專(zhuān)利名稱(chēng)：用于開(kāi)關(guān)組件的觸頭元件的生產(chǎn)方法及觸頭元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如在權(quán)利要求1和15的前序部分所述的用于開(kāi)關(guān)組件 的觸頭元件的生產(chǎn)方法，還涉及觸頭元件。
背景技術(shù)：
所述觸頭元件本質(zhì)上涉及低壓、中壓和高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，還涉及發(fā) 電機(jī)開(kāi)關(guān)設(shè)備，它們裝備有真空斷續(xù)器腔。所述真空斷續(xù)器腔經(jīng)常裝 備有所謂的橫向磁場(chǎng)(RMF)觸頭系統(tǒng)。該橫向磁場(chǎng)通過(guò)鐮刀形狀的 線圏部生成。所述鐮刀形狀的元件形成有槽，所述槽被引進(jìn)到觸頭元 件板中。還可以采用開(kāi)槽的觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)在環(huán)形表面上生成該橫向磁 場(chǎng)。
然而，在觸頭元件板中同樣需要槽并形成槽。而且，當(dāng)采用AMF 觸頭系統(tǒng)時(shí)，觸頭板中通常也同樣需要槽。進(jìn)而，通過(guò)粉末冶金工藝， 如下所述的方法可以廣泛用于生產(chǎn)不同用途的部件，特別是當(dāng)目標(biāo)是 在不采用潤(rùn)滑劑的情況下擠壓磨料的時(shí)候。
RMF觸頭系統(tǒng)已經(jīng)提到的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是采用觸頭壓力的整個(gè) 裝置的低電阻。
通常采用的是圓柱板狀的RMF觸頭元件，其外邊緣被圓化處理 以提高介電性能。使用金屬切削,方法來(lái)處理外部輪廓并形成槽。相應(yīng) 地，外部幾何形狀通過(guò)車(chē)削操作提供，而槽則通過(guò)鋸削或銑削工藝形 成于觸頭元件中。當(dāng)觸頭板相對(duì)較薄的時(shí)候，也可以采用沖壓方法， 具體參見(jiàn)下面所述的申請(qǐng)。 一旦槽已經(jīng)形成，則槽的邊緣可以手動(dòng)地 或通過(guò)機(jī)器進(jìn)行圓化處理、修正或修理毛刺，以提高相互對(duì)著的觸頭 元件的絕緣強(qiáng)度。
為進(jìn)一步優(yōu)化觸頭生產(chǎn)方法，提出了一種方法，基于該方法，牟
4觸頭元件的生產(chǎn)過(guò)程中，外部幾何形狀和槽幾何形狀都直接地體現(xiàn)在 坯件中。這種情況下，可以形成與表面成直角對(duì)齊的槽，并且槽往往 與表面成一定角度地定向。而且，槽可以一直延伸到圓板的外周，并 在外周中終止。
如果觸頭元件需要由兩層(CuCr粉末層和Cu粉末層)組成，這 些同樣地可以采用該方法互相擠壓。抗腐蝕層可以包括標(biāo)準(zhǔn)的觸頭材 料CuCr25，其主要用于中壓，而第二層最好可以包括純銅，以使這 一層具有高傳導(dǎo)性。同樣還可以有另外的層。
釆用多層觸頭坯件和觸頭元件在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知。 而且，該方法可以用于擠壓粉末的多種應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是用于擠 壓磨料的場(chǎng)合。這打開(kāi)了不使用潤(rùn)滑劑而采用粉末冶金工藝來(lái)P/M生 產(chǎn)部件的廣闊領(lǐng)域，所述潤(rùn)滑劑通常被添加到需要擠壓的粉末中去。 這些潤(rùn)滑劑以約1%的重量百分比的比例添加到粉末材料中，以顯著 地延長(zhǎng)工具的壽命。缺點(diǎn)是這些潤(rùn)滑劑必須從最終的擠壓部件(坯件) 中擠出。
例如，DE3840192 C2公開(kāi)了 一種用于電氣真空開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)觸頭 裝置，其開(kāi)槽的觸頭元件由多層互相疊置的圓板形成。在該情形下， 單獨(dú)的圓板通過(guò)沖壓而開(kāi)槽。
