本發(fā)明涉及電接觸件制備表面修飾，尤其涉及一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法。

背景技術(shù)：

1、電接觸件是繼電器的關(guān)鍵部件，主要承擔(dān)著接通、斷開、導(dǎo)流、隔離電流的工作，其性能的好壞直接影響繼電器的可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對各種電接觸件的表面性能提出了越來越高的要求。一些在高溫、高壓負(fù)載及腐蝕介質(zhì)等特殊條件下工作的觸點，往往因其表面局部損壞而使整個觸點性能受損，最終影響電器運轉(zhuǎn)，為此表面修飾技術(shù)受到了人們的極大重視。

2、目前電接觸件領(lǐng)域常用的表面修飾技術(shù)為等離子清洗、磁力拋光、碳?xì)淙ビ?、電鍍等方式，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過以上工序處理后電接觸件表面往往存在較多細(xì)微小坑，而在材料實際服役過程中，因觸點間表面是粗糙的、凹凸不平的。當(dāng)兩個金屬相接觸時，材料的粗糙表面僅有部分位置有效接觸，且觸點表面存在氧化膜，導(dǎo)致實際接觸面積將在此基礎(chǔ)上再次減少，僅有微小的金屬接觸斑點，而接觸面積對材料服役過程中的滅弧性能及電接觸壽命存在至關(guān)重要的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，而提供一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法。

2、本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，所述方法包括以下步驟：

3、(1)電接觸件制備：利用基材制備具有特定形狀的電接觸件，并對材料進行退火處理；

4、(2)后處理工序：清除步驟(1)制備的電接觸件表面的油脂及污垢；

5、(3)電接觸件離子束增強沉積(ibed)：將步驟(2)中清洗后電接觸件作為基片置于離子束注入機的真空室內(nèi)，抽真空，采用可氣化金屬材料作為陰極離子源靶材，蒸發(fā)加熱至升華溫度，利用加熱的電子束將表面修飾金屬轟擊形成離子束，并沉積在基片表面上，對電接觸件表面進行初步修飾形成沉積膜；

6、(4)電接觸件等離子體浸沒(piii)：將步驟(3)完成初步修飾的電接觸件置于真空室，抽真空，通入惰性氣體，將惰性氣體電離成等離子體，使等離子體在脈沖電壓所產(chǎn)生的電場力下向步驟(3)形成的沉積膜進行轟擊。

7、本發(fā)明的電接觸件觸頭、觸片之類的電接觸用的零件，形狀可以為鉚釘、片材、異型材等特定形狀，步驟(1)中制備本發(fā)明的電接觸件的基材包括線材、片材、管材等，材料類型包含agsno2、agcdo、agni、agcuo等電接觸材料。

8、步驟(3)中，可氣化金屬材料可以為ag、au、al、sn等常用可氣化金屬材料中的一種或多種。

9、優(yōu)選的，步驟(1)中，退火工藝為200-400℃，且在氫氣或氮氣保護下進行。

10、優(yōu)選的，步驟(2)中，利用磁力拋光機及碳?xì)淝逑磧x對電接觸件進行處理以清除油脂及污垢。

11、優(yōu)選的，步驟(3)中，離子束注入機的真空室真空度為10-2-10-4pa，沉積過程中惰性氣體流量為10-20sccm。

12、優(yōu)選的，步驟(3)中，離子束入射角為30-80°，引出口徑為φ20-φ50mm，放電電流為0-300ma，加速電壓為0-2000v可調(diào)電壓。

13、優(yōu)選的，步驟(3)中，離子束轟擊時間為5-15min，待薄膜沉積厚度達(dá)100～200nm時，關(guān)掉離子源。

14、優(yōu)選的，步驟(3)中，裝載電接觸件的樣品臺以3-5r/min的速率旋轉(zhuǎn)，襯底片在樣品臺上以約20-30r/min速率自轉(zhuǎn)。

