[发明专利]一种Ag-Ni电触头的表面镀层及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电触头材料的表面镀层及其制备工艺，尤其涉及一种Ag-Ni电触头的表面镀层及其制备工艺。

背景技术

电触头材料是开关电器中通过机械动作对电路进行接触、分断和连接载流的元件。电触头在开闭过程中产生的现象极为复杂，一般要求其具有高电导率、高导热率、良好的耐磨性、耐蚀性、低而稳定的接触电阻等特性。

早期的电触头材料多采用纯银，但由于纯银熔点低、硬度低、耐磨性差，表面易行成硫化膜，为弥补纯银的不足，在银中添加了少量其他元素如Cu、Cd、C、Ni、V等来提高其力学性能和耐蚀性，同时材料仍能保持较高的电导率。目前已形成产业化和实际应用的触头材料可分为4个系列：Ag-Ni系列、Ag-C系列、Ag-WC系列、Ag-MeO系列。

Ag-Ni系触头材料具有良好的导电、导热性，低而稳定的接触电阻，电弧侵蚀小而均匀；Ag-C系触头材料特点是导电性能和抗熔焊性好，接触电阻低，即使在短路电流下也不会熔焊；Ag-WC系触头材料具有良好的抗电弧侵蚀和抗熔焊性；Ag-MO系材料于上世纪二三十年代问世，但其制作工艺复杂直到70年代后才得到很大发展，目前已成为低压电器广泛使用的一类触头材料。

虽然银具有很多优良的特性，但银极易发生腐蚀变色，从而造成触头材料电阻增加，使银的电气性能和可焊性下降，增加耗电量，造成设备的稳定性、可靠性下降。为减小接触电阻，防止腐蚀，增加器件的耐磨性和延长使用寿命，电触头材料通常经过表面处理，电镀一层或多层金属，其中最广泛的镀层是Au，这是因为金具有优良的导电性，且化学性能稳定，耐氧化，耐腐蚀。

银与金都具有优良的导电性能，接触电阻较小。但银与金的硬度都不高，耐磨性也较差。若使用固体微粒与金共沉积形成复合镀层，则可显著提高抗电蚀性及耐磨性。但固体微粒的加入会降低金镀层表面的光洁度，造成触头材料导电性有所下降，同时固体微粒多采用纳米级，在添加至镀液中时分散剂会受镀液的影响，在不同的镀金液中，分散剂对纳米微粒的分散能力不同，从而造成金复合镀层性能的差异。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种Ag-Ni电触头的表面镀层。其目的在于对电触头材料的传统制备方法进行改进，在保证电接触性能的前提下，提高表面硬度，延长工件使用寿命。Ni-SiC(镍-碳化硅)复合镀层因其优良的耐磨性和耐蚀性，同时还有很好的抗高温氧化能力，在日常生活和工业中有着广泛的应用。复合镀层的存在，不仅可以减薄镀金层厚度，同时可以显著提高镀金层硬度，改善其与基体的结合力，有效防止金镀层沿着基体的界面剥离。

为了解决上述技术问题，本发明Ag-Ni电触头的表面镀层予以实现的技术方案是：该镀层包括在Ag-Ni电触头基体表面依次镀有纳米SiC/Ni复合镀层和Au镀层，所述纳米SiC/Ni复合镀层作为Ag-Ni电触头基体表面与Au镀层之间的中间过渡层，其中，所述纳米SiC/Ni复合镀层厚度为1.5～2.2μm，Au镀层厚度为0.8～1.5μm。

其中，对于镀层的优选厚度有以下情形之一：

所述纳米SiC/Ni复合镀层厚度为1.8μm，Au镀层厚度为0.9μm；

所述纳米SiC/Ni复合镀层厚度为2.0μm，Au镀层厚度为0.8μm；

所述纳米SiC/Ni复合镀层厚度为2.3μm，Au镀层厚度为0.8μm；

所述纳米SiC/Ni复合镀层厚度为2.6μm，Au镀层厚度为1.1μm。

本发明一种Ag-Ni电触头基体材料表面镀层的制备方法，由以下步骤构成，

步骤一：首先对Ag-Ni电触头基体进行表面清洗、活化处理；

步骤二：制备纳米SiC/Ni复合镀液，对纳米SiC颗粒进行表面处理后配置纳米SiC/Ni复合镀液，其中，基础镀液选用瓦特型镀镍溶液，SiC浓度为6～9g/L；

步骤三：将Ag-Ni电触头基体镀件带电置于上述纳米SiC/Ni复合镀液中进行电镀，Ag-Ni电触头基体镀制上一层均匀的纳米SiC/Ni复合镀层，其纳米SiC/Ni复合镀层厚度为1.5～2.2μm；然后快速放入镀金液中通电，在纳米SiC/Ni复合镀层上镀制一层均匀的Au镀层，Au镀层厚度为0.8～1.5μm；从而Ag-Ni电触头基体得到纳米SiC/Ni和Au双镀层。

进一步讲，本发明中的纳米SiC/Ni复合镀层中的纳米SiC颗粒粒径为70～100nm。