一種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)及其制備方法，觸點(diǎn)部件具有三層結(jié)構(gòu)，第一層為疏水性橡膠層，第二層為金屬薄片層，第三層為鎢合金的化學(xué)沉積層。本化學(xué)沉積所采用的鍍液中含有25-125g/L的可溶性鎢化合物、0-60g/L的可溶性的過渡金屬鐵、鎳、鈷、銅或錳的化合物、0-30g/L的可溶性的錫、銻、鉛或鉍化合物。當(dāng)疏水性橡膠層和金屬薄片層的層狀復(fù)合體用此鍍液進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)，鎢合金鍍層選擇性地沉積在金屬表面上，在疏水性橡膠表面根本上不發(fā)生鎢合金的化學(xué)沉積。本發(fā)明所制備的開關(guān)觸點(diǎn)，具有良好的金屬色澤，較低的接觸電阻，較高的耐開關(guān)電弧燒蝕性能和較長的使用壽命，并且適合與橡膠進(jìn)行熱硫化粘合和成型。
【專利說明】一種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種電力或電子產(chǎn)品中的開關(guān)或電路中兩個(gè)導(dǎo)體之間可通過相 互接觸從而可供電流通過的零部件(也就是電觸頭或觸點(diǎn)）及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電觸頭或觸點(diǎn)是開關(guān)或電路中兩個(gè)導(dǎo)體之間通過相互接觸從而可供電流通過的 重要零部件，承擔(dān)接通、承載和分?jǐn)嗾ｋ娏骱凸收想娏鞯墓δ?，其質(zhì)量和使用壽命直接決 定著整個(gè)開關(guān)或電路的質(zhì)量和使用壽命。電觸頭或觸點(diǎn)主要應(yīng)用于繼電器、接觸器、空氣開 關(guān)、限流開關(guān)、電機(jī)保護(hù)器、微型開關(guān)、儀器儀表、電腦鍵盤、手持機(jī)、家用電器、汽車電器(車 窗開關(guān)、后視鏡開關(guān)、燈開關(guān)、起動電機(jī)等負(fù)荷開關(guān))、漏電保護(hù)開關(guān)等。電觸點(diǎn)或觸點(diǎn)的制 備材料很多，主要有銀、銀鎳、銀氧化銅、銀氧化鎘、銀氧化錫、銀氧化錫氧化銦、銀氧化鋅、 紫銅、黃銅、磷銅、青銅、錫銅、鈹銅、銅鎳、鋅白銅、不銹鋼等。
[0003] 在汽車電器、家用電器、電腦鍵盤和手持機(jī)等設(shè)備中，其開關(guān)部件常常是設(shè)有觸點(diǎn) 的印刷電路板（PCB)和設(shè)有觸點(diǎn)的橡膠按鍵的組合。PCB上的圓形觸點(diǎn)，被一條直線或曲線 (如S型曲線、Μ型曲線）分割成不導(dǎo)通的兩半。按鍵上的觸點(diǎn)是不用分割的圓形。用按鍵 上的一個(gè)相同直徑的圓形觸點(diǎn)，與PCB上的一個(gè)圓形觸點(diǎn)作面對面的接觸，就可以接通PCB 上的一個(gè)電路。按鍵上的觸點(diǎn)材料，是導(dǎo)電橡膠或金屬。導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)與PCB觸點(diǎn)相接觸 時(shí)的接觸電阻較大，導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn)不適用于接通電流較大(例如電流大于50毫安)的PCB電 路。金屬觸點(diǎn)與PCB觸點(diǎn)相接觸時(shí)的接觸電阻較小，金屬觸點(diǎn)既可以用于接通電流較小的 PCB電路，也可以用于接通電流較大的PCB電路。但目前金屬觸點(diǎn)存在耐化學(xué)品腐蝕、耐電 弧燒蝕性能不理想、制作成本高從而使其應(yīng)用受到限制等問題。
[0004] 在大氣中，開關(guān)元件在接通電路或分?jǐn)嚯娐窌r(shí)常產(chǎn)生電火花或電弧。開關(guān)電弧現(xiàn) 象的存在，將導(dǎo)致觸點(diǎn)氧化和燒蝕，并且可能使空氣中的有機(jī)質(zhì)碳化從而產(chǎn)生積碳，使開關(guān) 的接觸電阻逐漸增大甚至斷路。
[0005] 申請專利號為201220499100. X的專利文件公開了"一種三層復(fù)合電觸點(diǎn)"，該觸 點(diǎn)是在銅基觸點(diǎn)本體的接觸面上鍍一層銀，使得觸點(diǎn)的導(dǎo)電性能更好，且比完全采用銀制 成要節(jié)省生產(chǎn)成本。雖然銀的導(dǎo)電性和傳熱性在所有的金屬中都是最高的，但銀的耐大氣 腐蝕性能較差、耐鹽霧性能較差。銀易與大氣中的硫化氫（H 2S)反應(yīng)生成黑色的硫化銀。銀 作為點(diǎn)觸點(diǎn)使用，雖然初始表面電阻小，但其在大氣中的使用壽命也受到限制。雖然鍍銀的 成本比黃金低，但銀也是貴金屬之一。另外，在這樣的電觸點(diǎn)中，沒有橡膠層，因此，這種電 觸點(diǎn)不適于與橡膠進(jìn)行熱硫化粘合和熱硫化成型從而制成含有電觸點(diǎn)的橡膠按鍵。只有含 有橡膠層的觸點(diǎn)，或者全部由導(dǎo)電橡膠構(gòu)成的觸點(diǎn)，才可能順利與其它橡膠進(jìn)行熱硫化粘 合和熱硫化成型從而制成含有電觸點(diǎn)的橡膠按鍵，而不會在熱硫化粘合和熱硫化成型過程 中產(chǎn)生溢膠、粘合不良等質(zhì)量問題。
[0006] 申請專利號為200580045811. 2的專利文件公開了一種"具有鍍金端觸點(diǎn)的扁平 一次電池"，該電池可用于例如數(shù)字照相機(jī)。該電池可具有包含鋰的陽極和低電阻的觸點(diǎn)。 陽極和陰極可呈其間帶有隔板的螺旋形卷曲的薄片形式。外部正負(fù)觸點(diǎn)用金鍍覆以改善接 觸電阻。該發(fā)明電觸點(diǎn)的電阻雖小，但是由于黃金的熔點(diǎn)不及鎢、鑰等難熔金屬，所以其耐 電壓產(chǎn)生的火花性能欠佳。另外，黃金高昂的價(jià)格也限制了該電觸點(diǎn)的應(yīng)用范圍。
[0007] 申請專利號為201020143455. 6的專利文件公開了一種"鍍鎳鎢觸點(diǎn)"，屬于基本 電器元件【技術(shù)領(lǐng)域】，旨在解決現(xiàn)有的鎢觸點(diǎn)易氧化，影響導(dǎo)電性能的問題。在公知技術(shù)中， 現(xiàn)有的鎢觸點(diǎn)主要是鉚釘型座釘和鎢片以純銅為焊料熔焊制作成。本專利中采用在座釘和 鎢片焊連的鎢觸點(diǎn)外表面包罩連接鍍鎳層所組成為鍍鎳的鎢觸點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，導(dǎo)電 性能穩(wěn)定，經(jīng)久耐用，適用于汽車、摩托車、電喇叭等電器。該專利的觸點(diǎn)采用鎢片外加鍍 鎳層，但鎳的耐電弧燒蝕性能低，不宜用于工作電流或電壓較大的較苛刻的場合。我們的 測試表明，鎳作為開關(guān)觸點(diǎn)與PCB的鍍金觸點(diǎn)接觸和分?jǐn)啵ㄩ_和關(guān))，在室溫下，但工作電流 為300毫安時(shí)，開關(guān)次數(shù)4000次左右之后，開關(guān)的接觸電阻就顯著升高，甚至使電路完全斷 路。
