Способ изготовления электрического контакта

 

1, СПОСОБ ИЗРСЯРОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА, включаюций в себя операции пуклевки контакто держателя в месте формированияконтакта и электроискрового ианесения на выпуклую поверхность пуклевки слоя драгоценного металла .или его сплава, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления.и экономии контактного материала, на повер1хность контактодержателя, выполненного из меди или ее сплава, наносят гальваническим путем сплошное покрытие Олова или его сплава, которое в месте формирования контакта удаляют с поверхности контактодержателя, после § чего производят нанесение слоя драго (Л ценного металла или его сплава. оэ О1 О) О)

СОЮЗ COBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П Н 01 Н 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪ СВИДИ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3409770/24-07 (22} 13.03 ° 82

{46). 15,08 83. Вюя. в 30 (72) М.В. Маслов (71) Кемеровский государственный университет (53) 621 318 56 066 6,002а2{088 8) (.56) 1. Мельников П.С. -Технология производства электрических соединений. М., "Энергия", 1979, с. 18.

2. Корниенко A,É. и др. Из опыта применения установок для электроискрового легирования металлических поверхностей . - .Электронная обработка материалов, 1970, В 4/34, с. 80-90.

3, .Самсонов Г.В. и др. Электроискровое легированне металлических поверхностей. Киев, "Наукова думка", 1976, с. 204-205.

4. Анастасов Т., Велопнтов Н. Возможность замены мононанесенным электроискровым способом В сб.: Электричес- кие контакты. М., "Наука", 1975, с. 68-78.

„„SU„„103 А (54)(57) 1 ° СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОНТАКТА, включающий в себя операции пуклевкй контакто держателя в месте 4юрмирования кон-. такта и электроискрового нанесения на выпуклую поверхность пуклевки слоя драгоценного металла или его сплава, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления.и экономии контактного материала, на поверхность контактодержателя,. выполненного из меди или ее сплава, наносят гальваническим путем сплавное покрытие олова или его сплава, которое в месте.. формирования контакта удаляют с по-. верхности контактодержателя, после а чего производят нанесение слоя драгоценного металла или его сплава, 16356б1

2.Способ по п.1,отличающийся тем,что вместе формирования контакта слой олова или его сплава удаляют воз» действием электрического разряда.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ н и с я тем, что в каче1

Изобретение относится к техноло« . .гии электроаппаратостроения и может быть использовано при изготовлении электрических контактов для. различных миниатюрных коммутационных из- 3 делий. известны способы изготовления электрического контакта, при которых на поверхность контактодержателя на- носят гальваническим путем сплошное 1 покрытие драгоценным металлом или его сплавом, выводы контактов .облужизают путем окунания сначала во флюс, затем в расплавленный припой Е1 3.

Однако при изготовлении электри1( ческого контакта этим способом расходуется неоправданно завышенное количество драгоценного металла или

его сплава, кроме того. технологический процесс локального облуживания : 2О расплавленным припоем имеет высокую трудоемкость.

Извеетны способы изготовления электрического контакта, заключающиеся в электроискровом нанесении на по- 25 верхность контактодержателя слоя иэ драгоценного металла или его сплава Г2 и (3).

Однако данные способы непригодны для нанесения локальных покрытий 3Q драгоценными металлами или их с лавами иа миниатюрные контактодержатели.

Известен также способ изготовления электрического контакта, включающий операции пуклевки контактодержа" теля в месте формирования контакта и электроискрового нанесения на вылуклую поверхность пуклевки слоя драгоценного металла или его сплава f4).

