专利名称：离子注入电工触点的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在电工行业广泛应用的节约大量稀贵金属、成本低廉、制造过程无污染的电工触点。
触点材料经过近百年的发展，在材料和技术上已基本成熟，各种合金材料的研制成功和粉末冶金技术的成功运用，使得各种场合应用的开关、熔断器和继电器等在使用寿命和有关的电性能指标上基本上都能达到要求，但是还存在以下几个问题1．在触点材料中大量使用银、镉等稀贵金属，使得触点材料成本居高不下；同时由于触点材料的工作特点，当触头失效时，往往只是表面发生烧损或熔焊，因此还造成资源的很大浪费。
2．传统的制造技术工艺复杂、生产过程长，如目前在触点制造行业广泛使用的粉末冶金法需要完成制粉、混合、压制、培烧、再压制等过程，这样不仅需要较长的生产周期，而且浪费能源、增加生产成本，还会对环境造成污染。
3．作为触点来讲，其使用性能主要取决于触点材料表面的电接触性能和机械性能，因此触点工作过程可以认为是一种表面行为。但是用传统的表面处理技术很难达到理想的使用寿命，如电镀、离子镀膜等只在表面形成一层膜，这些膜由于和基体之间存在明显界面，结合力很差，在很多情况下失效的原因是镀膜脱落，传统的表面处理技术应用范围受到限制。
MEVVA源重金属离子注入是80年代后期国际上迅速发展起来的一种高新技术，该技术的特点是在不改变零件表面形状和尺寸的基础上，向零件表面引入各种金属离子，使零件表面产生原子冶金过程，由于注入离子带有极高的能量，因此注入层和基体之间没有明显的分界面，是纯粹的冶金结合；与此同时，该技术具有非热力学平衡的特点，可以产生用传统的冶金方法不能产生的新相和新的合金，从而达到其它表面处理和冶金方法所不能达到的效果，为改善材料表面的物理、化学性能开辟了新的途径。作为触点来讲，其使用性能主要取决于触点材料表面的电接触性能和机械性能，因此触点工作过程可以认为是一种表面行为，因此将金属离子注入这一表面改性技术应用于触点的制造上是很自然的。采用金属离子注入技术制造电工触点，基本上解决了采用传统技术制造电工触点所不能解决的上述问题。
本发明的目的是提供一种新型的具有能够达到和超过采用传统的制造技术所制造的电工触点的使用性能；而其成本却明显低于它们的电工触点；与此同时，还节约大量稀贵金属，减少制造电工触点材料过程中所造成的环境污染。
本发明的目的是这样实现的基材为铜或铜合金，工作表面为以金属元素为主的离子注入改性层。在由铜和铜合金制造好所需形状的电工触点的表面层，用MEVVA源离子注入方法形成一层由以金属元素为主的离子注入改性层。
基材根据电工触头使用条件的不同采用铜或者铜合金，选择依据是1．电工触点所承受的机械载荷；2．电工触点的电接触性能；3．降低成本。即在保证所需的使用性能基础上，尽量降低成本。因为铜及铜合金明显低于于采用传统技术制造电工触点广泛应用的银及银合金。用MEVVA源离子注入方法形成一层由以金属元素为主的离子注入改性层，其注入元素的选用原则也是在保证所需的使用性能基础上，尽量降低成本。其特点是离子注入改性层的表面到基体，成分、化学物理性能、密度连续过渡，无明显界面存在；注入元素在铜或铜合金基体内呈高度弥散分布；改性层致密度高。这些特点保证了电工触点在较薄的注入层条件下达到所需的使用性能。
由于采用上述方案，可以大幅度降低原材料成本和制造成本，而且保证达到和高于采用传统的制造技术制造的有较厚复合层的电工触点。与此同时，还节约大量稀贵金属，减少制造电工触头材料过程中所造成的环境污染。
如
图1为本发明的实施方案之一，图中1为离子注入改性层，2为铜或铜合金的基体。
在图1所示的方案中，基材采用铜或者铜合金，该元素或者合金具有较好的焊接性能，可以和开关、继电器或者熔断器的支撑部件通过焊接连接在一起；如上所述采用MEVVA源离子注入方法形成一层由以金属元素为主的离子注入改性层，可以保证电工触头的使用性能。
如图2为本发明的实施方案之二，图中1为离子注入改性层，2为铜或铜合金的基体。
在图2所示的方案中，基材采用铜或者铜合金，该元素或者合金具有较好的可锻性，可以和开关、继电器或者熔断器的支撑部件通过锻压连接在一起；如上所述采用MEVVA源离子注入方法形成一层由以金属元素为主的离子注入改性层，可以保证电工触头的使用性能。
权利要求
1．一种电工触点，其特征是基材为铜或铜合金，工作表面为以金元素为主的离子注入改性层。
2．根据权利要求1所述的电工触点，其特征是在已加工成所需形状的无氧铜或铜合金的表面层有以金属元素为主的离子注入改性层。
全文摘要
一种在电工行业广泛应用的电工触头,它在基体采用铜或者铜合金,而在工作表面采用由MAVVE源离子注入技术形成的以重金属元素为主的离子注入改性层。由于基体采用铜或者铜合金,而表面层的合金层又很薄,因此,所形成的表面层在具有能够满足所要求的使用性能的基础上,又具有非常低的成本。与此同时,还节约大量稀贵金属,减少制造电工触头材料过程中所造成的环境污染。
文档编号H01H11/04GK1288243SQ99119340
公开日2001年3月21日 申请日期1999年9月9日 优先权日1999年9月9日
发明者侯君达, 张涛, 张荟星, 张孝吉 申请人:北京辐射中心