[0008] 美國專利4019910公開了制備一種多金屬的鎳合金的化學(xué)鍍液。該鎳合金中除了 含有硼或磷，還含有一種或一種以上的金屬如錫、鎢、鑰或銅。該化學(xué)鍍液中含有無機(jī)酸和 多元酸或多元醇反應(yīng)所得的酯復(fù)合物，如葡庚糖酸的二硼酯、鎢酸酯或鑰酸酯。該鎳合金主 要由鎳組成，鎳含量通常在大約60%至大約95% (重量比）的范圍內(nèi)。該合金有優(yōu)良的機(jī)械 性能和耐腐蝕性能，其中某些合金如含磷的鎳合金，特別是鎳-磷-錫-銅合金，具有非磁 性或非鐵磁性。該發(fā)明所公開的多金屬的鎳合金含有較大含量的硼或磷，如作為觸點(diǎn)材料 使用，較大含量的硼或磷的存在，將影響觸點(diǎn)的初始電阻。我們的測試表明，純鎳、鎳含量大 的鎳合金(如鎳銅合金或蒙乃爾合金、鎳鉻合金等)、含鎳的不銹鋼、或用化學(xué)鍍得到的鎳為 主要組成的鎳合金，如果作為開關(guān)的觸點(diǎn)，都具有較差的耐電弧性能和較低的開關(guān)使用壽 命。
[0009] 美國專利申請20090088511公開了在裸露的銅線上選擇性地形成一種鈷基合金 保護(hù)膜的化學(xué)鍍液。化學(xué)鍍液中包含了鈷離子和另一種金屬離子(鎢和/或鑰)、螯合劑、還 原劑、特定的表面活性劑和四烷基氫氧化銨。使用該發(fā)明所公開的鍍液，不需要在化學(xué)鍍之 前使用一種子層(如鈀層)。該保護(hù)膜具有防擴(kuò)散、防電遷移的能力。但這種保護(hù)膜由于鈷 含量高，比較硬而脆。此外，由于在電弧作用下鈷基合金很容易產(chǎn)生鈷的氧化物而導(dǎo)致表面 電阻上升。這種保護(hù)膜耐電弧燒蝕性能不好，不宜用來制作電觸頭或觸點(diǎn)。
[0010] 美國專利號為US 6821324的發(fā)明，描述了用于鈷鎢磷化學(xué)沉積的水性鍍液含有 六水氯化鈷、來自三氧化鎢（wo3)或磷鎢酸[H 3P(W301CI)4]的可溶性鎢離子源，以及一種含磷 的還原劑，不含堿金屬離子和堿土金屬離子，所得到的沉積薄膜不含氧，具有低的電阻率。 這種沉積薄膜可用于半導(dǎo)體芯片、超大規(guī)模集成電路產(chǎn)品、珠寶、螺母和螺釘、磁性材料、機(jī) 翼、先進(jìn)材料和汽車部件等產(chǎn)品中的封蓋層或阻擋層，以防止層間金屬擴(kuò)散和遷移。該發(fā) 明所描述的鍍液，原材料選擇的種類少，由于鍍液中不含堿金屬離子和堿土金屬離子，鍍液 中的鎢離子的濃度較低(特別是當(dāng)三氧化鎢用作原料時(shí))，所形成的鈷鎢磷沉積薄膜中的鎢 含量難以調(diào)節(jié)，難以得到高鎢含量的沉積薄膜。該發(fā)明所描述的鍍液，可在硅、二氧化硅、 珠寶、磁性材料和金屬等基材上沉積，沉積對基材沒有選擇性。此外，開關(guān)電弧的溫度可達(dá) 6000°C，而在氧氣存在的情況下，加熱至300°C以上時(shí)，鈷被氧化生成C〇0或C〇 304，以鈷作為 主要成分的合金，耐電弧燒蝕性能不佳，不宜作為觸點(diǎn)材料，所以工業(yè)上很少有鈷合金電觸 頭或觸點(diǎn)。
[0011] 美國專利號為6797312的發(fā)明，描述了用不含堿金屬的鍍液形成鈷鎢合金，在鍍 液中可不使用四甲基氫氧化銨，在沉積鈷鎢金屬合金到基材上之前，不用催化劑如鈀催化 劑預(yù)處理基材，使用該鍍液就可得到鈷鎢合金的沉積層。該鈷鎢合金中含有大量的鈷元素， 不耐開關(guān)電弧燒蝕。該合金該發(fā)明也沒有涉及到如何進(jìn)行選擇性的化學(xué)沉積。
[0012] 本專利權(quán)人的申請專利號為201110193369. 5的發(fā)明提供了一種"麻面金屬與橡 膠復(fù)合導(dǎo)電粒"，由金屬面層與橡膠基體粘合而成，或者粘合后分切而成。金屬面層為麻面， 具有凹坑、凸點(diǎn)或者兩者均有；凹坑或凸點(diǎn)在金屬面層的外表面、內(nèi)表面或者兩個(gè)表面均 有。凹坑的深度小于金屬面層厚度，凸點(diǎn)的高度不小于金屬面層厚度的十分之一。金屬面 層的材質(zhì)為金屬或合金，外表面可鍍金、銀、銅或鎳等；橡膠基體為硅橡膠或聚氨酯橡膠等； 金屬面層與橡膠基體之間可有粘接層，粘接層為熱硫化膠粘劑、底涂劑或?yàn)榕c橡膠基體相 同的材質(zhì)。金屬面層內(nèi)表面可涂有偶聯(lián)劑等助劑。本發(fā)明的金屬面層強(qiáng)度高、導(dǎo)電性穩(wěn)定， 粘接層強(qiáng)度高，橡膠基體彈性足。該發(fā)明沒有為解決導(dǎo)電粒的耐電弧燒蝕問題提出解決方 案。該發(fā)明也沒有提出如何在金屬面層的外表面上獲得一層或多層鍍層的具體方法。該發(fā) 明的麻面上鍍金銀等貴金屬，由于表面積大，貴金屬用量多，成本高。
[0013] 眾所周知，各種純金屬中以鎢的熔點(diǎn)最高，為34KTC。鎢的蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度 也較小。鎢的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫時(shí)不跟空氣和水反應(yīng)，不加熱時(shí)，任何濃度的鹽酸、硫 酸、硝酸、氫氟酸以及王水對鎢都不起作用。堿溶液對鎢也不起作用。鎢還是一種電阻率比 較小、導(dǎo)電性比較好的材料。在各種純金屬中，鎢的電阻率比銀、銅、金、鋁、鑰大，但比鋅、 鎳、鎘、鈕、鐵、鉬、錫、鉛、鋪、鈦、萊小，作為觸點(diǎn)材料時(shí)有利于降低觸點(diǎn)的接觸電阻。但鎢或 鎢合金的硬度很高，以機(jī)械壓制法或粉末冶金法，難以得厚度較小的鎢或鎢合金合金的薄 片(特別是厚度小于〇. 〇5mm的鎢合金薄片)，如果將較厚的鎢合金的薄片，直接用于生產(chǎn)金 屬觸點(diǎn)，不僅將增大金屬觸點(diǎn)的原材料成本，而且由于鎢或鎢合金合金的硬度大，進(jìn)行分割 或沖切加工困難。由于鎢與其它金屬性質(zhì)的顯著差異，在電子產(chǎn)品中，特別是在觸點(diǎn)中，未 有成熟的和廣泛使用的應(yīng)用技術(shù)。
[0014] 本發(fā)明，將公開一種耐電弧燒蝕的鎢合金觸點(diǎn)及其制備方法，這種觸點(diǎn)由于包含 橡膠層，因而可與橡膠進(jìn)行熱硫化粘合和熱硫化成型從而制備包含耐電弧燒蝕的觸點(diǎn)的橡 膠按鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 第一發(fā)明目的：克服傳統(tǒng)鍍金、銀基或鍍銀的開關(guān)觸點(diǎn)成本較高、耐電弧燒蝕性能 不太高的缺陷，或者克服銅基、錫基、鎳基或不銹鋼觸點(diǎn)雖然成本較低但耐電弧燒蝕性能較 差、壽命較短的缺點(diǎn)，提供一種制造成本低、導(dǎo)通電流大、耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)。
