CN110010426B - 一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于高压开关制作技术领域的及一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头。组成挤压式动触头的套筒镶嵌在铜棒的两侧挤压形成的轴肩内，铜钨合金与铜棒的一端焊接牢固。本发明采用挤压变形的方式将套筒被紧密镶嵌于紫铜棒的外部，此件与铜钨合金接触端进行摩擦焊接加工，摩擦焊接的热量也很小，且受较大的顶锻力作用，热的软态金属被挤出焊缝区域，形成的动触头，整体的布氏硬度不小于HB90，在后续加工过程中，无需进行表面辊压等处理，这种动触头，具有结构简单、硬度高、耐磨性好；提高了机械寿命和回路电阻稳定性。

Description

一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头

技术领域

本发明属于高压开关制作技术领域，特别涉及一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头。

背景技术

一二次融合开关（包括负荷开关、柱上开关、断路器等），用于电力配网主干线路的分段与联络功能，其中，分合闸采用的动触头，是以铜钨合金与铜的复合零件，目前是将铜钨合金与铜复合后，再与一个黄铜制作的套筒先螺纹连接后采用钎焊方式焊接于铜棒外圆（如图4所示），然后通过机加工成为动触头，使用时，拐臂往复操作动触头的套筒，使得动触头实现分合闸，动触头的外圆与铜钨触指、动触头的内孔与导电杆上的表带触指均频繁接触，一二次融合开关的机械寿命要求5000次以上。

由于经过该工艺制作的动触头，需要钎焊方式焊接外部套筒，钎焊时，根据不同焊料加热温度为600-800度，会对铜棒造成退火软化，焊接后铜部位的布氏硬度仅为HB50左右，即使采用辊压处理，只能使得表面硬度略有提高，在动触头几千次使用过程中，较硬的触指不断对动触头的内孔或外圆撞击、磨损，使得接触面变得粗糙、起皮，降低设备的回路电阻，降低设备的使用寿命，甚至使得导电杆与动触头卡死，损坏设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头，其特征在于，组成挤压式动触头的套筒镶嵌在铜棒的两侧挤压形成的轴肩内，动触头接触端与铜棒的一端焊接牢固。

所述套筒的两端被轴肩箍紧；套筒的内孔也被铜棒挤压完全贴紧。

所述套筒为圆环。

所述套筒材质为不锈钢或黄铜。

所述轴肩为铜棒的两侧挤压形成工字圆环。

所述铜棒为紫铜棒。

所述动触头接触端为烧结的铜钨合金。

所述挤压式动触头制作包括如下步骤：

(1)铜钨合金压坯，将铜钨的混合粉末经过混粉后，用压制模具将粉末压制成型；具体混合比例为钨68-85wt%，铜2-10 wt %；

(2)将压制的铜钨合金坯件置于还原性气氛或惰性气氛下，加热到1350-1420℃高温下，进行粉末冶金烧结，制成动触头接触端待用；

(3)下料，将所需铜棒按照所需尺寸下料；

(4)将套筒置于下模中，并将紫铜棒预装在套筒内孔中相应位置，再将上模套在紫铜棒上，并将上下模固定紧。

(5)然后用模具的上下挤压冲头同时挤压紫铜棒，使得紫铜棒的金属流动到套筒的两侧的轴肩孔内，挤压形成轴肩，完全将套筒箍紧，套筒的内孔也被挤压的铜棒完全贴紧，挤压后，套筒被镶嵌于铜棒外部的轴肩内；

(5)加工焊接面，分别加工动触头接触端与铜棒的端面备焊；

(6)摩擦焊接，用弹簧卡头分别夹紧铜钨合金动触头和镶嵌了套筒的铜棒，焊机转速2000-3000rpm，摩擦压力1.4-3MPa，顶锻压力3-6MPa；

(7)加工，将形成的整体零件，进行内孔和外圆各尺寸的进行机械加工，得到挤压式动触头。

本发明的有益效果是本发明采用挤压变形的方式将套筒被紧密镶嵌于紫铜棒的外部，此件与铜钨合金进行摩擦焊接加工，摩擦焊接的热量也很小，且受较大的顶锻力作用，热的软态金属被挤出焊缝区域，形成的动触头，整体的布氏硬度不小于HB90，在后续加工过程中，无需进行表面辊压等处理，这种动触头，具有结构简单、硬度高、耐磨性好；拐臂拨动套筒中间的凹槽部位，实现动触头的往复运动，由于加工过程紫铜棒不受热，再经过较大的挤压变形，提高了紫铜棒的硬度，使得在使用过程中，其电接触的部位，不容易变形和损伤，提高了机械寿命和回路电阻稳定性。

附图说明

图1为挤压式动触头结构示意图。

图2为套筒和紫铜棒装于挤压模具示意图。

图3为套筒和紫铜棒挤压流程图。

图4为采用钎焊方式的动触头结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头，下面结合附图和实施例予以说明。

