專利名稱：彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻焊電極，特別提供了一種彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極材料。
電阻焊電極頭是一種高消耗性的導(dǎo)電材料，大量應(yīng)用于汽車車身的焊接過程。它應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和高的軟化溫度?，F(xiàn)在大多數(shù)工廠實(shí)際應(yīng)用的電極頭大多數(shù)采用熔煉生產(chǎn)的銅與鉻、鋯、鎳等元素的合金。這些合金原料價(jià)格昂貴，而且它采用的是合金強(qiáng)化的原理使材料獲得室溫下的高硬度，在較高溫度下，其強(qiáng)化作用逐漸消失，材料的軟化溫度僅在450℃左右，所以使用時(shí)頭部在焊接產(chǎn)生的高溫作用下很快變形，使得頭部不能保持設(shè)計(jì)的型狀，因而影響焊接質(zhì)量，這種焊頭的壽命較短，約在2萬次左右，雖在采用了水冷保護(hù)，也不能完全克服這一缺點(diǎn)。近期也有采用內(nèi)氧化法制造氧化物彌散強(qiáng)化銅材料來生產(chǎn)電阻焊電極頭的技術(shù)問世。這種材料軟化溫度比熔煉材料大大提高，因而使用壽命顯著延長，但是其制造工藝復(fù)雜，不易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。另外它還有彌散質(zhì)點(diǎn)分布不均的缺點(diǎn)，因而生產(chǎn)的焊頭質(zhì)量不穩(wěn)定。
本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電率高，軟化溫度高，材質(zhì)均勻，易于大工業(yè)生產(chǎn)的電阻焊電極。
本發(fā)明提供了一種彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極頭，由粉末冶金的方法制成，其特征在于所用粉料(1)選用粒度為5～100μm的純銅粉，和粒度在0.5～2μm之間的陶瓷粉如金屬氧化物或碳化物作原料，陶瓷粉末的量為0.5～3wt％(2)將原料粉機(jī)械球磨合金化，球料比為1∶3～10，球磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為500～800n/min，時(shí)間2～20小對(duì)。本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是采用高能球磨的方法，將預(yù)先處理過的純銅粉與純凈的陶瓷粉用干法或濕法進(jìn)行球磨。陶瓷選擇的原則是硬度高，在高溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與基體銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。陶瓷粉含量在0.5～3wt％之間，若含量低于0.5wt％，則強(qiáng)化效果不明顯，若含量超過3％，則會(huì)降低材料的導(dǎo)電性，并使材料變脆。將球磨后的混合粉在冷壓模中汽壓成生坯，汽壓壓力在3～7噸/厘米2之間。汽壓生坯經(jīng)熱擠壓工藝擠壓成棒材，擠壓溫度在750℃～850℃之間。將此材料熱鍛或機(jī)械加工成點(diǎn)焊電極頭。這種電極材料具有導(dǎo)電率高，軟化溫度高，高溫強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn)，所制造的電極壽命長，點(diǎn)焊焊接質(zhì)量好。本發(fā)明不但減少了銅、鉻、鎳等貴重材料的消耗，而且在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。下面通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。
實(shí)施例對(duì)粒度為10～50μm銅粉用氫氣還原處理4小時(shí)，將經(jīng)過處理的銅粉與純氧化鋁粉(粒度0.7～1μm)進(jìn)行預(yù)混合，然后進(jìn)行球磨10小時(shí)，氧化鋁含量為0.5％，1％，1.5％，2.0％和2.5％，共五組。將研磨后的粉在冷壓模中冷壓成園柱形生坯，冷壓壓力為6噸/厘米2，園柱體直徑7cm，高約15cm，對(duì)園柱體表面進(jìn)行包銅處理，然后進(jìn)行熱擠壓，擠壓溫度為820℃，擠壓成的棒材直徑10mm。所制成材料的導(dǎo)電率為純銅的75％以上，軟化溫度為800℃。將五組材料均加工成點(diǎn)焊電極頭，在工業(yè)生產(chǎn)線上進(jìn)行點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)，其中壽命最長的一組可完成焊點(diǎn)3.5萬次。
權(quán)利要求
1.一種彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極頭，由粉末冶金的方法制成，其特征在于所用粉料(1)選用粒度為5～100μm的純銅粉，和粒度在0.5～2μm之間的陶瓷粉如金屬氧化物或碳化物作原料，陶瓷粉末的量為0.5～3wt％；(2)將原料粉機(jī)械球磨合金化，球料比為1∶3～10，球磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為500～800n/min，時(shí)間2～20小時(shí)。
2.按權(quán)利要求1所述彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極頭，其特征在于所用陶瓷粉為Al2O3。
3.按權(quán)利要求1，2所述彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極頭，其特征在于所述粉末冶金工藝為，將粉末在3～17噸/厘米2壓力下冷壓成生坯，再經(jīng)750℃～850℃熱擠壓成棒材。
全文摘要
一種彌散強(qiáng)化銅電阻焊電極頭，由粉末冶金的方法制成，其特征在于所用粉料(1)選用粒度為5～100μm的純銅粉，和粒度在0.5～2μm之間的陶瓷粉如金屬氧化物或碳化物作原料，陶瓷粉末的量為0.5～3wt％；(2)將原料粉機(jī)械球磨合金化，球料比為1∶3～10，球磨機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為500～800n/min，時(shí)間2～20小時(shí)。本發(fā)明導(dǎo)電率高，軟化溫度高，材質(zhì)均勻，易于大工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F3/20GK1121454SQ9411258
公開日1996年5月1日 申請(qǐng)日期1994年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月26日
發(fā)明者閔家源, 唐鳳軍, 何冠虎, 宋寶榮, 周本廉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所