本發(fā)明屬于彈簧觸指制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指及其制造方法。

背景技術(shù)：

用于靜連接的彈簧觸指基本已國產(chǎn)化，而用在高精密、高性能、高可靠性的電氣設(shè)備中的動連接處彈簧觸指均為進(jìn)口件，且價(jià)格昂貴(一般為國產(chǎn)件的3倍以上)。

目前，彈簧觸指按材質(zhì)分，主要分為鈹銅、鈹鈷銅、鉻鋯銅三種，前兩種已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化且性能穩(wěn)定。然而，鈹有毒，對環(huán)境污染較為嚴(yán)重。鉻鋯銅雖然導(dǎo)電性好，但強(qiáng)度、硬度低、彈性小，在使用過程中容易變形，只能用來制備小尺寸、低彈性需要的觸指，且國內(nèi)使用的鉻鋯銅絲材目前大部分都依賴進(jìn)口，價(jià)格也是三種絲材中最貴的，比國內(nèi)鈹銅貴約20％。隨著電氣設(shè)備、電氣化裝備的高速發(fā)展需求及環(huán)保要求，需要高性能，低成本的鉻鋯銅彈簧觸指以滿足國內(nèi)市場需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指及其制造方法。這種彈簧觸指兼具高的極限抗拉強(qiáng)度、高的導(dǎo)電率、回彈性好、無污染等多種優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指，該彈簧觸指的材質(zhì)選用銅、鋯、鉻及富鈰稀土硅鎂，其合金化配比按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：鉻8-15％、鋯0.1-1.0％、富鈰稀土硅鎂3-8％及余量為銅。

該彈簧觸指的極限抗拉強(qiáng)度700M～1GPa，導(dǎo)電性為72～82％IACS，硬度為150～350HV_0.1。

銅的純度為99.95％，鋯的純度為99.9％，鉻的純度為99.9％。

該彈簧觸指的絲材規(guī)格為Φ0.3mm～Φ2.8mm。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指的制造方法，將鉻、鋯、富鈰稀土硅鎂及銅依次通過真空熔煉鑄錠、均勻化退火、鑄錠軋制或擠壓開坯、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火、絲材繞簧、壓簧定型及觸指對焊的工序制成彈簧觸指成品；真空熔煉鑄錠工藝采用原位生成法熔煉。

真空熔煉鑄錠的具體步驟為：在真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa的條件下，將銅加入爐膛中完全融化，加入銅皮包裹的鉻，爐膛溫度保持1330℃～1430℃保溫融化；再加入銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1310℃～1410℃，保溫融化；最后加入富鈰稀土硅鎂，保溫5～20min后澆鑄成錠。

均勻化退火的溫度為900℃～980℃，時(shí)間為1h～2h。

中間去應(yīng)力退火溫度450℃～580℃。

擠壓開坯工序中擠壓棒材尺寸為Φ18～Φ30mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的稀土鉻鋯銅彈簧觸指材質(zhì)選用金屬銅、金屬鋯、金屬鉻及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，通過合理的合金化配比制備的彈簧觸指兼具高的極限抗拉強(qiáng)度、高的導(dǎo)電率、回彈性好、無污染等多種優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可與鈹銅比擬，物理性能及環(huán)保指標(biāo)均明顯優(yōu)于鈹銅，綜合性能優(yōu)良，可在絕大多彈簧觸指使用場合替代鈹銅。造價(jià)低，工藝簡單，性能優(yōu)異。

本發(fā)明的制造方法中，稀土鉻鋯銅合金材料利用真空熔煉爐，采用原位生成法熔煉，材料利用率高、燒損小等優(yōu)點(diǎn)；所得銅合金材料無偏析、組織分部均勻，綜合性能優(yōu)良。本發(fā)明彈簧觸指的成型加工工藝可靠、生產(chǎn)過程污染小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程簡圖。

圖2為本發(fā)明的彈簧觸指產(chǎn)品示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

參考圖1，本發(fā)明所述高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指主要工藝為真空熔煉(真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa；將銅加入爐膛中待融化為銅水，加入銅皮包裹的金屬鉻，爐膛保持1330℃～1430℃；其次銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1310℃～1410℃，保溫融化；最后加入工業(yè)稀土材料，保溫5～20min后澆鑄)、均勻化退火(溫度為900℃～980℃，時(shí)間1h～2h)、鑄錠擠壓開坯(擠壓棒材尺寸Φ18～Φ30mm)、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火(溫度450℃～580℃)、絲材繞簧、定尺壓簧、觸指對焊等主要工序組成。