图1所示为挤压式动触头结构示意图。

组成挤压式动触头的套筒1镶嵌在紫铜棒2的两侧挤压形成的轴肩4内，动触头接触端3与紫铜棒2的一端面焊接牢固。其中套筒1的两端被轴肩4箍紧；套筒1的内孔也被铜棒2挤压完全贴紧。

所述套筒1为圆环；该套筒1材质为不锈钢或黄铜。所述动触头接触端为烧结的铜钨合金。

所述为紫铜棒的两侧挤压形成工字圆环（如图1、3所示）。

一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头制作包括如下步骤：

(1)铜钨合金压坯，将铜钨的混合粉末经过混粉后，用压制模具将粉末压制成型；具体混合比例为钨70wt%、75wt%、80wt%和83wt%；与其对应的铜为2.2 wt %、4.5 wt %、7.2wt %和9.5 wt %；

(2)将压制的坯件置于还原性气氛或惰性气氛下，加热到1350-1420℃高温下，进行粉末冶金烧结，制成的动触头接触端待用；

(3)将所需紫铜棒2或不锈钢管料按照所需尺寸下料；

(4)将套筒1置于下模7中，并将紫铜棒2预装在套筒1的内孔中相应位置，再将上模6套在紫铜棒2上，并将上下模固定紧，

(5)然后用模具的上顶杆5、下顶杆8同时挤压紫铜棒2，使得紫铜棒2的金属流动到上下模的轴肩孔9内，挤压形成轴肩4，轴肩4完全将套筒1箍紧，套筒1的内孔也被挤压的紫铜棒2完全贴紧，挤压后，套筒1被镶嵌于紫铜棒2外部的轴肩4内；

(5)加工焊接面，分别加工铜钨合金3与紫铜棒2的端面备焊；

(6)摩擦焊接，用弹簧卡头分别夹紧动触头接触端3和镶嵌了套筒1的紫铜棒2，焊机转速2000-3000rpm，摩擦压力1.4-3MPa，顶锻压力3-6MPa；

(7)机加工，将形成的整体零件（如图1所示），进行内孔和外圆各尺寸的加工，得到挤压式动触头。

实施例

采用上述挤压工艺：上下顶杆与液压机上下顶出连接，下模与液压机下台面连接，将套筒和紫铜棒放入下模中，装上上模后，将上下模固定起来，然后用上下顶杆将工件挤压成型，然后拔出上顶杆，将上下模固定部分分开，顶出上模及产品，然后使用脱模工具取出产品。本发明具体制成图1所示的挤压式动触头，具体尺寸如下表所示。

本实施例制作的动触头，套筒被紧密镶嵌于铜的外部，拐臂拨动套筒中间的凹槽部位，实现动触头的往复运动，由于不锈钢的强度更高，整体的布氏硬度不小于HB90，采用不锈钢时更加耐用；由于加工过程铜不受热，再经过较大的挤压变形，提高了铜的硬度，在使用过程中，电接触的铜部位不容易变形和损伤，提高了机械寿命；在后续加工过程中，无需进行表面辊压等处理，这种动触头，具有结构简单、硬度高、耐磨性好、回路电阻稳定、机械寿命高、成本低的特点。

Claims (2)

1.一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头，所述挤压式动触头的套筒镶嵌在铜棒的两侧挤压形成的轴肩内，其特征在于，所述套筒为圆环，其两端被轴肩箍紧；套筒的内孔也被铜棒挤压完全贴紧，动触头接触端与铜棒的一端焊接牢固；

所述动触头接触端为烧结的铜钨合金。

2.一种基于套筒镶嵌于铜棒的挤压式动触头的制作方法，其特征在于，所述挤压式动触头制作包括如下步骤：

(1)铜钨合金压坯，将铜钨的混合粉末经过混粉后用压制模具将粉末压制成型；具体混合比例为钨68-85wt％，铜2-10wt％；

(2)将压制的铜钨合金坯件置于还原性气氛或惰性气氛下，加热到1350-1420℃高温下，进行粉末冶金烧结，制成动触头接触端待用；

(3)下料，将所需铜棒按照所需尺寸下料；

(4)将套筒置于下模中，并将紫铜棒预装在套筒内孔中相应位置，再将上模套在紫铜棒上，并将上下模固定紧；

(5)然后用模具的上下挤压冲头同时挤压紫铜棒，使得紫铜棒的金属流动到套筒的两侧的轴肩孔内，挤压形成轴肩，完全将套筒箍紧，套筒的内孔也被挤压的铜棒完全贴紧，挤压后，套筒被镶嵌于铜棒外部的轴肩内；

(5)加工焊接面，分别加工动触头接触端与铜棒的端面备焊；

(6)摩擦焊接，用弹簧卡头分别夹紧铜钨合金动触头和镶嵌了套筒的铜棒，焊机转速2000-3000rpm，摩擦压力1.4-3MPa，顶锻压力3-6MPa；

(7)加工，将形成的整体零件，进行内孔和外圆各尺寸的进行机械加工，得到挤压式动触头。