[0016] 第一技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)，開關(guān)觸點(diǎn)是具 有三層結(jié)構(gòu)的層狀復(fù)合體，第一層為0. l-l〇mm厚的疏水性橡膠層，第二層為0. 01-2. 0mm厚 的金屬薄片層，第三層為2?(Γ5-〇. 02mm厚的鶴合金鍍層；其中，第三層鶴合金鍍層是第一 層和第二層的復(fù)合體浸泡在化學(xué)鍍液中，用化學(xué)沉積的方法將鎢合金沉積在第一層和第二 層的復(fù)合體中第二層的表面而形成的，鎢合金鍍層中含有重量比為30%以上的鎢元素、含 有重量比為0-70%的過度金屬元素鐵、鈷、鎳、銅或猛、或者主族元素錫、鋪、鉛、秘等。
[0017] 在鎢合金的鍍液中加入鎳、鈷、銅、錳等過渡金屬元素的離子，是為了使鍍層與金 屬基材粘合牢固，并且為了加快化學(xué)沉積的速率。鍍液中還可以加入錫、銻、鉛或鉍等元素 的離子，以使鍍層獲得特定的性能。比如，在鍍液中加入少量的亞錫離子，或者同時(shí)加入亞 錫離子、銻離子和鉛離子，可使鍍層的硬度下降。由于使用了含磷或含硼的還原劑，少量的 磷也可能沉積在鍍層中。但由于鍍層中磷和硼的含量高，將使鍍層的初始表面電阻增大，因 此，應(yīng)采取控制鍍液中還原劑的濃度和鍍液溫度等措施，來控制鍍層中磷和硼的含量。
[0018] 采用鎢合金鍍層做最外層原因在于：金屬鎢在大氣中化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是高熔點(diǎn)金 屬，蒸氣壓極低，具有比較好的耐電弧燒蝕性能，并且，鎢的電導(dǎo)率比大多數(shù)金屬都高。因此 這種觸點(diǎn)能夠通過或承受更大的電流，觸點(diǎn)使用壽命更長。
[0019] 一般來說，所用橡膠材料的疏水性越強(qiáng)，越有利于鎢合金在本發(fā)明中所使用橡膠 金屬層狀復(fù)合物中的金屬面上沉積，而不在橡膠材料的表面上沉積。親水性橡膠、含有表面 活性劑或抗靜電劑的橡膠材料、含有大量親水性或吸水性填料的橡膠材料，不宜在本發(fā)明 中使用。如果使用這些橡膠材料，在進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)，將使鎢合金鍍層也沉積在這些橡膠材料 上。
[0020] 作為優(yōu)化：所述的疏水性橡膠層是由于橡膠分子鏈上羧基、羥基、羰基、氨基、酰胺 基、腈基、硝基、鹵基、巰基、磺酸根和苯磺酸根含量低，從而使橡膠表面的水接觸角大于65° 的橡膠材料構(gòu)成；或者，所述的疏水性橡膠層是由于橡膠中不含或含有少量的親水性的填 料或添加劑，從而使橡膠表面的水接觸角大于65°的橡膠材料構(gòu)成。
[0021] 作為優(yōu)化：所述的疏水性橡膠層由非極性或極性弱的橡膠制備而成；優(yōu)先選用三 元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅橡膠或甲基乙烯基苯基硅橡膠。
[0022] 三元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和甲基乙烯基苯基硅橡膠是非極性橡膠，疏水 性強(qiáng)，同時(shí)它們的耐候性好，在大氣中能長期保持良好的彈性，因此，它們是所述的疏水性 橡膠層的優(yōu)先使用的材料。高腈基含量的丁腈橡膠和氫化丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、 氯磺化聚乙烯橡膠、氯醚橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠等極性橡膠，以及親水化的橡膠 (如親水性硅橡膠）和水膨脹橡膠等材料的極性大或含有大量親水性物質(zhì)，這些材料表面疏 水性不強(qiáng)。這些材料在含可溶性鎢化合物的化學(xué)鍍液中，鎢合金鍍層就會沉積在這些材料 的表面。
[0023] 疏水性橡膠層中的疏水性橡膠對水具有排斥能力，水不能在疏水性橡膠表面鋪展 開來。為了獲得鎢合金在金屬材質(zhì)上的選擇性化學(xué)沉積，在由第一層疏水性橡膠層和第二 層金屬薄片的復(fù)合體中的橡膠材質(zhì)的疏水性越高越好。在用鍍液進(jìn)行化學(xué)沉積時(shí)，為了使 沉積在第一層疏水性橡膠層上的合金少得可以忽略不計(jì)，橡膠基材的水接觸角需大于65°。 這里所謂的選擇性化學(xué)沉積，指的是鎢合金鍍層，選擇性地沉積在金屬材質(zhì)上，而不沉積在 橡膠材質(zhì)上。橡膠分子鏈上羧基、羥基、羰基、氨基、酰胺基、腈基、硝基、齒基、巰基、磺酸根 和苯磺酸根，將增大橡膠的極性和親水性。特別是羧基、羥基、磺酸根和苯磺酸根，將極大的 增大橡膠的極性和親水性。如果在橡膠和金屬的復(fù)合體中使用的是親水性強(qiáng)的羧基橡膠， 化學(xué)沉積將既可以發(fā)生在金屬材質(zhì)表面，也同時(shí)發(fā)生在橡膠材質(zhì)表面。如果橡膠材質(zhì)上有 鎢合金的沉積層，將不僅浪費(fèi)化學(xué)鍍的鍍液，而且不利于橡膠材質(zhì)與其它橡膠材質(zhì)的熱硫 化粘合或熱塑性粘合，而這種熱硫化粘合或熱塑性粘合是后續(xù)加工中所必需的。第一層疏 水性橡膠層的存在，就是為了第一層疏水性橡膠層和其它橡膠進(jìn)行熱硫化粘合或熱塑性粘 合，從而制備包含觸點(diǎn)的橡膠按鍵。
[0024] 因此，必需限制這些極性基團(tuán)在橡膠基材中的含量，以獲得選擇性良好的鎢合金 化學(xué)沉積。為了獲得選擇性最佳的化學(xué)沉積，橡膠基材中不能含有這些基團(tuán)。同樣的道理， 橡膠材質(zhì)本體或表面不含或少量含有親水性強(qiáng)的填料、添加劑或表面活性劑，也有利于獲 得選擇性的化學(xué)沉積。
[0025] 三元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基硅苯基橡膠是非極性的或極性很 弱的、疏水性比較強(qiáng)的橡膠材料，適宜于和金屬薄片進(jìn)行復(fù)合制備層狀復(fù)合體。在使用前述 的化學(xué)鍍液進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)，化學(xué)沉積不發(fā)生在橡膠層上。
[0026] 作為優(yōu)化：所述的第二層的金屬薄片層為具有凸點(diǎn)或凹點(diǎn)的金屬片材，具有凸線 條或凹線條的金屬片材、具有凸面或凹面的金屬片材、具有面積小于1_ 2的小孔的金屬片 材、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或者金屬纖維燒結(jié)氈，以便與PCB上的觸點(diǎn)接觸壓強(qiáng)更大，導(dǎo)通性更 好；金屬材質(zhì)為鎂、鋁、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鈮、鑰、銀、錫、金或含有這些元素的合 金；所述的金屬薄片層是由單一的金屬材質(zhì)或者不同的金屬材質(zhì)的層狀復(fù)合形成的；優(yōu)選 在大氣中化學(xué)性能穩(wěn)定、電導(dǎo)率較高且價(jià)格比較低的金屬或合金，如不銹鋼或鎳合金。
