[发明专利]一种耐电弧烧蚀的钨合金开关触点及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种电力或电子产品中的开关或电路中两个导体之间可通过相互接触从而可供电流通过的零部件（也就是电触头或触点）及其制备方法。

背景技术

电触头或触点是开关或电路中两个导体之间通过相互接触从而可供电流通过的重要零部件，承担接通、承载和分断正常电流和故障电流的功能，其质量和使用寿命直接决定着整个开关或电路的质量和使用寿命。电触头或触点主要应用于继电器、接触器、空气开关、限流开关、电机保护器、微型开关、仪器仪表、电脑键盘、手持机、家用电器、汽车电器（车窗开关、后视镜开关、灯开关、起动电机等负荷开关）、漏电保护开关等。电触点或触点的制备材料很多，主要有银、银镍、银氧化铜、银氧化镉、银氧化锡、银氧化锡氧化铟、银氧化锌、紫铜、黄铜、磷铜、青铜、锡铜、铍铜、铜镍、锌白铜、不锈钢等。 

在汽车电器、家用电器、电脑键盘和手持机等设备中，其开关部件常常是设有触点的印刷电路板（PCB）和设有触点的橡胶按键的组合。PCB上的圆形触点，被一条直线或曲线（如S型曲线、M型曲线）分割成不导通的两半。按键上的触点是不用分割的圆形。用按键上的一个相同直径的圆形触点，与PCB上的一个圆形触点作面对面的接触，就可以接通PCB上的一个电路。按键上的触点材料，是导电橡胶或金属。导电橡胶触点与PCB触点相接触时的接触电阻较大，导电橡胶触点不适用于接通电流较大（例如电流大于50毫安）的PCB电路。金属触点与PCB触点相接触时的接触电阻较小，金属触点既可以用于接通电流较小的PCB电路，也可以用于接通电流较大的PCB电路。但目前金属触点存在耐化学品腐蚀、耐电弧烧蚀性能不理想、制作成本高从而使其应用受到限制等问题。

在大气中，开关元件在接通电路或分断电路时常产生电火花或电弧。开关电弧现象的存在，将导致触点氧化和烧蚀，并且可能使空气中的有机质碳化从而产生积碳，使开关的接触电阻逐渐增大甚至断路。

申请专利号为201220499100.X的专利文件公开了“一种三层复合电触点”，该触点是在铜基触点本体的接触面上镀一层银，使得触点的导电性能更好，且比完全采用银制成要节省生产成本。虽然银的导电性和传热性在所有的金属中都是最高的，但银的耐大气腐蚀性能较差、耐盐雾性能较差。银易与大气中的硫化氢(H₂S)反应生成黑色的硫化银。银作为点触点使用，虽然初始表面电阻小，但其在大气中的使用寿命也受到限制。虽然镀银的成本比黄金低，但银也是贵金属之一。另外，在这样的电触点中，没有橡胶层，因此，这种电触点不适于与橡胶进行热硫化粘合和热硫化成型从而制成含有电触点的橡胶按键。只有含有橡胶层的触点，或者全部由导电橡胶构成的触点，才可能顺利与其它橡胶进行热硫化粘合和热硫化成型从而制成含有电触点的橡胶按键，而不会在热硫化粘合和热硫化成型过程中产生溢胶、粘合不良等质量问题。

申请专利号为200580045811.2的专利文件公开了一种“具有镀金端触点的扁平一次电池”，该电池可用于例如数字照相机。该电池可具有包含锂的阳极和低电阻的触点。阳极和阴极可呈其间带有隔板的螺旋形卷曲的薄片形式。外部正负触点用金镀覆以改善接触电阻。该发明电触点的电阻虽小，但是由于黄金的熔点不及钨、钼等难熔金属，所以其耐电压产生的火花性能欠佳。另外，黄金高昂的价格也限制了该电触点的应用范围。 

申请专利号为201020143455.6的专利文件公开了一种“镀镍钨触点”，属于基本电器元件技术领域，旨在解决现有的钨触点易氧化，影响导电性能的问题。在公知技术中，现有的钨触点主要是铆钉型座钉和钨片以纯铜为焊料熔焊制作成。本专利中采用在座钉和钨片焊连的钨触点外表面包罩连接镀镍层所组成为镀镍的钨触点。其结构简单实用，导电性能稳定，经久耐用，适用于汽车、摩托车、电喇叭等电器。该专利的触点采用钨片外加镀镍层，但镍的耐电弧烧蚀性能低，不宜用于工作电流或电压较大的较苛刻的场合。我们的测试表明，镍作为开关触点与PCB的镀金触点接触和分断（开和关），在室温下，但工作电流为300毫安时，开关次数4000次左右之后，开关的接触电阻就显著升高，甚至使电路完全断路。