用于熔斷器熔體的帶材及其制作方法

專利名稱：用于熔斷器熔體的帶材及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熔斷器的配件，特別涉及一種用于熔斷器熔體的帶材及其 制做方法。
背景技術：
熔斷器是利用金屬導體作為熔體串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔 體時，因其自身發熱而熔斷，從而分斷電路，保護電氣設備和電網的一種電器 元件。熔體是控制熔斷特性的關鍵元件，其材料、尺寸和形狀決定了熔斷特性。 熔體材料分為低熔點和高熔點兩類。低熔點材料如鉛和鉛合金，其熔點低容易 熔斷，由于其電阻率較大，故制成熔體的截面尺寸較大，熔斷時產生的金屬蒸 氣較多，只適用于低分斷能力的熔斷器。高熔點材料如銅、銀，其熔點高，不 容易熔斷，但由于其電阻率較低，在一定電阻時，所需截面積較小，熔斷時產 生的金屬蒸氣少，有利于滅弧，適用于高分斷能力的熔斷器。銀熔體在開斷強短路電流時具有很好的能力，而且銀化學性質穩定，抗氧 化、耐腐蝕性能優越，在使用過程中電阻值不容易發生變化、熔點恒定，有利 于保持電路的穩定性和安全性，是大電流、高可靠性熔斷器的關鍵材料。但是， 由于銀的價格昂貴，采用銀熔體成本高。目前采用將銀與銅通過嵌合的方法作為熔體帶材，雖然可以降低材料的成 本，但嵌合方法需要價格昂貴的精密設備,制作工藝復雜，在銅帶上嵌合的銀 的條帶數量越多，制作工藝越復雜，制作成本高，并且銀與銅之間的界面容易 產生裂紋。另外，這種方法使得嵌銀層只能部分嵌在銅基體上(從橫截面看)， 用這種帶材制作的熔斷器熔體，不能保證熔斷器本身應當具備的熔斷特性，性 能不穩定。發明內容本發明目的是提供了一種用于熔斷器熔體的帶材。在熔斷保護作用的部分 使用銀或銀合金，與電路連接導電的部位使用銅或銅合金，可以能充分保證電 器和電路的安全，對高檔熔斷器的發展具有重要的促進作用。本發明另一個目的是提供了一種熔斷器熔體帶材制的作方法，采用本發明 方法制備的帶材，制作工藝簡單，生產成本低。實現本發明的技術方案是 ， 所述帶材的橫截面包括至少兩段間隔開的銅或者銅合金體，相鄰的間隔開的 兩段銅或者銅合金體之間設有銀或銀合金體，銀或銀合金體與銅或者銅合金體 之間設有用于焊接的銀銅合金焊料，所述銀或銀合金體與銅或者銅合金體通過 用于焊接的銀銅合金焊料焊接固定。所述位于中間的每段銅或銅合金體的橫截面寬度為2~30mm，位于兩端的每 段銅或銅合金體的橫截面寬度為3~50mm，每段銀或銀合金體的橫截面寬度為 1 ~ 6mm,每段銀銅合金焊料的橫截面寬度為0. 03mm~ 0. lmm。制作上述的帶材的方法是1) 將銅或銅合金體、銀或銀合金體相間并排放置，在銅或銅合金體、銀或 銀合金體之間夾入銀銅合金焊料，用金屬夾具將并排放置在一起的銅或銅合金 體、銀或銀合金體、銀銅合金焊料夾緊；2) 將用金屬夾具夾緊在一起的銅或銅合金體、銀或銀合金體、銀銅合金焊料放入加熱爐中，在真空或保護氣氛(保護氣氛為氨分解氣或氫氣)中加熱至 650°C~ 730°C,保持70 75min后，再快速升溫到81(TC 85(TC，保溫25 ~ 40min，進行保護焊擴散連接；3) 保溫結束后，隨爐冷卻到35(TC- 400。C出爐空冷；4) 空冷后，對焊接在一起的用于制作熔斷器熔體的全斷面復合材料，采用 通常的方法進行多道次軋制和退火，即得本發明所述熔斷器熔體帶材。在熔斷器的熔斷保護部分使用銀或銀合金，可以保證在熔斷保護部分銀熔體的 開斷強短路電流時具有的電阻值不容易發生變化、熔點恒定，有利于保持電路 的穩定性和安全性的特點，保證了熔斷器本身應當具備的熔斷特性，而有不影響電器和電路安全性；與電路連接導電的部位使用銅或銅合金，可以大大降低 成本，因此，本發明所述熔體材料在熔斷器領域具有十分廣泛的應用前景。本發明所述的熔體材料為每兩部分銅或者銅合金之間，通過銀銅合金焊料 焊接有銀或銀合金的結構，當所述銅或者銅合金多于兩部分時，位于中間銅或 者銅合金的寬度小于兩端的銅或者銅合金的寬度，以便于熔體的安裝，當然的 位于中間銅或者銅合金的寬度也可以等于兩端的銅或者銅合金的寬度，同樣不 影響其使用安裝。