[0027] 作為優(yōu)化：所述的第二層的金屬薄片由0.01-1. 0mm厚的不銹鋼、銅或銅合金、鎳 或鎳合金薄片構(gòu)成，在不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片的一面或兩面，鍍有0.01-10 微米的純鎳層或鎳合金層；不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片上的鎳合金層由真空鍍 膜、電鍍或化學(xué)鍍的方法制備。
[0028] 在不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片上鍍一純鎳層或鎳合金層，可以提高金屬 薄片與鎢合金鍍層的粘合強(qiáng)度，避免鎢合金鍍層在觸點(diǎn)使用過程中脫落。特別是銅和銅合 金薄片，宜在化學(xué)沉積鎢合金鍍層之前，在銅和銅合金薄片的兩面鍍上一薄層純鎳層或鎳 合金，以提高銅和銅合金的耐氧化、耐化學(xué)腐蝕的性能。
[0029] 所選用的不銹鋼是普通不銹鋼、耐酸鋼、或者添加了鑰元素的從而改善耐大氣腐 蝕性的，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕的特種不銹鋼。
[0030] 金屬薄片的厚度不宜過薄。如果第二層的金屬薄片厚度低于0. 01mm，就可不能很 好地支撐第三層的鎢合金鍍層，在與橡膠復(fù)合之前、之中或之后的加工中容易破裂。如果第 二層的金屬薄片太厚，就會增加觸點(diǎn)的整體硬度，同時(shí)浪費(fèi)金屬材料。所以，金屬薄片的厚 度，不宜大于1. 〇mm。
[0031] 預(yù)先將第一層的疏水性橡膠層和第二層的金屬薄片制成層狀復(fù)合體，是為了方便 將層狀復(fù)合體作為觸點(diǎn)應(yīng)用于制備橡膠按鍵。層狀復(fù)合體上的疏水性橡膠，可直接與其它 橡膠進(jìn)行熱硫化粘合或熱塑性粘合而形成橡膠按鍵。如果將沒有橡膠層的金屬薄片和其它 橡膠進(jìn)行熱硫化粘合和熱硫化成型、或熱塑性粘合和熱塑性成型從而形成橡膠按鍵，就會 在模塑過程中發(fā)生溢膠、粘合不良等現(xiàn)象。所謂溢膠現(xiàn)象，是指在模塑過程中，橡膠溢到觸 點(diǎn)的正面，從而影響觸點(diǎn)的導(dǎo)電性能。觸點(diǎn)上有溢膠現(xiàn)象，對觸點(diǎn)的質(zhì)量來說是不可接受 的。
[0032] 第二發(fā)明目的：提供上述耐開關(guān)電弧燒蝕的觸點(diǎn)的一種制備方法。
[0033] 第二技術(shù)方案：一種耐電弧燒蝕的開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，包括如下步驟： (1)金屬薄片的處理：金屬薄片為0. 01mm至1. 〇mm厚的不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合 金薄片；用清洗劑和有機(jī)溶劑對金屬薄片進(jìn)行除油、清洗；或通過噴砂、打磨將金屬薄片進(jìn) 行表面機(jī)械粗化處理；或通過化學(xué)蝕刻處理以處理出直徑小于1mm的凹坑或凸點(diǎn)；或在金 屬薄片的一面或兩面，用電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍有〇. 1微米至10微米的純鎳層或鎳合金 層；然后用清洗劑和有機(jī)溶劑對所得到的金屬薄片進(jìn)行除油、清洗； (2) 疏水性橡膠與金屬薄片的粘合處理：疏水性橡膠通過熱硫化粘合和熱硫化成型，粘 合在涂有底涂劑或粘合促進(jìn)劑的金屬薄片上，形成層狀的復(fù)合片材；或者將具有自粘性疏 水性橡膠，通過熱硫化成型，粘合在涂有底涂劑或沒有底涂劑的金屬薄片上，形成層狀的復(fù) 合片材； (3) 切割處理：將上述步驟中的復(fù)合片材分割或沖切成包含有疏水性橡膠層和金屬薄 片層的直徑為2-10mm的圓柱體，或者將上述步驟中的復(fù)合片材分割或沖切成橫截面為橢 圓形、多邊形、十字形、星形、新月形或它們的任意組合的物體；用堿性清洗液清洗約5分 鐘，水洗后，用5%的鹽酸清洗3分鐘，然后用去離子水清洗干凈，濾干； 用5%的鹽酸清洗的目的，是為了除去部分金屬基材表面的氧化物，使金屬基材表面活 化，增強(qiáng)金屬基材和鎢合金鍍層之間的結(jié)合強(qiáng)度。使用其它清洗和酸液活化方法，也是可行 的。
[0034] (4)鎢合金鍍層的制備：將上述圓柱體或物體，浸漬在含有可溶性鎢化合物的化學(xué) 鍍液中，攪拌，用化學(xué)鍍的方法在圓柱體或物體的金屬表面形成鎢合金鍍層；或者，將上述 圓柱體放入含有可溶性鎢化合物的化學(xué)鍍液的滾筒中，讓滾筒轉(zhuǎn)動，用化學(xué)鍍的方法在圓 柱體的金屬表面形成鎢合金鍍層； 鍍液中含有40-125g/L的可溶性鎢化合物、0-60g/L的可溶性的過渡金屬鐵、鎳、鈷、銅 或錳的化合物或這些化合物的任意組合、0_30g/L的可溶性的錫、銻、鉛或鉍化合物或這些 化合物的任意組合、20-100g/L的還原劑、30-150g/L的絡(luò)合劑、20-100g/L的pH值調(diào)節(jié)劑、 0. Ι-lg/L的穩(wěn)定劑、0. Ι-lg/L的表面活性劑、0-50g/L的光亮劑或粗糙度調(diào)節(jié)劑；還可在鍍 液中添加其它助劑，如化學(xué)鍍加速劑。加速劑可選用氟化鈉。氟化鈉即可以作為加速劑，同 時(shí)亦可增加鍍層的光亮度； 優(yōu)選選用次亞磷酸鈉作為還原劑。當(dāng)用次亞磷酸鈉作為還原劑時(shí)，制得鎢合金鍍層所 采用化學(xué)鍍的溫度為65-85°C，時(shí)間為30-300分鐘，鍍液的pH值為8. 0-10. 0。
[0035] (5)清洗、烘干：取出上述被鍍鎢，用蒸餾水或去離子水清洗多次、浙干、在75°C的 恒溫烘箱中烘干，即得等到金屬面層上鍍有鎢合金的開關(guān)觸點(diǎn)。
[0036] 作為優(yōu)化：所述的含鎢合金鍍層所采用化學(xué)鍍的溫度為70-80°C，時(shí)間為100-200 分鐘，鍍液的pH值為8. 5-9. 0 ;鍍液中含有具有pH緩沖能力的強(qiáng)堿弱酸鹽；所述的pH調(diào)節(jié) 劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、乙酸鈉、氨水、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀中的一種或多種，優(yōu)先 使用氨水或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)鍍液的pH值。
[0037] 化學(xué)鍍的時(shí)間的選定，與開關(guān)產(chǎn)品的耐電弧燒蝕的性能要求或使用壽命要求有 關(guān)?；瘜W(xué)鍍的時(shí)間越長，沉積在金屬基材上的鎢合金鍍層就會越厚。較厚的鎢合金鍍層有 利于觸點(diǎn)的耐開關(guān)電弧性能。但化學(xué)鍍的時(shí)間并不是越長越好。化學(xué)鍍的時(shí)間過長，不僅 生產(chǎn)效率低，而且偏堿性的化學(xué)鍍液，可能會傷害第一層的疏水性橡膠層和第二層的金屬 薄片層之間的粘合強(qiáng)度，甚至造成脫層現(xiàn)象。作為優(yōu)選，如果要求在500mA的導(dǎo)通電流下開 關(guān)次數(shù)可在1萬次以上，所述鎢合金鍍層所采用化學(xué)鍍的時(shí)間為200分鐘。
