原料进行混合充分。
[0023]成膜剂主要是为了使其在涂抹在铜表面时，能够形成一层膜，防止其流失。
[0024]三乙醇胺:主要用于调整其pH值。
[0025]进一步优选有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种。
[0026]上述两种有机酸系非离子表面活性剂具有较好的去泡效果。
[0027]进一步优选机酸为氨基磺酸。
[0028]氨基磺酸本身具有羧基，能够起到消除氧化膜的作用，同时也具有氨基，氨基同样能够起到去除金属氧化膜的效果。
[0029]进一步优选助焊剂还包括有重量份为的稳定剂。稳定剂为葡萄糖酸钙和硬脂酸锌的混合物。
[0030]上述两种稳定剂一方面能够起到对有机酸和表面活性剂的稳定效果，特别是对氨基磺酸，能够起到较好的稳定效果防止其受热分解。
[0031]进一步优选成膜剂为聚乙二醇。
[0032]进一步优选溶剂为乙二醇。
[0033]成膜剂和溶剂结构相似能够起到更好的分散效果。
[0034]进一步优选Sn- Cu焊料中Sn: Cu为1:1?2。
[0035]通过上述比例的，能够取得更好的导电效果。
【附图说明】
[0036]图1为本发明实施例中一种导电块结构不意图1;
图2为本发明实施例中一种导电块结构示意图2。
[0037]图中:1、铜块;2、限位块;3、通孔。
【具体实施方式】
[0038]在本技术方案中所述的通孔3均匀开设于所述铜块本体，其中为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种铜铝导电块的生产工艺，包括: 步骤一:将铜块I裁切呈需要的大小；
步骤二:在铜块I上均匀开设上若干通孔3;
步骤三:在铜块I的侧边连接上限位块2;
步骤四:将铜块I固定在模具上，以限位块2为限位标准，通入熔融铝水。
[0039]本方案进一步设置为:在步骤四之前在铜块I表面镀上银层，再镀上银层的铜块I上均匀涂抹助焊剂。
[0040]本方案进一步设置为:所述助焊剂，包括下列重量份组成:
氟铝酸钾:10份；
Sn-Cu焊料:2?5份；
有机酸:10?25份；
有机酸系非离子表面活性剂:8?10份；
溶剂:1?20份；
成膜剂:5?15份；
三乙醇胺:I?5份。
[0041]其中所述有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种为氨基磺酸；
所述成膜剂为聚乙二醇；
所述溶剂为乙二醇；
所述Sn- Cu焊料中Sn: Cu为1:1?2。
[0042]本方案进一步设置为:所述通孔3的孔内直径呈不规则变化，通孔3的开口直径设置在0.8cm_2cm之间。
[0043]在本发明中，只需先将金属铝熔化，再将铜块I置入铝水中，由此熔融状态下的铝水就会自动流入铜块I上的通孔3内，并从通孔3的另一头流出，换而言之，铝水会从铜块I的外部至内部完全将其包裹，待其铝水完全冷却凝固成型后，铝水就会于铜块I实现结合，并借由通孔3的结构于导电块实现完全的紧密结合。
[0044]此外所述的铝水形成的保护层如果过薄的话，在使用过程中很可能受到磨损而使得铜块I暴露出来，也就无法达到本发明所要达到的技术效果，而如果所述的铝水形成的保护层设置的过厚的话，则大大增加了加工的成本，由此本发明中设置了限位块2，以限位块2为衡量标准，使得铝水覆盖高度与限位块2水平即可，借此进一步优化本发明的技术效果。
[0045]在本发明中，先在铜块I表面镀上一侧银，一方面银的导电效果比同好，在铝浇注后，能够减少铜铝直接接触，减少中间的电阻率，从而能够提高铜铝刀体最终的导电效果，降低电阻率。
[0046]另外，本发明的关键在于浇注过程中在铜块I表面涂上助焊剂，助焊剂一般用于焊接，但是在浇注过从中也能起到较好的效果，提高了铜、银、铝三种金属的结合，一方面提高了三者之间的分子间作用力，从微观领域提高了铜铝导体的导电效果，同时另一方面，助焊剂中往往具有一定的消泡作用，能够减少由于熔融过程中产生的气泡。
[0047]进一步优选助焊剂，包括下列重量份组成:
氟铝酸钾:10份；
Sn-Cu焊料:2?5份； 有机酸:10?25份；
有机酸系非离子表面活性剂:8?10份；
溶剂:1?20份；
成膜剂:5?15份；
三乙醇胺:I?5份。
[0048]氟铝酸钾是焊助剂的主要成分，能够在熔融状态下，消除位于金属表面的氧化膜，能够使得浇注过程中，铜、银、铝在没有氧化膜的干扰下，能够起到更好的结合。
[0049]Sn-Cu焊料主要用于填补各种材料之间电阻率性能，同时在两者共晶化后能够使得铜和银以及银和铝的结合更好。
[0050]有机酸能够在高温下持续除去在金属表面产生的氧化膜，能够进一步保证了不同金属间的结合，同时因其较小的离子污染残留物和到高的表面抗绝缘性，被认为是最好的助焊剂。
[0051]有机酸系非离子表面活性剂的加入主要是为了能够消除熔融浇注过程中产生的气泡，而离子型的表面活性剂往往会对金属有进一步腐蚀作用，非离子型着不会有这样的问题，进一步保护了金属材料。同时有机酸系的表面活性剂，往往与有机酸的结构相近，两者相容性较好，能够充分分散，同时在部分表面活性剂发生分解后，依然能够作为有机酸对整个浇注过程起到去除氧化膜的效果。