Недостатком известного способа является то> что выводы коитактодержателей мияйатюрных электрическИх контактов для монтажа под пайку в различной радиоэлектронной аппаратуре подвергают. горячему локальному обслуживанию, требующему предварительной 45 пространстМЬнной ориентации контамтодержателей, что затруднительно при их сложной конфигурации, поэтому их выводы подвергают ручному локальному обслуживанию, погружая на заданную 5$ .глубину сначала во флюс, затем в расплавленный припой. Такие техноло. гические приемы обладают высокой стве сплава олова используют сплав олово — висмут, содержащий висмут

0,5-1 мас.% и олово 99,5-99 мас.% или сплав олово - сурьма, содержащий сурьму 0,5-1 5 мас.% и олово

99,5-98,$ мас.%. трудоемкостью. Кроме того, для изготовления контактодержателей используют дефицитный никелевый сплав нейэильбер.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления электрического контакта и зкономия контактного материала.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления электрического контакта, включающему операции пуклевки контактодержателя в месте формирования контакта и злектроискрового нане ения на выпуклую поверхность пуклевки слоя драгоценного металла или его сплава, на поверхность контактодержателя, выпол; ненного из меди или ее сплава, на носят гальваническим путем, напри.мер в барабанных гальванических установках,сплошное покрытие слоем олова или его сплава, которое в месте формирования контакта удаляют с поверхности контактодержателя, после чего производят нанесение слоя драгоценно»

ro металла или его сплава.

В месте формирования контакта слой олова или его сплава может бить удален воздействием электрического разряда.

Кроме того, в качестве сплава олова может быть использован сплав олово - висмут, содержащий висмут 0,51 мас.% и олово 99,5-99 мас.%, или сплав олово — сурьма, содержащий сурь-. му.0,5-1,5 мас.% и олово 99,5j 98,5 мас.%.

Нанесение сплошного гальваничес=

: кого покрытия на контактодержатели, :.Изготовленные из меди или ее сплава, например латуни, производят в высокоцроизводительйых барабанных гальванических установках, в барабаны которых контактодержатели погружают и,выгружают россыпью, удаление оловосодержащего покрытия из зоны форми,рования контакта на контактодержателе производят в едином технологическом процессе (не требующем переналадки оснастки и рабочею.о электрода, при полном отсутствий дополнительных потерь времени на подготовя. тельно-заключительные операции) электроискровым.методом путем автома тизированной замены рабочего элект1035661 рода (медный - для удаления оловосодержащего покрытия, из драгоценного металла — для нанесения контактного слоя) и полярности подключения источника постоянного тока, в результате чего значительно снижается,5 трудоемкость изготовления электрического контакта.

На фиг. 1 схематично представлен процесс удаления оловосодержащего покрытия из зоны формирования кон- 10 такта; на фиг. 2 - электрический контакт, изготовленный. по предлагаемому способу, разрез.

Пример 1. Из ленточного сортамена латуни марки Л63 на высокопроизводительном штампе — автомате .вырубают контактодержатели 1 Г-образной формы с одновременным выдавли- ванием в месте формирования контакта пуклевки 2, вершина которой слегка сглажена и образует плоскую площадку. Изготовленные контактодержатели

1 подвергают далее гальванической обработке, на них наносят в высокопроизводительной барабанной гальванической установке сплошное покрытие 3 (толщина 9-12 мкм) оловом из электролита, содержащего, r/ë:

Олово сернокислое 40-50

Кислота"серная 50-80

Натрий сернокислый 30-50 30

Препарат ОС-20 2-5

Режим электролиза: температура электролита 20-25 С, плотность катодо ного тока 1+2 A/äì, скорость осаждения 25-.35 мкм/ч, аноды из олова З5 марки 01. °

Устройство для формирования контакта по предложенному способу содержит зажимное приспособление 4, в котором устанавливают контактодержатель 1 с нанесенцым на него оловосодержащим покрытием 3, электрод 5, закрепленный в элекафодержателе, конденсатор 6, балластный резистор

7, переключатель 8 полярности, ис- 45 точник 9 постоянного тока, вибратор

10, кинематически связанный с элект-. родом 5 ° Основу источника 9 постоянного тока составляет однофазный трансформатор с повышенным рассеиванием, полупроводниковые выпрямители (на фиг. t показаны). Разрядный (рабочий) контур устройства состоит из конденсатора б, балластного резистора 7, электрода 5, контакто держателя 1, подключенйых к источни-. ку 9 постоянного тока. Коммутация цепи разрядного контакта проИзводится вибратором 10. Зажимное приспо собление 4 осуществляет одновременно крепление контактодержателя 60