[0038] 本發(fā)明中，所述的可溶性鎢化合物是鎢酸鉀、鎢酸鈉、鎢酸銨、二鎢酸銨、四鎢酸 銨、七鎢酸銨、八鎢酸銨中的一種或多種。也可選用三氧化鎢或鎢酸。雖然三氧化鎢或鎢酸 不溶于中性的水，但它溶于堿性水。選用三氧化鎢或鎢酸時(shí)，需先用氫氧化鈉堿溶液或pH 大于12的氨水使之先溶解，然后用溶解了的鎢酸或三氧化鎢配置化學(xué)鍍液。優(yōu)先選用易溶 解于水且價(jià)格價(jià)較低的鎢酸鈉配制化學(xué)鍍液。
[0039] 所述的可溶性過渡金屬鐵、鈷、鎳、銅或錳的化合物是硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨、硫酸 鈷、氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷銨、堿式碳酸鈷、氨基磺酸鈷、乙酸鈷、草酸鈷、硫酸鎳、氯化鎳、 硝酸鎳、硫酸鎳銨、堿式碳酸鎳、氨基磺酸鎳、乙酸鎳、次磷酸鎳、次亞磷酸鎳、氫氧化鎳、硫 酸銅、氯化銅、硝酸銅、水合堿式碳酸銅、乙酸銅、硫酸錳或氯化錳中的一種或多種。使用氫 氧化鎳時(shí)，先用氨水使之溶解。我們在鍍鎢合金時(shí)發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)鍍液中使用硫酸鎳和堿式碳 酸鎳復(fù)配作為鎳的前體，可使鍍得的鎢合金層具有較明亮的銀白色，所得鎢合金鍍層的表 面電阻較低。
[0040] 鍍液中可加入鐵、鈷、鎳、銅或錳以外的其它可溶性過渡金屬元素的化合物，以及 可溶性主族元素的化合物如錫化合物、銻化合物、鉍化合物和鉛化合物，但應(yīng)注意這些化合 物對化學(xué)鍍對所沉積的基材的選擇性的影響。此外，也要注意這些化合物的生理毒性、環(huán)境 毒性和危險(xiǎn)特性。比如，應(yīng)盡量少用或不用對人體和環(huán)境有害的可溶性鉛化合物。雖然銀是 電觸頭或觸點(diǎn)中常用的元素，但不建議在鎢合金鍍液中加入硝酸銀等可溶性銀化合物。因 為我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在鎢合金鍍液中加入一定量的硝酸銀(如5g/L)后，對第一層的疏水 性橡膠層和第二層的金屬薄片層的層狀復(fù)合體進(jìn)行化學(xué)鍍時(shí)，所發(fā)生的化學(xué)沉積，將不僅 發(fā)生在第二層為的金屬薄片層上，也發(fā)生在第一層的疏水性橡膠層上，這樣化學(xué)沉積對基 材就沒有選擇性。當(dāng)沉積時(shí)間足夠長時(shí)，用肉眼就可清楚地看到疏水性橡膠層上和金屬薄 片層上都有灰黑色或銀白色的沉積層。用X射線熒光光譜分析，發(fā)現(xiàn)金屬薄片層的表面和 疏水性橡膠層的表面都含有大量的銀。使用同樣的配方取消硝酸銀的加入后，則在化學(xué)鍍 的過程中，化學(xué)沉積層只生成在金屬薄片層的金屬面上。
[0041] 作為優(yōu)化：所述的還原劑為次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、烷基胺硼烷、肼中的一種或多 種。如果以硼氫化物或氨基硼烷為還原劑時(shí)，鎢合金鍍層中將含有少量的硼(質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá) 7%)。以肼作還原劑，所得到的鍍層中非金屬(磷或硼)的含量幾乎為零，金屬含量可達(dá)到99% 以上。選用次亞磷酸鈉作為還原劑有很好的性價(jià)比，其毒性也較低。選用次亞磷酸鈉為還 原劑時(shí)，由于有磷析出，發(fā)生磷與金屬的共沉積，鍍層中除有金屬鎢和其它金屬元素外還含 有少部分的磷(質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)15%)。磷對觸點(diǎn)的導(dǎo)電性是有害的，并且可能傷害鎢合金的 耐腐蝕性能，因此，必需控制鎢合金中的磷含量。通過控制次亞磷酸鈉的濃度、絡(luò)合劑的濃 度、pH值等措施，可以控制鍍層中的磷含量?？刂瓶刂屏缀靠傻玫街旅?、無孔的鎢合金鍍 層。選用次亞磷酸鈉作為還原劑，我們所得到的鎢合金鍍層和鎢合金鍍層之間的接觸電阻， 比99. 5%的純鎳和99. 5%的純鎳之間的接觸電阻小，所得到的鍍層能顯著提高金屬基材的 耐開關(guān)電弧性能。
[0042] 作為優(yōu)化：所述的絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、檸檬酸銨、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、乙二胺四 乙酸二鈉鹽、乙二胺四乙酸四鈉鹽中的一種或多種。絡(luò)合劑的作用是控制可供反應(yīng)的游離 金屬離子的濃度，提高鍍液穩(wěn)定性，延長鍍液壽命，提高鍍層質(zhì)量。絡(luò)合劑對沉積速率、磷含 量和耐腐蝕性等均有影響。
[0043] pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、硫酸銨、氨水、焦磷酸 鈉、焦磷酸鉀中的一種或多種。優(yōu)先使用氨水或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)鍍液的pH值。這樣能夠 獲得結(jié)合力更強(qiáng)、更穩(wěn)定，鍍層質(zhì)量更好的鎢合金鍍層?；瘜W(xué)鍍的時(shí)間越長，沉積在金屬基 材上的鎢合金鍍層就會越厚。較厚的鎢合金鍍層有利于觸點(diǎn)的耐開關(guān)電弧性能。但化學(xué)鍍 的時(shí)間并不是越長越好?；瘜W(xué)鍍的時(shí)間過長，不僅生產(chǎn)效率低，而且?guī)A性的化學(xué)鍍液，可 能會傷害第一層的疏水性橡膠層和第二層的金屬薄片層之間的粘合強(qiáng)度，甚至造成脫層現(xiàn) 象。當(dāng)采用次亞磷酸鈉作為還原劑時(shí)，pH值不可大于12,因?yàn)檫^高的pH雖然使沉積速度加 快，但使得鍍層或沉積層和金屬基材之間的附著力變差，使鍍層或沉積層的顏色變深，甚至 變成黑色。在鍍液中可加入強(qiáng)酸弱堿鹽或強(qiáng)堿弱酸鹽，作為鍍液的pH緩沖劑。
[0044] 作為優(yōu)化：在不考慮顏色、光澤時(shí)，所述的穩(wěn)定劑為碘化鉀、碘酸鉀、苯駢三氮唑、 4, 5-二硫代辛烷-1，8-二磺酸鹽、3-巰基-1-丙磺酸鹽、硫代硫酸鈉、硫脲中的一種或多種 的混合物。所述的光亮劑(或表面粗糙度調(diào)節(jié)劑)可為市售的其它化學(xué)鍍光亮劑中的一種或 多種。在考慮顏色、光澤時(shí)，所述的穩(wěn)定劑優(yōu)選為硫代硫酸鈉、硫脲或者兩者的混合物，使得 鎢合金鍍層同時(shí)具有良好的金屬光澤。穩(wěn)定劑的作用是抑制化學(xué)鍍過程中所發(fā)生的自催化 反應(yīng)從而穩(wěn)定鍍液，防止激烈的自催化反應(yīng)、防止生成大量含磷的黑色金屬粉末。但穩(wěn)定劑 是化學(xué)鍍的毒化劑，即反催化反應(yīng)，所以不能過度使用，需控制其在鍍液中的用量，以免影 響化學(xué)鍍效率。
