本發(fā)明屬于先進(jìn)快速制造技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種Ag基電觸頭的制造方法。
背景技術(shù):
電觸頭直接擔(dān)負(fù)著連通、斷開(kāi)電路和負(fù)載電流的任務(wù),它的可靠性直接影響到電器系統(tǒng)整體的可靠性,被稱(chēng)為電器的“心臟”。觸頭焊接在觸橋上,二者直接影響開(kāi)關(guān)電器的可靠運(yùn)行和使用壽命。觸橋要求有較高的導(dǎo)電性、可焊性并具有一定的強(qiáng)度,通常采用銅合金或鐵銅合金等。觸頭要求有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、接觸電阻低且穩(wěn)定、優(yōu)異的抗侵蝕性能等,目前主要使用的有Ag基觸頭材料、Cu基觸頭材料、W基觸頭材料和貴金屬基弱電接點(diǎn)材料。其中,Ag基觸頭材料導(dǎo)熱性好、加工性能優(yōu)越、具有很高的抗氧化性且對(duì)綠色環(huán)保,廣泛適用于各類(lèi)低壓電器。Ag基觸頭的現(xiàn)有制備工藝有內(nèi)氧化法和粉末冶金法。內(nèi)氧化法具有材料致密性好、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高等特點(diǎn),但材料很難充分氧化,制備獲得的觸頭零件結(jié)構(gòu)不均勻,嚴(yán)重降低其抗熔焊性和電壽命。而粉末冶金法的工藝流程長(zhǎng)、需要成形設(shè)備多、制造成本較高。最終,觸頭材料焊接在觸橋上,兩者之間還需預(yù)制一定厚度(200μm~800μm)的過(guò)渡層,整個(gè)電觸頭零件制造工藝流程長(zhǎng)、成本高,因此亟須尋求新的制造方法來(lái)優(yōu)化此類(lèi)產(chǎn)品的制造過(guò)程,提供制造效率、降低制造成本。激光選區(qū)熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)是增材制造(AdditiveManufacturing)技術(shù)中的一種粉床熔化工藝,采用該方法可以用來(lái)制造金屬零件;然而現(xiàn)有的SLM采用能量密度極高的激光束來(lái)熔化金屬,熔化溫度場(chǎng)可以達(dá)到3000℃,將該方法引入致Ag基觸頭零件的制造,將會(huì)造成低熔點(diǎn)Ag在成形過(guò)程中存在嚴(yán)重的蒸發(fā)損耗,影響成形制件的成分,進(jìn)而導(dǎo)致Ag基觸頭零件的失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提出了一種Ag基電觸頭的制造方法,其目的在于通過(guò)降低激光選區(qū)熔化法的反應(yīng)溫度,從而減少Ag的損耗,提高成形制件的強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種Ag基電觸頭的制造方法,包括以下步驟:步驟一:先在觸橋表面鋪制20μm~50μm厚的Ag粉,再在含氧氣氛中,使用激光選區(qū)熔化法將其焊合于觸橋表面,使Ag與氧氣反應(yīng)形成過(guò)渡層;所述Ag粉的粒徑為10μm~45μm,在所述激光選區(qū)熔化法中,通過(guò)調(diào)整激光的功率以及激光在成形表面的光斑直徑,使得激光的輻照度為4×105W/m2~10×105W/m2;步驟二:先在所述過(guò)渡層表面鋪制Ag基觸頭粉末,再在含氧氣氛中,使用激光選區(qū)熔化法在過(guò)渡層表面打印出Ag基電觸頭三維結(jié)構(gòu),同時(shí)對(duì)觸橋以200℃~400℃的溫度加熱;所述含氧氣氛中,氧氣的體積比大于等于30%。優(yōu)選地,所述Ag基觸頭粉末的制備方法為,將Ag粉與增強(qiáng)體顆粒在100rpm~200rpm的轉(zhuǎn)速下球磨,直至增強(qiáng)體顆粒均勻地粘附于Ag粉表面;所述增強(qiáng)體顆粒為碳、鎢、金屬氧化物、金屬碳化物以及金屬氮化物中的一種或多種,質(zhì)量為Ag粉質(zhì)量的10%~30%。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述Ag粉的粒徑為10μm~45μm;所述增強(qiáng)體顆粒的粒徑為0.1μm~1μm,平均粒徑小于等于0.5μm。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述球磨的時(shí)間為3h~7h小時(shí)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述Ag粉為球形或者近球形。優(yōu)選地,所述含氧氣氛中的氧氣與參與反應(yīng)的Ag粉的摩爾比為1:4~1.2:4。優(yōu)選地,在步驟二之后,再將Ag基電觸頭在300℃~350℃烘箱中熱處理4h以上,以去除內(nèi)應(yīng)力??傮w而言,本發(fā)明由于在激光選區(qū)熔化過(guò)程中預(yù)制過(guò)渡層、減小激光的輻照度,同時(shí)在激光選區(qū)熔化的反應(yīng)過(guò)程中通入了氧氣,能夠取得下列有益效果:1、通過(guò)減小激光選區(qū)熔化法所使用的激光的輻照度,降低了反應(yīng)表面的能量密度,從而降低了激光選區(qū)熔化法的反應(yīng)溫度;2、在制備過(guò)程中通入氧氣,減少了Ag粉由于蒸發(fā)而發(fā)生的材料損耗;3、預(yù)制了20μm~50μm的過(guò)渡層,進(jìn)一步降低了Ag基電觸頭的制備溫度,提高了Ag基電觸頭制備的成功率;3、由于反應(yīng)溫度的降低,整體使Ag粉的損耗減少了20~30%,降低了材料的損耗,同時(shí)也避免了由于材料蒸發(fā)而造成的零件結(jié)構(gòu)不均勻;4、將激光選區(qū)熔化法引入到Ag基觸頭零件制備,直接打印出過(guò)渡層和觸頭...