1 на рабочей позиции так, чтобы плоская площадка пуклевки 2 была ориентирована нормальной продоль ной оси электрода 5, и электричес кий контакт с ним. 65

В режиме удаления оловосодержащего покрытия 3 с выпуклой поверх,ности пуклевки 2 в месте формирования контакта контактодержатель 1 подключают с помощью переключателя 3 к положительному полюсу источника 9, постоянного тока, а электрод 5 - к отрицательному. Для снятия оловосо держащего покрытия используют заостренный (под углом 120-150 ) электрод из меди марки М1 в виде стержня диаметром до 2 мм и длиной 15 -20 мм.

Снятие оловосодержащего покрытия 3 осуществляют при следующем режиме: ток короткого заьыкания 0,55-0,75 А, напряжение холостого хода 45-55 В, время снятия покрытия толщиной 0,550,75 А, напряжение холостого хода

45 55 В, время сняр ия покрытия толщиной 9-12 мкм на площади 3-5 мм 2 в среднем 15-20 с, частота питающего напряжения на вибраторе 10 100150 Гц, После удаления оловосодержащего покрытия 3 с места формирования кон-. такта заменяют электрод 5 в электрододержателе на электрод иа драгоценного металла или его сплава, например из серебра марки Ср 999,9, диаметром 1,8 мм и длиной 25 мм и с помощью переключателя 8 подключают контактодержатель 1 к отрицательному полюсу источника 9 постоянного тока, а электрод 5 - к .его положительному полюсу. Нанесение покрытия 11 серебром осуществляют при следующем режиме: ток короткого замыкания 0450 60 А, напряжение холостого хода

30-54 В, время нанесения слоя покрытия толщиной 12-15 мкм в среднем

20-30 с, частота питающего напряжения на вибраторе 10 100-.150 Гц. Замена электрода 5 может осуществляться автоматизированным поворотом двух:местного электродержателя и изме" нением полярности подключения источника 9 постоянного тока. Удаление олОвосодержащего покрытия 3 с выпуклой поверхности пуклевки 2 в месте формирования контакта можно производить механическим путем, например с помощью подпружиненных вращающихся ножей, закрепленных в патроне шпиндельной головки установки на базе вертикально-сверлильного станка, на ползуне которого закреплен вибратор.

Пример 2. Предпочтительным хотя и большей -стоимости является нанесение покрытий сплавом олово— висмут или олово - сурьма. Эти покры.тия по сравнению с покрытием оловом . значительно дольше сохраняет хорошую способность к пайке и, что особенно важно при применении таких покрытий в миниатюрных электрических контактах, их можно .эксплуатировать при температурах окружающей среды ниже

-140 С. так как в этих. покрытиях отсутствует переход белой модификации

1035661

35 олова н серую, кроме того, у них практически не наблюдается иглообра зонания на поверхности покрытий, что .важно при применении электрических контактов, имеющих такие покрытия в миниатюрных коммутационных иэделиях 5 при малых межконтактных зазорах и расстояниях между выводами .

Покрытия сплавов олово — висмут можно наносить из электролита, содержащего, г/л: 10

Олово сернокислое закисное 40-60

Кислота серная 100-.110

Висмут азотнокислый 0,5-0,8

Натрий хлористый 0,2 0,8

Эмульгатор ОП-10 2-5

Клей мездроный 0,5

Режим электролиза: температура электролита 20-25 С, плотность катодного тока 0,5-1,0 A/äì, аноды из олова марки 01 при соотношении площадей анода и катода 2:1. Покрытие сплавом олово †. висмут содержит 0,5-1% нисмута.

В остальном способ выполняют ана" логично примеру 1.