[0045] 作為優(yōu)化：所述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，還含有0. Ι-lg/L的表面活性劑；所述的 表面活性劑為：十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基硫酸鹽、正辛基硫酸鈉中的一種或多種的表面 活性劑；作優(yōu)先為：十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。加入些表面活性劑有助于鍍件 表面氣體的溢出，降低鍍層的孔隙率，使鍍層致密，從而增加鍍層的耐電弧性能。
[0046] 作為優(yōu)化，所述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，還可含有最多至50g/L的光亮劑或粗糙 度調(diào)節(jié)劑；所述的光亮劑或粗糙度調(diào)節(jié)劑為甲醛、乙醛、萘酚、2-甲基醛縮苯胺、芐叉丙 酮、枯茗醛、二苯甲酮、氯苯甲醛、平平加、西佛堿、丁炔二醇、丙炔醇、1-二乙胺基丙-2-炔、 乙氧化丙炔醇、鄰磺酰苯甲酰亞胺、鄰磺酰苯酰亞胺鈉、乙烯基磺酸鈉、丙炔磺酸鈉、批 啶-2-羥基丙磺酸內(nèi)鹽、烷基酚聚氧乙烯醚或市售的商品化的電鍍或化學(xué)鍍光亮劑。加入 光亮劑，可得到銀白色的光亮的難熔金屬合金的鍍層。可通過不同的光亮劑復(fù)配，提高光亮 劑的效率，減少光亮劑的用量。
[0047] 本發(fā)明中，使用疏水性橡膠層和金屬薄片層的復(fù)合體，用上述鍍液進(jìn)行化學(xué)鍍，可 使鎢合金鍍層沉積在金屬的表面。我們用X射線熒光光譜儀（XRF)檢測金屬表面的鎢元素 含量，可以發(fā)現(xiàn)，在同一鍍液中，隨著化學(xué)鍍時(shí)間的延長，在金屬表面檢測到的鎢信號越來 越強(qiáng)。鎢信號越來越強(qiáng)，意味著鎢合金鍍層隨著化學(xué)鍍時(shí)間而越來越厚。但即使化學(xué)鍍時(shí) 間長達(dá)300分鐘，在疏水性橡膠表面檢測到的鎢信號基本上為零。
[0048] 有益效果：本發(fā)明在疏水性橡膠層和金屬薄片的層狀復(fù)合體上以化學(xué)鍍的方法選 擇性地鍍上一層含鎢的合金，可有效地提高金屬薄片的導(dǎo)電性和耐開關(guān)電弧燒蝕性能。由 不銹鋼片（如SS304不銹鋼片)、鎳片（如Ν6鎳片)、鎳合金片（如NCu30鎳銅合金片）制得的 鍍有鎢合金層的觸點(diǎn)，與印刷電路板（PCB)上的鍍金觸點(diǎn)接觸，觸點(diǎn)間的接觸電阻，比沒有 鍍鎢合金的同類觸點(diǎn)與印刷電路板（PCB)上的鍍金觸點(diǎn)間的接觸電阻小，具有較好的導(dǎo)通 性能。由沒有鍍鎢合金的不銹鋼片或鎳片制得的觸點(diǎn)與PCB鍍金觸點(diǎn)通過300毫安的直流 電，室溫下連續(xù)開關(guān)約4000次后，由于存在開關(guān)時(shí)的電弧燒蝕，小圓片和PCB鍍金觸點(diǎn)之間 的接觸電阻就明顯升高（由約1W升高至100W以上，甚至不導(dǎo)通）；而在同樣的電路條件下， 按本發(fā)明鍍有鎢合金的同類觸點(diǎn)與PCB觸點(diǎn)通過500毫安的直流電，開關(guān)約30000次后，觸 點(diǎn)和PCB觸點(diǎn)之間的接觸電阻，仍在1W以下。
[0049] 這種鍍有鶴合金的觸點(diǎn)，與鍍有黃金、鉬或白銀的開關(guān)觸點(diǎn)比較，能夠通過或承受 更大的電流，具有更好的耐電弧燒蝕性能。而且，金屬鎢的價(jià)格比黃金、鉬或銀低很多。
[0050] 調(diào)節(jié)鍍液的配方組成和化學(xué)鍍的時(shí)間和溫度，所得的觸點(diǎn)可以有類似于黃金、銀、 白銀、鋼或某些氮化鈦的顏色、光澤等外觀效果。本發(fā)明中的鎢合金觸點(diǎn)含有疏水性橡膠 層，具有易于與橡膠進(jìn)行熱硫化粘合和成型從而制成含觸點(diǎn)的橡膠按鍵產(chǎn)品的特性。
[0051] 本發(fā)明的產(chǎn)品適用于各種高檔場所，尤其適合于制作汽車、電動工具、游戲機(jī)等電 器電子設(shè)備中，在按鍵下需要大電流(大于50mA的電流）通過的開關(guān)觸點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052] 圖1是本發(fā)明的一種剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1、橡膠層；2、金屬薄片層；3、鎢合金 鍍層； 圖2是本發(fā)明的制備方法中一種工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0054] 實(shí)施例1 : 以下是制備鎢合金鍍層的觸點(diǎn)的實(shí)施例。
[0055] 鍍液組成：鎢酸鈉100g / L、次亞磷酸鈉35g / L、檸檬酸鈉50g / L、酒石酸鉀鈉 30g / L、硫酸銨30g / L、焦磷酸鈉24g / L、碘酸鉀40mg / L、硫代硫酸鈉32mg / L、十二 烷基硫酸鈉 lg / L。氨水適量加入，使鍍液的pH值維持在8. 5至9. 5之間。
[0056] 工藝路線： 以0. 1mm厚、HV硬度為120至180、含銅量約55%的鋅白銅片材為金屬基材，作成金屬 薄片層2。選用鋅白銅的原因是由于鋅白銅具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，耐腐蝕性優(yōu)異、冷熱 加工成型性好、適用于制造各種彈性元件。將平滑的鋅白銅片材用機(jī)械法滾壓成有細(xì)波紋 狀的片材，波紋峰高為0. 2mm，峰間距為0. 4mm。用工業(yè)酒精進(jìn)行清洗除油，然后用pH值為9 左右的堿性清洗液在60°C下進(jìn)行進(jìn)一步的清洗除油，水洗，然后用12. 5%的硫酸溶液在50 至70°C的溫度下清洗1分鐘，水洗，然后，在鋅白銅細(xì)波紋狀的片材的兩面，以化學(xué)鍍的方 式，鍍上厚度為2. 5至5. 0mm厚的鎳層。將鍍有鎳層的細(xì)波紋狀的鋅白銅片材用去離子水 清洗干凈，冷風(fēng)吹干。
[0057] 將一種甲基乙烯基苯基硅橡膠（例如選用德國瓦克公司生產(chǎn)的ELASTOSIL? R 401/60)和乙烯基三特丁基過氧硅烷（VTPS)、過氧化二異丙苯（DCP)用開煉機(jī)混煉均勻。 VTPS在混煉膠中的含量是1%，DCP在混煉膠中的含量是0. 5%。VTPS是一種含有不穩(wěn)定的 過氧化合物成份的偶聯(lián)劑，它既可以使含乙烯基的硅橡膠交聯(lián)，同時(shí)也促進(jìn)含乙烯基的硅 橡膠與金屬之間的粘合。 將鍍有鎳層的細(xì)波紋狀的鋅白銅片材和上述混煉膠在165°C下進(jìn)行熱硫化粘合和熱硫 化成型，硫化時(shí)間為10分鐘。形成1.25_厚的鋅白銅和硅橡膠的層狀復(fù)合片材。制得此 復(fù)合片材的模具的模腔，是在模腔表面涂有特氟龍的。將此復(fù)合片材沖切成直徑為5mm的 小圓粒。把這種小圓粒用堿性清洗液清洗數(shù)分鐘，水洗，然后用5%的鹽酸浸泡3分鐘，最后 放在10%的稀硫酸中活化1分鐘，然后用去蒸餾水或離子水清洗，干燥。