參考圖2，本發(fā)明所述高強(qiáng)度高導(dǎo)電性稀土鉻鋯銅彈簧觸指，所用材質(zhì)主要為金屬銅(99.95％)、金屬鋯(99.9％)、金屬鉻(99.9％)及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，其合金化配比為：鉻8-15％、鋯0.2-1.5％、稀土3-8％，其余為銅。

實(shí)施例1

將金屬銅(99.95％)、金屬鋯(99.9％)、金屬鉻(99.9％)及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，其合金化配比為：鉻8％、鋯0.1％、稀土3％，銅88.9％，依次通過真空熔煉(真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa；將銅加入爐膛中待融化為銅水，加入銅皮包裹的金屬鉻，爐膛保持1330℃；其次銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1310℃，保溫融化；最后加入工業(yè)稀土材料，保溫20min后澆鑄)、均勻化退火(溫度為900℃，時(shí)間1h)、鑄錠擠壓開坯(擠壓棒材尺寸Φ18mm)、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火(溫度450℃)、絲材繞簧、定尺壓簧、觸指對焊等主要工序制成彈簧觸指成品；真空熔煉鑄錠工藝采用原位生成法熔煉。

制備的彈簧觸指測試表明，其具有高的極限抗拉強(qiáng)度(可達(dá)720MPa)、高的導(dǎo)電性(可達(dá)76％ACS、高的硬度(可達(dá)220HV_0.1)。

實(shí)施例2

將金屬銅(99.95％)、金屬鋯(99.9％)、金屬鉻(99.9％)及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，其合金化配比為：鉻10％、鋯0.2％、稀土6％，銅83.8％，依次通過真空熔煉(真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa；將銅加入爐膛中待融化為銅水，加入銅皮包裹的金屬鉻，爐膛保持1430℃；其次銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1410℃，保溫融化；最后加入工業(yè)稀土材料，保溫5min后澆鑄)、均勻化退火(溫度為980℃，時(shí)間2h)、鑄錠擠壓開坯(擠壓棒材尺寸Φ30mm)、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火(溫度580℃)、絲材繞簧、定尺壓簧、觸指對焊等主要工序制成彈簧觸指成品；真空熔煉鑄錠工藝采用原位生成法熔煉。

制備的彈簧觸指測試表明，其具有高的極限抗拉強(qiáng)度(可達(dá)750MPa)、高的導(dǎo)電性(可達(dá)82％ACS、高的硬度(可達(dá)245HV_0.1)。

實(shí)施例3

將金屬銅(99.95％)、金屬鋯(99.9％)、金屬鉻(99.9％)及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，其合金化配比為：鉻15％、鋯0.5％、稀土8％，銅76.5％，依次通過真空熔煉(真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa；將銅加入爐膛中待融化為銅水，加入銅皮包裹的金屬鉻，爐膛保持1400℃；其次銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1400℃，保溫融化；最后加入工業(yè)稀土材料，保溫5～20min后澆鑄)、均勻化退火(溫度為950℃，時(shí)間1h～2h)、鑄錠擠壓開坯(擠壓棒材尺寸Φ18～Φ30mm)、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火(溫度500℃)、絲材繞簧、定尺壓簧、觸指對焊等主要工序制成彈簧觸指成品；真空熔煉鑄錠工藝采用原位生成法熔煉。

制備的彈簧觸指測試表明，其具有高的極限抗拉強(qiáng)度(可達(dá)950MPa)、高的導(dǎo)電性(可達(dá)73％ACS、高的硬度(可達(dá)320HV_0.1)。

實(shí)施例4

將金屬銅(99.95％)、金屬鋯(99.9％)、金屬鉻(99.9％)及工業(yè)稀土材料(富鈰稀土硅鎂)，其合金化配比為：鉻12％、鋯1.0％、稀土5％，銅82％，依次通過真空熔煉(真空度6.67×10^-2Pa～6.67×10^-2Pa；將銅加入爐膛中待融化為銅水，加入銅皮包裹的金屬鉻，爐膛保持1350℃；其次銅皮包裹的金屬鋯，爐膛溫度維持1350℃，保溫融化；最后加入工業(yè)稀土材料，保溫10min后澆鑄)、均勻化退火(溫度為980℃，時(shí)間1.5h)、鑄錠擠壓開坯(擠壓棒材尺寸Φ20mm)、多道次連續(xù)拉拔及中間去應(yīng)力退火(溫度450℃～580℃)、絲材繞簧、定尺壓簧、觸指對焊等主要工序制成彈簧觸指成品；真空熔煉鑄錠工藝采用原位生成法熔煉。

制備的彈簧觸指測試表明，其具有高的極限抗拉強(qiáng)度(可達(dá)800MPa)、高的導(dǎo)電性(可達(dá)72％ACS、高的硬度(可達(dá)280HV_0.1)。

以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改，等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。