而且，US6010659和EP1111631公開(kāi)了用于生產(chǎn)多層觸頭(MLC ) 的方法，該觸頭包括許多層。該文獻(xiàn)還描述了生產(chǎn)由兩層CuCr和銅 制成的觸頭器的能力，例如在陶瓷坩堝中釆用燒結(jié)熔融法。
而且，DE19717024 Al z^開(kāi)了生產(chǎn)觸頭元件的方法，該觸頭元件
提供有槽，用于真空斷續(xù)器腔；并且公開(kāi)了實(shí)施該方法的成形工具。 在本例中，槽的邊緣通過(guò)采用擠壓工具的擠壓處理而成形并圓化處理。
用于形成槽的本方法也相應(yīng)地是金屬切削方法。
通過(guò)切削技術(shù)形成觸頭元件幾何形狀當(dāng)然要產(chǎn)生相應(yīng)的成本。手 動(dòng)清理毛刺或通過(guò)工具清理毛刺需要另外的處理，以清理毛刺或使處 理槽的邊緣圓化。

發(fā)明內(nèi)容
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成槽和/或直接地提供觸頭器外部輪廓。
根據(jù)本發(fā)明，在這類(lèi)方法的情況下，該目的是通過(guò)權(quán)利要求l的
特征部分的特征實(shí)現(xiàn)的。
進(jìn)一步有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求2至14中具體說(shuō)明。 根據(jù)本發(fā)明，與部件相關(guān)的目的通過(guò)權(quán)利要求15的特征部分的特
征而實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步有利的改進(jìn)在其他從屬權(quán)利要求中具體說(shuō)明。
因此，本發(fā)明的方法的本質(zhì)在于沿著一方向在位于模型中的部 件和/或觸頭元件和/或粉末金屬材料中形成槽形的輪廓，所述方向基 本上平行于部件或觸頭元件表面的法線。
換句話說(shuō)，這意味著槽是從上方通過(guò)工具擠壓形成于粉末混合物 中的。這比起任何其他形成槽的方法要簡(jiǎn)單得多。
進(jìn)一步有利的改進(jìn)在于槽形的輪廓經(jīng)由膜被形成粉末混合物中， 該膜置于工具和粉末金屬之間。
這種情況下，膜可以有兩種可選的形式或者是薄的塑料膜，或 者是薄的金屬膜。
在一種有利的改進(jìn)中，所述膜具有0.001mm至2mm的厚度。
在該方法的一種改進(jìn)中，尤其有利的是，在所述槽被擠壓形成之 前，所述膜安裝在模型中且安裝在粉末金屬上，所述粉末金屬在單獨(dú) 的方法步驟中通過(guò)直接擠壓法而填充。
有利地，該粉末混合物可以是銅和鉻的混合物。
同樣有利地，尤其是在觸頭元件的情形下，所述部件是多層觸頭 元件的形式。
有利地，鉻的比例可以在0和100%的重量百分比之間。 簡(jiǎn)單并有利的是，采用已經(jīng)在生產(chǎn)工藝中成為合金的粉末。
在這種情形下，對(duì)于顆粒也即粉末而言，0至150微米的顆粒尺 寸是有利的。為了在沒(méi)有任何金屬切削步驟下獲得最終的尺寸，有利的是，在 擠壓處理之后和/或坯件的熱處理之后，精確地進(jìn)行最后的校準(zhǔn)擠壓處 理以獲得最終尺寸。
特別地對(duì)于在真空斷續(xù)器腔中的使用，有利的是，部件或觸頭元 件在氫氣氣氛中進(jìn)行化學(xué)熱處理，和/或在真空中通過(guò)熱處理脫氣。
這些措施也使得部分地或完全地避免為生成觸頭元件幾何形狀所 付出的成本成為可能。通過(guò)減少所需的粉末材料量、避免所述槽的材 料量、以及(為了用于機(jī)加工獲得最終部件)通?？赡苄枰挠嗔砍?寸，還可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成本節(jié)約。如果沒(méi)有潤(rùn)滑劑加入到需要擠壓 的粉末材料中，那么，特別對(duì)于磨料或其他粉末混合物的情形，存在 擠壓工具壽命縮短的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)采用該方法時(shí)，無(wú)需添加潤(rùn)滑劑到該粉
末材料中。