[0058] 將這樣的500粒小圓片，放入80°C的上述300ml鍍液中，攪拌，200分鐘后取出，用 蒸餾水或去離子水漂洗、浙干、放在70°C恒溫烘箱里烘干，即得到在金屬薄片層2上鍍有鎢 合金的小圓粒。在化學(xué)鎢的過程中，應(yīng)時(shí)刻注意溶液的pH值變化情況，及時(shí)用氨水或氫氧 化鈉溶液控制溶液的pH值，使pH值保持在8. 5至9. 5之間。所鍍鎢合金的厚度及致密度 與小圓粒在鍍液中放置的時(shí)間有關(guān)。放置的時(shí)間越長，鎢合金鍍層3的厚度越厚。鎢合金 只在小圓粒中的不銹鋼表面沉積，不在小圓粒中的橡膠層1表面沉積，如圖1所示。
[0059] 這種含有硅的橡膠層1的鍍有鎢合金的小圓粒，和硅橡膠熱硫化粘合(小圓粒中 的硅橡膠面和其它硅橡膠熱硫化粘合，鍍有鎢合金的一面朝外)，可以用作橡膠按鍵中用作 電路開關(guān)的觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與印刷電路板（PCB)的鍍金觸點(diǎn)接觸，觸點(diǎn)間的接觸電阻比直接由 不銹鋼片制得的小圓粒與PCB的鍍金觸點(diǎn)之間的接觸電阻低，而且這種鍍有鎢合金的小圓 粒有更好的導(dǎo)通穩(wěn)定性：由沒有鎢合金鍍層3的不銹鋼制得的小圓粒與PCB鍍金觸點(diǎn)通過 300毫安的直流電，開關(guān)約2000次后，由于電路接通和斷開時(shí)的電弧燒蝕，小圓粒和PCB鍍 金觸點(diǎn)之間的接觸電阻就明顯升高（由約1W升高至100W以上，多次試驗(yàn)時(shí)甚至可以出現(xiàn)不 導(dǎo)通的情況）；而在同樣的電路條件下，這種鍍有鎢合金的小圓粒與PCB鍍金觸點(diǎn)通過300 毫安的直流電，開關(guān)約10000次后，這種小圓片和PCB鍍金觸點(diǎn)之間的接觸電阻，仍在1W以 下。
[0060] 實(shí)施例2 : 以下是制備含鎢合金鍍層的觸點(diǎn)的實(shí)施例。
[0061] 鍍液組成：鎢酸鈉90g / L、硫酸鎳10g / L、堿式碳酸鎳16g / L、次亞磷酸鈉 25g / L、檸檬酸鈉50g / L、酒石酸鉀鈉30g / L、硫酸銨30g / L、焦磷酸鈉24g / L、碘酸 鉀40mg / L、硫代硫酸鈉32mg / L、十二烷基硫酸鈉 lg / L、鄰磺酰苯酰亞胺鈉20g/L。氨 水適量加入，使鍍液的pH值維持在8. 5至9. 5之間。
[0062] 工藝路線： 如圖2所示，將0. 075mm厚的平整的不銹鋼片（型號304)進(jìn)行堿性除油和陽極除油， 然后先用自來水清洗，再用蒸餾水和酒精清洗干凈，將其一面用一種橡膠-金屬粘合劑(選 用美國羅門哈斯公司生產(chǎn)的Megum 3270)進(jìn)行底涂處理，然后，將底涂處理過的這一面， 和一種甲基乙烯基硅橡膠(例如選用日本信越公司生產(chǎn)的KE 951U)進(jìn)行熱硫化粘合，形成 1. 0mm厚的不銹鋼-硅橡膠復(fù)合片材。將此復(fù)合片材沖切成直徑為5mm的小圓粒。
[0063] 把這種小圓粒用70°C下的堿性清洗液清洗約5分鐘，水洗，然后用5%的鹽酸清洗 3分鐘，然后用去尚子水清洗干凈，濾干。
[0064] 將這樣的500粒小圓片，放入80°C的上述300mL鍍液中，攪拌，240分鐘后取出，用 蒸餾水或去離子水漂洗、浙干、冷風(fēng)吹干或放在70°C恒溫烘箱里烘干，即得到金屬薄片層2 鍍有鎢合金的小圓粒。在化學(xué)鎢的過程中，應(yīng)時(shí)刻注意溶液的pH值變化情況，及時(shí)用氨水 或氫氧化鈉溶液控制溶液的pH值，使pH值再8. 5至9. 5之間。所鍍鎢合金的厚度與小圓 粒在鍍液中放置的時(shí)間有關(guān)。放置的時(shí)間越長，鎢合金鍍層3的厚度越厚。鎢合金只在小 圓粒中的不銹鋼表面沉積，不在小圓粒中的橡膠層1表面沉積，如圖1所示。
[0065] 這種鍍有鎢合金的小圓粒，使用加熱模壓的方式和硅橡膠熱硫化粘合(小圓粒中 的硅橡膠面和其它硅橡膠熱硫化粘合，鍍有鎢鎳合金的一面朝外)，可用作橡膠按鍵中用作 電路開關(guān)的觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與印刷電路板（PCB)的鍍金觸點(diǎn)接觸，觸點(diǎn)的接觸電阻比直接由 不銹鋼片制得的小圓粒與PCB的鍍金觸點(diǎn)之間的接觸電阻低，而且這種鍍有鎢合金的小圓 粒有更好的導(dǎo)通穩(wěn)定性：由沒有鎢合金鍍層3的不銹鋼制得的小圓粒與PCB鍍金觸點(diǎn)通過 300毫安的直流電，開關(guān)約2000次后，由于存在開關(guān)時(shí)的電弧燒蝕，小圓粒和PCB鍍金觸點(diǎn) 之間的接觸電阻就明顯升高（由約1W升高至100W以上，多次試驗(yàn)時(shí)甚至可以出現(xiàn)不導(dǎo)通的 情況）；而在同樣的電路條件下，這種鍍有鎢合金的小圓粒與PCB鍍金觸點(diǎn)通過500毫安的 直流電，開關(guān)約20000次后，這種小圓片和PCB鍍金觸點(diǎn)之間的接觸電阻，仍在1W以下。
[0066] 實(shí)施例3 : 以400目的不銹鋼平紋網(wǎng)（不銹鋼型號為304)代替實(shí)施例2中的不銹鋼片，采用實(shí)施 2中的工藝和化學(xué)鍍液，所制得的觸點(diǎn)，也具有較低的接觸電阻和較好的耐電弧燒蝕性能。
[0067] 400目的不銹鋼網(wǎng)網(wǎng)孔很小，在和硅橡膠模壓時(shí)，硅橡膠不會穿透不銹鋼網(wǎng)的網(wǎng) 孔。如果選用目數(shù)小的不銹鋼網(wǎng)，如80目以下的不銹鋼網(wǎng)，在模壓時(shí)就會產(chǎn)生硅橡膠穿透 不銹鋼網(wǎng)孔的工藝問題。因此，需采用加大目數(shù)的不銹鋼網(wǎng)來制備有鎢合金鍍層3的觸點(diǎn)。 [〇〇68] 對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做 出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)，其特征在于：開關(guān)觸點(diǎn)是具有三層結(jié)構(gòu)的層狀 復(fù)合體；第一層為〇. l-10mm厚的疏水性橡膠層，第二層為0.01-1. 〇mm厚的含鎂、鋁、鈦、鉻、 錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鈮、鑰、銀、錫或金的金屬薄片層，第三層為2'l(T5-0. 