銀或銀合金的寬度小于銅或者銅合金的寬度；既可以保證銀 或銀合金位于熔斷器的熔斷保護部分，同時還可以降低成本。銀銅合金焊料的 寬度小于銀或銀合金熔體的寬度，在保證銅或者銅合金與銀或銀合金牢固焊接 的同時，還不影響熔斷器本身應當具備的熔斷特性。銅或者銅合、銀或銀合金 以及銀銅合金厚度相同，可以保證熔斷器的熔體的特性以及帶狀熔體的整齊和 實用。根據熔斷器使用電壓的高低，銀或者銀合金的數量可以為一部分或兩部分 或三部分及其以上。參見圖1,采用本發明所述的制作方法，從熔體帶材的橫截面看，銀層和銅 層均貫穿整個橫斷面，用這種帶材制作的熔斷器熔體，可以保證熔斷器本身應 當具備的熔斷特性，性能穩定。采用本發明所述的制作方法，通過焊接的方法將銀、銅用銀銅合金焊料固 定，具有生產工藝簡單，容易操作，并且有生產成本低的優點。采用上述擴散焊接工藝生產的全斷面復合材料具有很高的界面結合強度， 焊接好的材料通過多道次軋制和退火成為厚度0. 03-0. 3醒的帶材，其界面不會 產


圖1為本發明所述帶材的橫截面結構示意圖。
具體實施方式
根據最終帶材的尺寸要求及設備要求，計算出原始材料的厚度、寬度及寬度。 再加工出尺寸符合要求的銀或銀合金及銅或銅合金棒材。將銀或銀合金棒與銅或銅合金棒兩兩相間并排放置，兩者之間夾入AgCu28合金帶狀焊料，將用金屬 夾具夾緊在一起的銅或銅合金體、銀或銀合金體、銀銅合金焊料放入加熱爐中，在真空或保護氣氛中加熱、保溫進行保護焊擴散連接，該過程溫度在短時間升 高至焊料熔點以上，但不得高于銀或銀合金的熔點。其保護氣氛是氨分解氣、 氮氣或氫氣。保溫結束后，待溫度降低至40(TC以下出爐空冷，再用通常的方法 進行多道次軋制和退火，得到厚度0. 03-0. 3mm的本發明所述的用于制作熔斷器 熔體的帶材。參見圖1,當帶材的橫截面的銅或者銅合金體多于兩段時，位于中 間的每段銅或者銅合金體的橫截面寬度小于位于兩端的每段銅或者銅合金體的 橫截面寬度；每段銀或銀合金體的橫截面寬度小于每段銅或者銅合金體的橫截面寬度；每段銀銅合金焊料的橫截面寬度大大小于每段銀或銀合金熔體的橫截 面寬度，銅或者銅合金體、銀或銀合金體以及銀銅合金焊料的厚度相同。實施例l (參見圖i)1. 按圖l所示，將四根銅棒與三根銀棒相間并排放置于一個金屬型夾具中，在Ag和Cu之間夾入0. 03mm ~ 0. l腿寬的AgCu28薄帶3焊料,，四根銅棒的長度 均為lra，位于兩端的銅棒的寬度Ll為20+2mm,位于中間的銅棒的寬度L3為 IO-I誦；三根銀棒的長度均為lm，位于兩端的銀棒的寬度L2為4+2. 5mm,位于 中間的銀棒的寬度L4為4+lmm。用金屬夾具將并排放置在一起的銅棒、銀棒、 AgCu28薄帶焊料夾緊。銀、銅以及AgCu28焊料的厚度H相同。2. 將上述安放有銅棒和銀棒以及AgCu28薄帶焊料的金屬夾具放入真空退火 爐中，其真空度抽到l(T2Pa以上開始升溫，在70(TC保持70min后，快速升溫到 830°C,保溫40min，進行保護焊擴散連接。保溫結束后，隨爐冷卻到40(TC以下出爐空冷，空冷后，對焊接在一起的用于制作熔斷器熔體的全斷面復合材料， 采用通常的方法進行多道次軋制和退火，即得本發明所述熔斷器熔體帶材。實施例21. 本實施例制作熔斷器熔體的方法中的步驟1與實施例1的基本相同。2. 將上述安放有銅棒和銀棒的金屬夾具放入真空退火爐中，擴散連接熱處 理過程采用氨分解氣保護。材料放入爐內后，先通入氨分解氣10min，然后開始 加熱，在73(TC保持75min后，快速升溫到85(TC,保溫25min,進行保護焊擴 散連接。保溫結束后，仍然通氣，待爐溫降至35(TC以下停止通氣，材料出爐冷 卻空冷，空冷后，對焊接在一起的用于制作熔斷器熔體的全斷面復合材料，采 用通常的方法進行多道次軋制和退火，即得本發明所述熔斷器熔體帶材。。實施例31. 本實施例制作熔斷器熔體的方法中的步驟1與實施例1的基本相同。2. 將上述安放有銅棒和銀棒的金屬夾具放入真空退火爐中，擴散連接熱處 理過程采用氫氣保護。材料放入爐內后，先通入氫氣20min,然后開始加熱.。 在65(TC保持70min后，快速升溫到810。C，保溫35min,進行保護焊擴散連接。 隨爐冷卻到35(TC以下停止通氣，材料出爐冷卻空冷，空冷后，對焊接在一起的 用于制作熔斷器熔體的全斷面復合材料，采用通常的方法進行多道次軋制和退 火，即得本發明所述熔斷器熔體帶材。