[0052]溶剂则是为了能够将上述若干种原料进行混合充分。
[0053]成膜剂主要是为了使其在涂抹在铜表面时，能够形成一层膜，防止其流失。
[0054]三乙醇胺:主要用于调整其pH值。
[0055]进一步优选有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种。
[0056]上述两种有机酸系非离子表面活性剂具有较好的去泡效果。
[0057]进一步优选机酸为氨基磺酸。
[0058]氨基磺酸本身具有羧基，能够起到消除氧化膜的作用，同时也具有氨基，氨基同样能够起到去除金属氧化膜的效果。
[0059]进一步优选助焊剂还包括有重量份为的稳定剂。稳定剂为葡萄糖酸钙和硬脂酸锌的混合物。
[0060]上述两种稳定剂一方面能够起到对有机酸和表面活性剂的稳定效果，特别是对氨基磺酸，能够起到较好的稳定效果防止其受热分解。
[0061]进一步优选成膜剂为聚乙二醇。
[0062]进一步优选溶剂为乙二醇。
[0063]成膜剂和溶剂结构相似能够起到更好的分散效果。
[0064]进一步优选Sn- Cu焊料中Sn: Cu为1:1?2。
[0065]通过上述比例的，能够取得更好的导电效果。
[0066]为进一优化本技术方案，特将所述通孔3的孔内直径呈不规则变化，通孔3的开口直径设置在0.8cm-2cm之间，由于通孔3内直径是呈不规则变化的，由此结构进一步增大了金属铝水和通孔3的接触面积，借此进一步加强了其二者的连接强度，
而铝水是有一定的粘度的，因此如果所述的通孔3的直径过小，就可能无法很好的是的铜熔液流入，而所述的通孔3直径开设过大的话就大大降低了铜块I的结构强度，因此在本技术方案中特将所述的通孔3开口直径设置在0.8cm-2cm之间，在本技术方案中特优选1.5cm0
[0067]此外需要值得注意的一点是，铝水是有一定的液体粘度的，所以为保证铝水能顺利的灌入通孔3，特在所述通孔3的开口处皆设置上引流结构，可以对铝水起到一定的引流作用，方便其尽快的进入到通孔3内，进一步优化本技术方案的实现。
[0068]而为达到上述的技术目的，特将所述通孔3的开口呈倒角结构设置，倒角的开口结构扩大了通孔3开口处的直径，更有利于铝水的灌入，且弧形的结构也对铜熔液起到了一定的引流作用，上述的结构不仅很好的实现了本技术方案在前文所提出要达到的技术效果，且其结构简单，易于实际的加工操作
其中为进一步加强铝水在冷却凝固后和铜块I的连接强度，特将所述通孔3的孔内壁和铜块I外表面皆呈磨砂结构设置，磨砂的结构面大大增大了铝水和铜块I的连接面积，借此增强二者的连接强度。
[0069]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种铜铝导电块的生产工艺，包括: 步骤一:将铜块裁切呈需要的大小； 步骤二:在铜块上均匀开设上若干通孔； 步骤三:在铜块的侧边连接上限位块； 步骤四:将铜块固定在模具上，以限位块为限位标准，通入熔融铝水。2.根据权利要求1所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:在步骤四之前在铜块表面镀上银层，再镀上银层的铜块上均匀涂抹助焊剂。3.根据权利要求2所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:所述助焊剂，包括下列重量份组成: 氟铝酸钾:10份； Sn-Cu焊料:2?5份； 有机酸:10?25份； 有机酸系非离子表面活性剂:8?10份； 溶剂:10?20份； 成膜剂:5?15份； 三乙醇胺:I?5份。4.其中所述有机酸系非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯皂用脂肪酸中一种为氨基磺酸； 所述成膜剂为聚乙二醇； 所述溶剂为乙二醇； 所述Sn- Cu焊料中Sn: Cu为1:1?2。5.根据权利要求3所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:所述通孔的孔内直径呈不规则变化，通孔的开口直径设置在0.8cm-2cm之间。6.根据权利要求4所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:所述通孔的开口处皆设置有引流结构，所述引流结构为设置于开口的弧形倒角。7.根据权利要求5所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:所述通孔的孔内壁和导电块本体的外表面皆呈磨砂结构设置。8.根据权利要求7所述的一种铜铝导电块的生产工艺，其特征在于:所述限位块为矩形结构，且一体成型于导电块侧边。
【文档编号】H01B13/00GK106078091SQ201610460123
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】郑晓宇
【申请人】金锢电气有限公司