Пример 3. Мелкокристаллкческие, хорошо паяемые покрытия сплавом олоно — сурьма можно наносить из электролита, содержащего, г/л:

Сернокислое опоно 45-55 30

Треххлористая сурьма О, 3-0,4

Серная кислота 100-120

Фтористый аммоний 4-5

Препарат ДЦДМ 2-4

Поверхностно-активное вещестно ОС-20 2-4

Процесс осаждения проводят при

pH=1 температуре 18-25 С, плотности тока 1,0-1,5 A/äì2, скорость осаждения покрытия 1 мкм эа 2-2,5 мин,ис- 40 пользуя оловянные аноды марки 01. Покрытие сплавом олово — сурьма содержит 0,5-1,5Ъ сурьмы.

В остальном способ выполняют аналогично примеру 1.

Изготовленные предлагаемым способом электрические контакты (фиг.2) обеспечивают надежную коммутацию токов до 0,1 A при напряжении .до 2430 В беэ нарушения контактирования, 50 при этом сопротивление электрического контакта составляет в среднем

0,03-0,05 Ом. Наличие сплошного защитного покрытия из оловосодержащево материала на поверхности контак .тодержателя повьваает его корроэионную устойчивость в жестких условиях эксплуатации (понышенная влажность, морской туман), значительно облегчает пайку выводов коммутационных иэделий при их монтаже в радиоэлектронной аппаратуре, позволяет использовать вместо дорогостоящего нейэиль-, бера в известном электрическом контакте менее дорогую медь или латунь, которые, кроме того, имеют меньшее 65 удельное электрическое сопротивление, что немалозажно при изготовлении миниатюрных контактов с контактодержателями малого поперечного еечения.

При этом расход олова или сплавов олово - висмут, олово - сурьма при нанесении на контактодержатель гальваническим путем сплошного покрытия толщиной до 18-21 мкм не превышает количества более дорого припоя марок ПОС-40, ПОС-61, необходимого для локального обслуживания 25-30% поверхности контактодержателя путем окунания н расплавленный припой.

Для изготовления контактов по предложенному способу могут быть использованы установки электроискроного легирования специального назначения, например типа ЭФИ-40, ЭФИ-41, ЭФИ-42.

Трудоемкость изготовления миниатюрных электрических. контактов по предложенному способу. может быть значительно снижена в результате того, что ряд операций автоматизируется: сплошное покрытие оловом илк его сплавом можно наносить в высокопроизводительных барабанных гальванических установках, например на барабанно-подвесочной линки типа AJII -35 н барабаны которой указанные детали загружаются и выгружаются россыпью с использованием при этом специальной технологической тары, электрокскроное удаление оловосодержащего покрытия н зоне формирования контакта и нанесение слоя драгоценного металла или его сплава поддается автоматизации и может быть легко приспособлено к условию массового производства однотипных электрических контактов. При создании промышленной установки для удаления олоносодержащего покрытия в месте

Формирования контакта и нанесения слоя драгоценного металла или его сплана возможна утилизация удаляемого олоносодержащего материала и улавливание зрозиронавшего драгоценного металла н процессе его электроискроного нанесения. Таким образом, использование предложенного изобретения позволяет за счет нанесения оловосодержащего покрытия на контактодержатели гальваническим путем, например в высокопроизводительных автоматизированных барабанных гальванических установках, в барабаны которых эти детали загружают и выгружают россыпью, снизить н 700-1000 раз трудоемкость изготовления по сравнению с ручным техпроцессом горячего обслуживания; наличие сплошного защитного покрытия иэ оловосодержащего материала на поверхности контактодержателя повышает его коррозионную устойчивость, следовательно возможно использование вместо дорогостоящего

1035661

Составитель Е. Сафонова

Техред T.ôàíòà Корректор И.Ватрушкина

Редактор К.. Волошук

Заказ 5844/53 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 нейэильбера более дешевых конструкционных электротехнических материалов, например латуни. При объема выпуска. 30-40 млн.шт. миниатйрных .контактодержатепей экономия нейзиль бера 15-20 тонн в год.