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技术研究 | 关于新型电触头材料及其表面镀覆工艺的研究与论证

      在风起云涌、竞争日益激烈的今天,所有的低压电器企业都面临着性价比的竞争。经济化、轻量化势不可挡。

      触点作为低压电器元器件中的重要组成零件,是导电回路中为数不多的可动零件,其接触必须要充分可靠,且能具有一定的机械、电气性能和环境适应性。随着市场大环境对于电气元件降本增效的要求,触点材料制造工艺也在不断发展和改进。

      在以往的塑壳断路器当中,常用的触点材料是银钨触点银氧化镉

      银钨触点对大电流电弧的承受能力强,抗电弧烧损性能在所有触头材料中是最高的,但价格过高,多适用于高性能高可靠性的产品中,并应用与银行、医院、交通枢纽、数据中心的一级负载和重要场合当中。

      银氧化镉触点材料的整体性价比较银钨更好,但因为镉元素含毒,不符合国家环保的标准,不被欧盟RoHS指令所允许。

      而铜合金触点材料的出现,掀起了低压电器元器件触点材料的新浪潮。它不仅具有节银、环保等良好的综合性能,同时还具有较好的抗熔焊性、耐磨性、导热性、导电性、抗材料转移等特性,是现阶段低压电器行业当中应用范围广、性价比高的一款触头材料。

      法泰电器作为智能电网用户端的专业制造商与系统集成商,始终致力于探索更安全更健康的配电安全守护。

      近期法泰电器的研发团队分析和验证的基于铜绿影响导致触头接触不可靠现象,并提出了解决方案的相关论文发表于上海电器科学研究所(集团)有限公司主办的《电器与能效管理技术》的杂志上,接下来我们一起观摩法泰研发中心的技术人员的实验过程和解决方案。

      为了提升电气回路的导电性,触点往往连同其所焊接的触桥加以表面进行镀银处理。触头组件表面银层的存在不仅可有效提升触头组件的导电性能,还可降低其温升。

      而塑壳断路器长期置于空气当中,导体的表面易发生氧化现象,镀层表面的银氧化是影响触头回路接触不可靠的常见原因,在此基础上,法泰电器的研发人员选取产生绿色附着物的塑壳断路器进行深入的实验和研究。经过一系列的测试和分析,发现在镀层表面的绿色附着物是引发不通电问题的关键点,经进一步的分析后确认该绿色附着物是铜绿

      铜绿是铜锈的俗称,它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,颜色为翠绿。

      铜元素是铜绿产生的必要条件,法泰研发团队围绕触点中的铜元素展开一系列的探究试验:通过对触点成分及各成分的含量检测,金相分析各元素的三维空间结构,并结合触头表面处理的镀银工艺,推断是电镀工艺中采用的铜打底层所产生的铜绿。

      在此基础上,研发团队将现有试验品适当处理后放入专用盐雾试验箱,经过24个小时的实验观察并结合产生铜绿的位置分析,得出结论:该铜绿是动静触点在经过大电流测试灼烧后暴露的铜底形成。

      为了进一步验证上述结论,法泰研发人员采取以下两种方案从源头再次进行验证:

       1、镀件在镀银前不用铜底,直接在镀件的表面镀银;

       2、镀件在镀银前不用铜底,可考虑铜底的替代物;

      试验测试后发现:触点裸镀银或打镍底镀银产生的铜绿十分微弱,并具有良好的环境适应性。

      综上所述,打镍底镀银既满足了镀银表面的美观需求,也避免了用铜底镀银带来的不确定性风险,且用镍底镀银在成本上亦与用铜底镀银相当,用镍底镀银无疑是触点镀银的首选方式

      法泰电器二十年来致力于将安全用电零失误做到极致,法泰研发团队在经过三个多月分析、试验、论证、再试验的过程后,采用塑壳断路器镍底镀银的解决方案从更深层次的问题上游和细节之处进行质量控制,为客户在相对不确定的环境下使用法泰断路器时,增添了一份安全与可靠,也为低压电器行业在镀银工艺的选择和分析解决类似现象时提供了有价值的参考。

供稿: 法泰电器 发布时间:2019-03-20
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