[发明专利]用于电气装置的触点组件以及其制作方法

说明书

一种用于电气装置的触点组件以及一种制作此类组件的方法，所述触点组件包括衬底和设置在所述衬底上的触点材料。所述触点材料包括复合材料，所述复合材料包括耐火材料和基质材料。所述基质材料具有比所述耐火材料更高的延展性。所述复合材料进一步包括芯部区和形成所述芯部区边界的外部区，所述芯部区的所述耐火材料的浓度比所述外部区的所述耐火材料的浓度更高。所述方法对共混原料应用冷喷涂以产生包括上文描述的所述复合材料的层。

技术领域

本发明大体上涉及电触点组件和其制作方法，更具体地说，本发明涉及制作用于电力开关、断路器、接触器和继电器等装置的电触点组件的方法。

背景技术

触点和触点组件在断路器领域中是众所周知的。用于促进和阻断电流的具有电触点的触点组件不仅在断路器中使用，还在其它电气装置中使用，例如旋转式双断断路器、接触器、继电器、开关和隔离开关。对于这些电气装置的应用包括但不限于公用事业、工业、商业、住宅和汽车工业。

触点组件的主要功能是为电触点提供载流子，其能够被致动以使所述触点与第二触点分离，由此实现促进和阻断电路中的电流。适合于所提及的应用的电触点通常包括银，用于携带大部分电流；并且在许多情况下包括耐火材料，例如钨、镍、钼或碳化钨，用于提供耐侵蚀性和耐冲击磨损性；或包括石墨从而在保持低电阻的同时提供触点焊接的阻力。

触点通常粘合到衬底，例如接触臂，所述接触臂通常是但不一定是铜或铜合金，以这种方式使得所述组件能耐受在主机装置操作期间经历的热、电和机械应力。触点故障通常至少在一定程度上是由于冲击造成的磨损和电弧造成的侵蚀。通常造成触点劣化的因素包括触点的配置或几何结构(不同层/厚度)、材料选择，以及可能在触点与其衬底之间的接口处形成空隙的处理(钎焊/焊接)缺陷，所述缺陷降低了从触点到衬底的热传递，并且独立地或另外，会导致触点与衬底分离。因此需要改进具有合适的耐磨损性和耐侵蚀性的触点组件的制造以及接合衬底与触点的高质量接口。

发明内容

提供本发明的实施例以满足这种以及其它需要。一个实施例是一种用于电气装置的触点组件。触点组件包括衬底和设置在衬底上的触点材料。触点材料包括复合材料，复合材料包括耐火材料和基质材料。基质材料具有比耐火材料更高的延展性。复合材料进一步包括芯部区和形成芯部区边界的外部区，芯部区的耐火材料的浓度比外部区的耐火材料的浓度更高。

可选的，耐火材料包括金属钨、碳化物、石墨或氮化物。

可选的，耐火材料包括钨。

可选的，基质材料具有至少3×10⁷西门子/米的电导率。

可选的，基质材料包括银、铜、金、铝，或包括前述金属中的一种或多种的组合。

可选的，复合材料的芯部区中存在浓度为至少30体积百分比的耐火材料。

可选的，复合材料的芯部区中存在浓度为至少35体积百分比的耐火材料。

可选的，外部区中存在浓度小于30体积百分比的耐火材料。

可选的，外部区包括浓度范围从20体积百分比到25体积百分比的耐火材料。

可选的，耐火材料包括钨并且基质材料包括银。

可选的，芯部区包括从35体积百分比到40体积百分比的钨和从60体积百分比到65体积百分比的银，并且其中外部区包括从20体积百分比到25体积百分比的钨和从75体积百分比到80体积百分比的银。

可选的，衬底包括铜。