02mm厚的鎢合金 鍍層；其中，第三層鎢合金鍍層是第一層和第二層的復(fù)合體浸漬在含有可溶性鎢化合物的 化學(xué)鍍液中，用化學(xué)沉積的方法將鎢合金沉積在第一層和第二層的復(fù)合體中第二層的表面 而形成的；第三層鎢合金鍍層中含有重量比不小于30%的鎢元素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)，其特征在于：所述的疏水性 橡膠層是由于橡膠分子鏈上羧基、羥基、羰基、氨基、酰胺基、腈基、硝基、鹵基、巰基、磺酸根 和苯磺酸根含量低，從而使橡膠表面的水接觸角大于65°的橡膠材料構(gòu)成；或者，所述的疏 水性橡膠層是由于橡膠中不含或含有少量的親水性的填料或添加劑，從而使橡膠表面的水 接觸角大于65°的橡膠材料構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐電弧燒蝕的鎢合金的開關(guān)觸點(diǎn)，其特征在于：所述的 疏水性橡膠層由非極性或極性弱的橡膠制備而成；優(yōu)先選用三元乙丙橡膠、甲基乙烯基硅 橡月父或甲基乙稀基苯基娃橡月父。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)，其特征在于：所述的金屬薄 片層為具有凸點(diǎn)或凹點(diǎn)的金屬片材、具有凸線條或凹線條的金屬片材、具有凸面或凹面的 金屬片材、具有面積小于1mm 2的小孔的金屬片材、金屬網(wǎng)、金屬泡沫或者金屬纖維燒結(jié)氈； 金屬材質(zhì)為鎂、鋁、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鈮、鑰、銀、錫、金或含有這些元素的合金；所 述的金屬薄片層是由單一的金屬材質(zhì)或者不同的金屬材質(zhì)的層狀復(fù)合形成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)，其特征在于：所 述的金屬薄片層的金屬薄片由0.01-1. 〇mm厚的不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片構(gòu) 成，在不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片的一面或兩面，鍍有0. 〇l-l〇mm的純鎳層或鎳 合金層、純鈷層或鈷合金層；不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合金薄片上的純鎳層或鎳合金層、 純鈷層或鈷合金層由真空鍍膜、電鍍或化學(xué)鍍的方法制備。
6. -種耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，其特征在于：開關(guān)觸點(diǎn)的制備包括 如下步驟： (1) 金屬薄片的處理：金屬薄片為0. 01mm至1. 〇mm厚的不銹鋼、銅或銅合金、鎳或鎳合 金薄片；用清洗劑和有機(jī)溶劑對金屬薄片進(jìn)行除油、清洗；或通過噴砂、打磨將金屬薄片進(jìn) 行表面機(jī)械粗化處理；或通過化學(xué)蝕刻處理以處理出直徑小于1mm的凹坑或凸點(diǎn)；或在金 屬薄片的一面或兩面，用電鍍或化學(xué)鍍的方法鍍有〇. 1_至1〇_的純鎳層或鎳合金層；然 后用清洗劑和有機(jī)溶劑對所得到的金屬薄片進(jìn)行除油、清洗； (2) 疏水性橡膠與金屬薄片的粘合處理：疏水性橡膠通過熱硫化成型的方法，粘合在涂 有底涂劑或粘合促進(jìn)劑的金屬薄片上，形成層狀的復(fù)合片材；或者將具有自粘性的疏水性 橡膠，通過熱硫化成型，粘合在涂有底涂劑或沒有底涂劑的金屬薄片上，形成層狀的復(fù)合片 材； (3) 切割處理：將上述步驟中的復(fù)合片材分割或沖切成包含有疏水性橡膠層和金屬薄 片層的直徑為2-10mm的圓柱體，或者將上述步驟中的復(fù)合片材分割或沖切成橫截面為橢 圓形、多邊形、十字形、星形、新月形或它們的任意組合的物體；用堿性清洗液清洗5分鐘， 水洗后用5%的鹽酸清洗3分鐘，然后用去離子水清洗干凈，濾干； (4) 鎢合金鍍層的制備：將上述圓柱體或物體，浸漬在含有可溶性鎢化合物的化學(xué)鍍液 中，攪拌，用化學(xué)鍍的方法在圓柱體或物體的金屬表面形成鎢合金鍍層；或者，將上述圓柱 體放入含有可溶性鎢化合物的化學(xué)鍍液的滾筒中，讓滾筒轉(zhuǎn)動，用化學(xué)鍍的方法在圓柱體 的金屬表面形成鶴合金鍍層； 鍍液中含有25-125g/L的可溶性鎢化合物、0-60g/L的可溶性的過渡金屬鐵、鎳、鈷、銅 或錳的化合物或這些化合物的任意組合、0_30g/L的可溶性的錫、銻、鉛或鉍化合物或這些 化合物的任意組合、20-100g/L的還原劑、30-150g/L的絡(luò)合劑、20-100g/L的pH值調(diào)節(jié)劑、 0. Ι-lg/L的穩(wěn)定劑、0. Ι-lg/L的表面活性劑、0-50g/L的光亮劑或粗糙度調(diào)節(jié)劑； 優(yōu)選次亞磷酸鈉為鍍液中的還原劑；采用次亞磷酸鈉為還原劑時(shí)，所得鎢合金鍍層所 采用化學(xué)鍍的溫度為60-85°C，時(shí)間為30-300分鐘，鍍液的pH值為8. 0-10. 0 ; (5) 清洗、烘干：將被鍍物取出，然后用蒸餾水或去離子水多次清洗、浙干、然后放在 75°C的恒溫烘箱中烘干，即得到金屬面層上鍍有鎢合金的開關(guān)觸點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，其特征在于： 所述的穩(wěn)定劑為碘化鉀、碘酸鉀、苯駢三氮唑、4, 5-二硫代辛烷-1，8-二磺酸鹽、3-巰 基-1-丙磺酸鹽、硫代硫酸鈉、硫脲中的一種或多種的混合物，優(yōu)選為硫代硫酸鈉、硫脲或 者兩者的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，其特征在于：所 述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，含有還原劑次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、烷基胺硼烷、肼或三氯化鈦 中的一種或多種，優(yōu)先選用次亞磷酸鈉。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，其特征在于：所 述的化學(xué)鍍采用的鍍液中，還含有〇. Ι-lg/L的表面活性劑；所述的表面活性劑為：十二烷 基苯磺酸鹽、十二烷基硫酸鹽、正辛基硫酸鈉中的一種或多種的表面活性劑；優(yōu)選為：十二 燒基硫酸納或十-燒基苯橫酸納。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐電弧燒蝕的鎢合金開關(guān)觸點(diǎn)的制備方法，其特征在于： 鍍液中還可含有最多至50g/L的光亮劑或粗糙度調(diào)節(jié)劑；所述的光亮劑或粗糙度調(diào)節(jié)劑為 甲醛、乙醛、β-萘酚、2-甲基醛縮苯胺、芐叉丙酮、枯茗醛、二苯甲酮、氯苯甲醛、平平加、西 佛堿、丁炔二醇、丙炔醇、1-二乙胺基丙-2-炔、乙氧化丙炔醇、鄰磺酰苯甲酰亞胺、鄰磺酰 苯酰亞胺鈉、乙烯基磺酸鈉、丙炔磺酸鈉、吡啶-2-羥基丙磺酸內(nèi)鹽、烷基酚聚氧乙烯醚或 市售的商品化的化學(xué)鍍光亮劑中的一種或多種。
【文檔編號】C23C18/48GK104103435SQ201410349019
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】韓輝升, 王振興, 丁陽, 張紅梅 申請人:南通萬德科技有限公司