15、優(yōu)選的，步驟(4)中，置于真空室前，先將樣品利用酒精超聲清洗5-15min。

16、優(yōu)選的，步驟(4)中，置于真空室后，抽真空至低于1×10-2-5×10-2。

17、優(yōu)選的，步驟(4)中，注入電壓為20-30kv，氣體流量為40-60ml/min，氣壓0.5-0.9mpa，輸入脈寬10-30μs，注入時間30-60min。

18、本發(fā)明具有如下有益效果：

19、1、本發(fā)明可以在電接觸件表面方便地制備出具有確定成分的表面合金，有效填充電接觸件表面孔隙，無論基體性能如何，形狀如何，均可使表面性能優(yōu)化，能在低溫條件下進行離子注入而不產(chǎn)生任何明顯的尺寸改變，且制造的表面合金沒有粘著問題。

20、2、本發(fā)明創(chuàng)新將piii-ibed技術(shù)利用到電接觸件的表面修飾，利用離子束增強沉積技術(shù)產(chǎn)生的低能金屬離子溫和地沉積到材料表面形成初步修飾的沉積膜，填充微觀表面缺陷和不平整處，使電接觸件形成電接觸時的實際接觸面積增大，確保后續(xù)應(yīng)用時更優(yōu)異的滅弧性能及電接觸壽命，然后再利用等離子體浸沒技術(shù)產(chǎn)生高能的惰性氣體等離子體轟擊初步修飾的沉積膜，使注入的離子同沉積的原子相碰撞，并具有一定的能量而均勻地沉積到基體表面，使得沉積層均勻致密，無針孔，而且與基體結(jié)合牢固。

21、3、本發(fā)明可局部改變材料性質(zhì)、不必犧牲整體性能，可控制濃度深度、可超過固溶度的極限、并實現(xiàn)過篩改變合金成分的作用。

技術(shù)特征：

1.一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(1)中，退火工藝為200-400℃，且在氫氣或氮氣保護下進行。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(2)中，利用磁力拋光機及碳?xì)淝逑磧x對電接觸件進行處理以清除油脂及污垢。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(3)中，離子束注入機的真空室真空度為10-2-10-4pa，沉積過程中惰性氣體流量為10-20sccm。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(3)中，離子束入射角為30-80°，引出口徑為φ20-φ50mm，放電電流為0-300ma，加速電壓為0-2000v可調(diào)電壓。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(3)中，離子束轟擊時間為5-15min，待薄膜沉積厚度達(dá)100～200nm時，關(guān)掉離子源。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(3)中，裝載電接觸件的樣品臺以3-5r/min的速率旋轉(zhuǎn)，襯底片在樣品臺上以約20-30r/min速率自轉(zhuǎn)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(4)中，置于真空室前，先將樣品利用酒精超聲清洗5-15min。

9.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(4)中，置于真空室后，抽真空至低于1×10-2-5×10-2。

10.如權(quán)利要求1所述的一種基于piii-ibed技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法，其特征在于，步驟(4)中，注入電壓為20-30kv，氣體流量為40-60ml/min，氣壓0.5-0.9mpa，輸入脈寬10-30μs，注入時間30-60min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電接觸件制備表面修飾技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于PIII?IBED技術(shù)對電接觸件表面修飾的方法。本發(fā)明創(chuàng)新將PIII?IBED技術(shù)利用到電接觸件的表面修飾，利用離子束增強沉積技術(shù)產(chǎn)生的低能金屬離子溫和地沉積到材料表面形成初步修飾的沉積膜，填充微觀表面缺陷和不平整處，使電接觸件形成電接觸時的實際接觸面積增大，確保后續(xù)應(yīng)用時更優(yōu)異的滅弧性能及電接觸壽命，然后再利用等離子體浸沒技術(shù)產(chǎn)生高能的惰性氣體等離子體轟擊初步修飾的沉積膜，使注入的離子同沉積的原子相碰撞，并具有一定的能量而均勻地沉積到基體表面，使得沉積層均勻致密，無針孔，而且與基體結(jié)合牢固。

技術(shù)研發(fā)人員：游義博,顏小芳,李杰,陳楊方,馬四平,宋林云
受保護的技術(shù)使用者：浙江福達(dá)合金材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9