一种绝缘螺丝起子及其制备方法与流程

本申请涉及电工工具，尤其涉及一种绝缘螺丝起子及其制备方法。

背景技术：

1、螺丝起子是电工常用的工具，用于各种电器元件的电线连接时螺钉的安装、拧紧或松开。螺丝起子的起子杆需要与螺钉直接接触，在螺钉安装时也需要承受扭力，因此一般使用金属钢材进行制造，然而金属材料是导电的。但是在电力领域，各种电器元件安装量大，很多时候工人需要带电安装，螺丝起子的起子杆在安装时如果导电，特别是在电压较高时绝缘性能不好，会造成如下后果：(1)起子杆在扣入螺钉槽时，以及从螺钉槽退出时容易产生电弧火花，给操作者带来危险；(2)一些电器元件中接线柱之间距离过近，起子杆在拧紧螺钉时容易触碰到相近的接线柱或电线，造成短路。因此，对于带电安装的螺丝起子，要求其起子杆必须是绝缘的。

2、此外，在进行高电压的电力作业时，还需要使用耐高压的绝缘螺丝起子来保证作业的安全性，这种螺丝起子要求是：(1)在电压300v-1500v范围螺丝起子保持绝缘；(2)螺丝起子耐磨性好，在设定扭矩下拧紧与旋松往复10000次，起子杆仍然能保持绝缘。然而，现有的产品中很难满足高电压下的使用要求，急需设计一种耐高压的绝缘螺丝起子，以保证高压作业的安全性。

技术实现思路

1、为解决上述缺陷，本申请提供一种绝缘螺丝起子及其制备方法，可应用于高电压下进行电力作业的场景。

2、为实现以上目的，本申请的技术方案如下：

3、本申请提供一种绝缘螺丝起子，包括起子杆和绝缘手柄，所述起子杆包括起子杆本体和依次层叠设置在所述起子杆本体表面的zr-al-n复合渗层、aln-zro2中间镀层和表面绝缘层。

4、优选地，所述表面绝缘层包括尼龙66膜层、聚四氟乙烯膜层和橡胶层中的至少一种。

5、优选地，所述zr-al-n复合渗层的厚度为10μm-20μm；

6、所述aln-zro2中间镀层的厚度为3μm-6μm；

7、所述表面绝缘层的厚度为4μm-6μm。

8、优选地，所述起子杆本体的材质包括铬钢、铬钒钢、铬钼钢、铬钼钒钢中的任意一种。

9、本申请还提供了上述绝缘螺丝起子的制备方法，包括：

10、对所述起子杆本体进行淬火、回火处理之后，再依次进行zr-al-n共渗处理、aln-zro2镀膜处理、蒸镀处理，得到所述绝缘螺丝起子。

11、优选地，所述制备方法满足以下条件中的至少一个：

12、a.所述淬火的方式包括：采用氮气、氦气或氩气的其中一种进行气体淬火处理；

13、b.所述zr-al-n共渗处理包括：以zr-al复合材料为镀膜的标靶材料，采用双阴极直流双电源，通入含氮气的混合气体，进行共渗处理，形成所述zr-al-n复合渗层；

14、c.所述aln-zro2镀膜处理包括：以aln+zro2为靶材，采用中频恒压镀膜电源，进行镀膜处理，形成所述aln-zro2中间镀层；

15、d.所述蒸镀处理包括：以尼龙66为蒸镀材料，在真空条件下，蒸镀形成所述表面绝缘层。

16、进一步优选地，所述制备方法还满足以下条件中的至少一个：

17、e.在所述zr-al复合材料中，zr的质量占比为5％-10％，al的质量占比为95％-90％；

18、f.所述双阴极直流双电源的电极接法和电源参数为：其中一阴极电源的阴极接所述zr-al复合材料，作为源极，工作电压为700v-800v；另一阴极电源的阴极接所述起子杆本体工件，作为阴极，工作电压为450v-550v；阳极接真空炉壁，接地；