用本發明方法復合的帶材，使用時，可以根據需要沖壓本發明所述的用于 制作熔斷器熔體的帶^"，按照常規的方法安裝在熔斷器上即可。雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，任何所 屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明之精神和范圍內，當可作些許之更動 與改進，因此本發明之保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述帶材的橫截面包括至少兩段間隔開的銅或者銅合金體，相鄰的間隔開的兩段銅或者銅合金體之間設有銀或銀合金體，銀或銀合金體與銅或者銅合金體之間設有用于焊接的銀銅合金焊料，所述銀或銀合金體與銅或者銅合金體通過用于焊接的銀銅合金焊料焊接固定。
2. 根據權利要求1所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述帶材的 橫截面的銅或者銅合金體多于兩段時，位于中間的每段銅或者銅合金體的橫截 面寬度小于位于兩端的每段銅或者銅合金體的橫截面寬度；每段銀或銀合金體 的橫截面寬度L小于每段銅或者銅合金體的橫截面寬度；每段銀銅合金焊料的 橫截面寬度小于每段銀或銀合金熔體的橫截面寬度，銅或者銅合金體、銀或銀 合金體以及銀銅合金焊料的厚度相同。
3. 根據權利要求2所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述位于中 間的每段銅或銅合金體的橫截面寬度為2 ~ 30mm,位于兩端的每段銅或銅合金體 的橫截面寬度為3~50mm。
4. 根據權利要求2所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述每段銀 或銀合金體的橫截面寬度為1 ~ 6mm。
5. 根據權利要求2所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述每段銀 銅合金焊料的橫截面寬度為0. 03mm - 0. l隱。
6. 根據權利要求1所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述銀銅合 金焊料為AgCu28合金。
7. 根據權利要求1所述的用于熔斷器熔體的帶材，其特征在于所述熔斷器 的熔體為帶狀。
8. 制作如權利要求1所述的帶材的方法，其特征在于 l)將銅或銅合金體、銀或銀合金體相間并排放置，在銅或銅合金體、銀或銀合金體之間夾入銀銅合金焊料，用金屬夾具將并排放置在一起的銅或銅合金體、銀或銀合金體、銀銅合金焊料夾緊；2) 將用金屬夾具夾緊在一起的銅或銅合金體、銀或銀合金體、銀銅合金焊 料放入加熱爐中，在真空或保護氣氛中加熱至650°C~ 730°C，保持70~75min 后，再快速升溫到810°C ~85(TC,保溫25 40min,進行保護焊擴散連接；3) 保溫結束后，隨爐冷卻到350°C 40(TC出爐空冷；4) 空冷后，對焊接在一起的用于制作熔斷器熔體的全斷面復合材料，采用 通常的方法進行多道次軋制和退火，即得本發明所述熔斷器熔體帶材。
9.根據權利要求8所述的制作方法，其特征在于步驟2)所述的保護氣氛 為氨分解氣或氫氣。
全文摘要
本發明涉及一種用于熔斷器熔體的帶材及其制作方法，所述帶材的橫截面包括至少兩段間隔開的銅或者銅合金體，相鄰的間隔開的兩段銅或者銅合金體之間設有銀或銀合金體，銀或銀合金體與銅或者銅合金體之間設有用于焊接的銀銅合金焊料，所述銀或銀合金體與銅或者銅合金體通過用于焊接的銀銅合金焊料焊接固定。本發明在熔斷保護作用的部分使用銀或銀合金，與電路連接導電的部位使用銅或銅合金，能充分保證電器和電路的安全，對高檔熔斷器的發展具有積極的作用。采用本發明方法制備上述帶材，制作工藝簡單，生產成本低。
文檔編號H01H69/02GK101281839SQ200810069388
公開日2008年10月8日 申請日期2008年2月25日 優先權日2008年2月25日
發明者尹克江, 徐永紅, 應 章 申請人:重慶川儀總廠有限公司