家用和類(lèi)似用途開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)選用詳解 - 圖文-

1、家用和類(lèi)似用途開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)選用詳解羅宣果何均勻2013.11作者簡(jiǎn)介:羅宣果中山市德牌電器有限公司高級(jí)工程師。1993年進(jìn)入電工行業(yè),長(zhǎng)期從事產(chǎn)品測(cè)試、產(chǎn)品性能分析以及品質(zhì)管理工作。何均勻自1993年以來(lái)先后在多家國(guó)內(nèi)外知名電工企業(yè)工作,曾與業(yè)內(nèi)眾多技術(shù)專(zhuān)家和權(quán)威人士共事,對(duì)開(kāi)關(guān)性能要求和實(shí)現(xiàn)方法有較深的認(rèn)知。概述觸點(diǎn)作為開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵零部件,直接影響到開(kāi)關(guān)的電氣性能,同時(shí)也是開(kāi)關(guān)的重要成本因素,如何正確、合理的選擇觸點(diǎn)至關(guān)重要。本文從材料,工藝,結(jié)構(gòu),成本,試驗(yàn)和應(yīng)用等方面進(jìn)行分析和論證,希望能給各位在進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)過(guò)程中如何正確、合理地選擇觸點(diǎn)提供參考。由于水平所限,不當(dāng)之處難免,歡迎溝通交流。一,

2、觸點(diǎn)材料應(yīng)具備的特性作為觸點(diǎn)材料應(yīng)該具備以下幾個(gè)特性,或者說(shuō)只要具備以下幾個(gè)特性的材料都有可能成為觸點(diǎn)材料。.具有低的電阻率和低的電阻溫度系數(shù),接觸電阻要小。.具有高的熱導(dǎo)率以及高的熔點(diǎn),耐高溫氧化和化學(xué)腐蝕。.具有適當(dāng)?shù)挠捕群土己玫募庸ば阅堋? 耐磨性,滅弧性能較好。真正同時(shí)具備以上幾種特性的材料并不多,金和銀都具備以上幾個(gè)特性,但是考慮到性?xún)r(jià)比,我們首先選擇銀作為觸點(diǎn)材料。由于純銀特性不是很好,所以我們通常添加合金以提高特性。對(duì)于純銅,我們發(fā)現(xiàn)具備特性、和,但是不具備特性,所以不能用作為觸點(diǎn)材料。目前有在純銅中添加稀土元素以改善特性,但是由于市場(chǎng)原因(客戶(hù)認(rèn)為使用的是廉價(jià)銅點(diǎn)未能在電工開(kāi)關(guān)

3、行業(yè)推廣應(yīng)用。二、常用觸點(diǎn)材料及特性目前墻壁開(kāi)關(guān)常用銀合金觸點(diǎn)材料主要有三種:AgCdO; AgNi和AgSnO(In,目前用得最多的是AgCdO,占70%以上。銀氧化鎘(AgCdO觸點(diǎn)材料采用燒結(jié)或擠壓工藝制成,銀氧化鎘內(nèi)氧化鎘質(zhì)點(diǎn)彌散分布于銀基體中,因而增加了材質(zhì)硬度和耐磨性能。電觸頭動(dòng)作時(shí)在電弧作用下,由于溫度提高,氧化鎘劇烈分解、蒸發(fā)而使電觸頭表面冷卻,降低了電弧能量,從而極大地改善了電觸頭的滅弧性能,凈化了觸頭表面,減少了電磨損,提高了電壽命并保持較低的接觸電阻。銀氧化鎘材料號(hào)稱(chēng)萬(wàn)能觸頭材料,只是由于環(huán)保因素限制了其使用范圍(對(duì)于其RoHS豁免條款詳見(jiàn)后述。銀鎳合金(AgNi觸點(diǎn)材料

4、的制成也是采用先進(jìn)的燒結(jié)、擠壓技術(shù),鎳顆粒呈纖維狀均勻分布。銀鎳合金電接點(diǎn)的接觸電阻低而穩(wěn)定,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好,且燒損少、電磨損小而均勻,銀鎳合金電接點(diǎn)在直流下開(kāi)閉時(shí),電接點(diǎn)的材料轉(zhuǎn)移比純銀接點(diǎn)小,特別適用于狹小外殼中通斷使用。但銀鎳合金電接點(diǎn)在通斷時(shí)由于氧化物而使電接點(diǎn)接觸電阻增高,對(duì)硫敏感,大電流下抗熔焊性能差。銀氧化錫(AgSnO2觸點(diǎn)材料具有優(yōu)良、穩(wěn)定的抗熔焊性能及良好的耐電弧燒蝕性能。在電流較大(5003000A的電流范圍內(nèi)的條件下,銀氧化錫觸點(diǎn)有比銀氧化鎘觸點(diǎn)更好的耐電弧燒蝕能力,在容性負(fù)載下,銀氧化錫觸點(diǎn)比銀氧化鎘觸點(diǎn)、銀鎳合金觸點(diǎn)明顯表現(xiàn)出更優(yōu)良的抗熔焊性能;在交流阻性負(fù)載下,銀