19、g.所述混合气体还包括氢气，所述氮气与所述氢气的体积比为1：(2-3)；

20、h.所述共渗处理时，真空炉的真空度为1pa-10pa，温度为520℃-550℃；

21、i.所述共渗处理的时间为3h-4h。

22、更优选地，所述氮气与所述氢气的体积比为1：3。

23、进一步优选地，所述制备方法还满足以下条件中的至少一个：

24、j.在所述aln+zro2的靶材中，zro2的质量占比为5％-10％，aln的质量占比为95％-90％；

25、k.所述中频恒压镀膜电源的电极接法为：电源正极接待镀膜的工件，负极接所述靶材；

26、l.所述中频恒压镀膜电源的电压为350v-400v，频率为6khz-14khz；

27、m.所述镀膜处理在真空条件为1pa-10pa的条件下进行；

28、n.所述镀膜处理的温度为200℃-300℃，时间为1h-2h。

29、优选地，所述制备方法满足以下条件中的至少一个：

30、o.所述回火处理之后，所述起子杆本体的硬度为700hv-750hv；

31、p.所述进行zr-al-n共渗处理之后，所述zr-al-n复合渗层的硬度为1200hv-1250hv。

32、优选地，所述蒸镀处理的真空条件为0.5pa-0.7pa，温度为200℃-300℃，时间为1h-2h。

33、本申请的有益效果：

34、本申请的绝缘螺丝起子能够在300v-1500v的电压下保持绝缘，同时起子杆表面的复合绝缘层硬度高，耐磨性能良好，与起子杆本体的结合力较高，难脱落。其中，zr-al-n复合渗层一方面能降低起子杆本体的导电性，另一方面还能提到起子杆本体的硬度；aln-zro2中间镀层中含有al、zr元素，具有亲和作用，可以提高中间镀层与复合渗层之间的结合力，且进一步降低导电性；表面绝缘层则是进一步提高绝缘等级，防止中间镀层发生磨损或脱落。

35、本申请绝缘螺丝起子的制备方法，工艺成熟，可进行大规模生产制造。尤其，本申请在进行镀膜工序之前，先对起子杆进行淬火、回火处理工艺，可以提高起子杆本体的强度、硬度等机械性能，确保后续工序不会造成起子杆本体的硬度降低，大大提高了绝缘螺丝起子的耐磨性能。

技术特征：

1.一种绝缘螺丝起子，其特征在于，包括起子杆和绝缘手柄，所述起子杆包括起子杆本体和依次层叠设置在所述起子杆本体表面的zr-al-n复合渗层、aln-zro2中间镀层和表面绝缘层。

2.如权利要求1所述的绝缘螺丝起子，其特征在于，所述表面绝缘层包括尼龙66膜层、聚四氟乙烯膜层和橡胶层中的至少一种。

3.如权利要求1所述的绝缘螺丝起子，其特征在于，所述zr-al-n复合渗层的厚度为10μm-20μm；

4.如权利要求1-3任一项所述的绝缘螺丝起子，其特征在于，所述起子杆本体的材质包括铬钢、铬钒钢、铬钼钢、铬钼钒钢中的任意一种。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的绝缘螺丝起子的制备方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：

10.如权利要求5-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述蒸镀处理的真空条件为0.5pa-0.7pa，温度为200℃-300℃，时间为1h-2h。

技术总结
本申请提供一种绝缘螺丝起子及其制备方法，涉及电工工具技术领域。该绝缘螺丝起子包括起子杆和绝缘手柄，所述起子杆包括起子杆本体和依次层叠设置在所述起子杆本体表面的Zr‑Al‑N复合渗层、AlN‑ZrO<subgt;2</subgt;中间镀层和表面绝缘层。该绝缘螺丝起子的制备方法，包括：对所述起子杆本体进行淬火、回火处理之后，再依次进行Zr‑Al‑N共渗处理、AlN‑ZrO<subgt;2</subgt;真空镀膜处理、蒸镀处理，得到所述绝缘螺丝起子。本申请制备得到的绝缘螺丝起子能在300V‑1500V的电压下保持绝缘，且起子杆本体表面的镀层结合力较高，难脱落，硬度高，耐磨性能良好。

技术研发人员：林育周
受保护的技术使用者：深圳市研几金属科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6