準(zhǔn)備好安裝的觸頭元件可以通過(guò)選擇粉末冶金生產(chǎn)工藝以如下方
式生成
1.用于形成CuCr觸頭元件的擠壓 j 在混合粉末銅和鉻后，該粉末混合物置于模型中，該模型完全地 或只是部分地設(shè)置有塑料或金屬膜。除了所需的上模和下模外，還可 以包括例如模側(cè)的網(wǎng)。網(wǎng)可能需要被設(shè)置為能夠移動(dòng)，例如在模中移 動(dòng)。對(duì)于這兩個(gè)模而言，它們必須設(shè)計(jì)成在將粉末混合物擠壓在一 起并且在生成的坯件上形成槽的同時(shí)，形成外部幾何形狀。在這種情 況下，粉末或粉末混合物位于薄壁的膜(包)中，尤其在產(chǎn)生高壓力 的表面區(qū)域中。
這樣，在坯件從模型中移除之后，坯件的尺寸接近圖紙尺寸，即 最終的尺寸，但是在材料燒結(jié)之前提供有必要的燒結(jié)余量(收縮余量)， 而且在下面的循環(huán)開(kāi)始之前，現(xiàn)有的膜必須從工具和擠壓的物件中移 除。工具的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)的次數(shù)可以通過(guò)采用針對(duì)燒結(jié)的合適的計(jì)算軟 件而縮短，這允許事先預(yù)測(cè)例如在隨后的燒結(jié)過(guò)程中可能的變形程度，' 或者可能發(fā)生變形(例如在擠壓、燒結(jié)操作中的坯件中的密度差異等 等)。
72. 燒結(jié)
與通常一樣，坯件觸頭元件的燒結(jié)可以在真空或氫氣中進(jìn)行，只 不過(guò)沒(méi)有任何潤(rùn)滑劑用于坯件的生產(chǎn)。然而，對(duì)于準(zhǔn)備使用的觸頭元 件的生產(chǎn)，可以/需要至少暫時(shí)地(例如熱處理中)提供還原氣氛。在 該還原處理步驟之后，隨后的真空熱處理可能是有利的，以減少材料 中的氫氣含量。
3. 校準(zhǔn)擠壓
如果在燒結(jié)過(guò)程中，準(zhǔn)備使用的觸頭元件發(fā)生了變形，或者不能 獲得專(zhuān)門(mén)的最終尺寸，那么該觸頭元件可以在另 一個(gè)擠壓方法中校準(zhǔn)， 從而可以具有最終尺寸，并且/或者可以提供仍然必需的任何外部半 徑、斜面、臺(tái)階等特征。


本發(fā)明將在下文中更加詳細(xì)地描述，并示例在圖中，其中 圖l示出了擠壓工具和嵌入其中的塑料膜； 圖2示出了帶開(kāi)口底部的塑料膜；和 圖3示出了在擠壓模型中的插入物。
具體實(shí)施例方式
圖l示出了擠壓工具，有塑料膜2嵌入其中。該工具在整個(gè)表面 區(qū)域或者只在局部區(qū)域上配備有模制用膜。在膜包2中(包在一些區(qū) 域中在一側(cè)閉合，或者只在邊緣區(qū)域中是有效的)。上模l相對(duì)于下模 5進(jìn)行擠壓，將要受到擠壓的粉末3位于它們之間。徑向上產(chǎn)生的力 由模型4吸收。
圖2示出了擠壓工具，有塑料膜2嵌入在其中，塑料膜2只在郜 分區(qū)域起作用，底部6上沒(méi)有塑料膜2。上模1相對(duì)于下模5進(jìn)行擠 壓，將要受到擠壓的粉末3位于它們之間。徑向上產(chǎn)生的力由模型4 吸收。
圖3示出了擠壓工具，有塑料膜2嵌入其中，其形狀在某些區(qū)域更加復(fù)雜。該工具在整個(gè)表面區(qū)域都配備有模制用膜，或者只在部分
區(qū)域上配備模制用膜。在膜包2中(包在一些區(qū)域中在一側(cè)閉合，或 者只在邊緣區(qū)域中是有效的)。上模1相對(duì)于下模6進(jìn)行擠壓，將要受 到擠壓的粉末4位于它們之間。在這種情況下，通過(guò)合適的插入物7，: 可以生成更為復(fù)雜的擠壓形狀，且該膜可以設(shè)置在部分區(qū)域3中，或 者也可以不具有底部。徑向上產(chǎn)生的力由模型5吸收。附圖標(biāo)記列表 1上模
2膜
3底部區(qū)域，開(kāi)口底部 4冶金粉末 5下模 6模型 7插入物
權(quán)利要求
1、一種用于通過(guò)粉末冶金工藝來(lái)生產(chǎn)部件尤其是低壓、中壓、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)設(shè)備的觸頭元件的方法，其特征在于，在位于模型中的部件和/或觸頭元件和/或粉末金屬材料中，基本上沿著平行于部件或觸頭元件表面的法線的方向形成槽形的輪廓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該槽形的輪廓經(jīng)由膜而形成 于粉末混合物中，該膜置于工具和粉末金屬之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述膜是薄塑料膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述塑料是永久觸頭或固定 觸頭。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述膜是薄金屬膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的方法，其中所述膜具有0.001mm 至2mm的厚度。
7、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中在擠壓形成槽之前， 將所述膜安裝在模型中且安裝于粉末金屬上，所迷粉末金屬在單獨(dú)的 方法步驟中通過(guò)直接擠壓法而填充。
8、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述粉末混合物是, 和鉻的混合物。
9、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述觸頭元件是多層 觸頭元件的形式。
10、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中鉻的比例就重量百 分比而言在0和100 %之間。
11、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述粉末是已經(jīng)^ 金化的粉末。
12、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述粉末是顆粒形 式，且顆粒尺寸為0至150孩史米。
13、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中在橋壓處理之后和/ 或?qū)ε骷M(jìn)行熱處理之后，精確地進(jìn)行最后的校準(zhǔn)擠壓處理以獲得最終尺寸。
14、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述部件或觸頭元 件在氫氣氣氛中進(jìn)行化學(xué)熱處理，和/或在真空中通過(guò)熱處理脫氣。
15、 采用根據(jù)在前權(quán)利要求1至14中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法, 成的部件。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的部件，其中所述部件是用于低壓、中 壓、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備或發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)設(shè)備的觸頭元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及如在權(quán)利要求1和15的前序部分所述的開(kāi)關(guān)組件的觸頭元件的生產(chǎn)方法及觸頭元件。為了在觸頭材料的粉末冶金生產(chǎn)加工過(guò)程中形成槽和直接地提供觸頭器外部輪廓，本發(fā)明提出了如下方案在位于模型中的部件和/或觸頭元件和/或粉末金屬材料中，基本上沿著平行于部件或觸頭元件表面的法線的方向特別地經(jīng)由薄塑料膜形成槽形的輪廓。
文檔編號(hào)B22F3/02GK101678454SQ200880018447
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者D·根奇, G·皮爾辛格 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)股份公司