5、氧化錫觸點(diǎn)比銀氧化鎘觸點(diǎn)具有稍高的接觸電阻(可采用添加微量的特殊金屬氧化物如氧化銦來(lái)保證了它的接觸電阻處于允許的范圍內(nèi),但在直流電路的燈/電機(jī)負(fù)載(如汽車(chē)?yán)^電器應(yīng)用場(chǎng)合,卻表現(xiàn)出低而穩(wěn)定的電阻值。三、觸點(diǎn)材料的選擇對(duì)于墻壁開(kāi)關(guān)用觸點(diǎn)我們通常只推薦用兩種材料:銀氧化鎘(AgCdO觸頭材料和銀氧化錫(AgSnO2觸頭材料。由于AgNi材料的抗熔焊等電氣性能較差在此我們不做推薦使用。銀氧化鎘(AgCdO觸頭材料通常我們會(huì)選用AgCdO12和AgCdO15這兩種合金比例。如果CdO含量比例越大則接觸電阻越大,而且分?jǐn)嗬√蓟s質(zhì)會(huì)更多更明顯,加工硬度和加工難度也越大.在歐盟RoHS豁免指令第8(b項(xiàng)中

6、明確指出銀氧化鎘(AgCdO觸頭材料可無(wú)限期豁免使用,對(duì)于美洲市場(chǎng)等其他國(guó)家其觸點(diǎn)并無(wú)環(huán)保要求(有些地區(qū)直接套用歐盟RoHS指令,因此該觸點(diǎn)材料可廣泛適用于出口和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(對(duì)于客戶(hù)指定要求除外。隨著LED燈等強(qiáng)容性負(fù)載的使用越來(lái)越多,對(duì)觸點(diǎn)的抗熔焊和滅弧性能要求也越來(lái)越高。在此我們建議:強(qiáng)容性負(fù)載用開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)材料采用銀氧化錫(AgSnO2材料,因?yàn)殂y氧化錫觸點(diǎn)比銀氧化鎘觸點(diǎn)表現(xiàn)出更優(yōu)良的抗熔焊性能。四、觸點(diǎn)的加工工藝目前,觸點(diǎn)加工多采用冷鐓技術(shù)加工,就是將銅和銀合金在模具中冷態(tài)擠壓成型并結(jié)合在一起。當(dāng)然也有部分觸點(diǎn)采用熱態(tài)焊接工藝(如原奇勝電器公司內(nèi)有專(zhuān)業(yè)焊銀房。冷鐓加工設(shè)備見(jiàn)下圖: 圖1 冷

7、鐓加工設(shè)備觸點(diǎn)冷鐓加工工藝流程如下:冷鐓成型-酸洗去氧化層-清洗去油污-拋光去毛刺-真空退火去內(nèi)應(yīng)力-冷卻包裝。由于冷鐓成型的兩種材料形變不同,因而存在結(jié)合內(nèi)應(yīng)力,所以必須退火去內(nèi)應(yīng)力以確保兩種材料的結(jié)合強(qiáng)度,否則容易出現(xiàn)銀層開(kāi)裂甚至銀層脫落。同時(shí)退火也可以調(diào)整材料硬度以改善鉚接性能。對(duì)于銀合金材料,如果太軟或者太硬,其加工性能都會(huì)變差。如果銀合金材料太軟,對(duì)于平面型觸點(diǎn)就容易出現(xiàn)表面不光滑和模印,同時(shí)對(duì)模具表面損傷也較大。另外,對(duì)于平面觸點(diǎn),通常我們會(huì)調(diào)整為R40左右的大弧面來(lái)避免模印和使得銀層表面更光滑。對(duì)于較硬的銀合金材料如AgSnO2,由于材料太硬,對(duì)模具硬度要求也較高,通常我們會(huì)采用

8、合金模具來(lái)加工,所以加工成本比較高。下面為銅線的兩種成型演示圖: 正常均勻形變(銅線短而粗不均勻形變(銅線長(zhǎng)而細(xì)因此實(shí)際中我們要盡量避免使用3.5*1+1.5*L和4*1+1.5*L等規(guī)格的非標(biāo)觸點(diǎn),解決辦法就是將釘腳直徑改為 2.0mm,即為:3.5*1+2*L和4*1+2*L。對(duì)于釘頭厚度大于1mm的規(guī)格也盡量避免使用。五、觸點(diǎn)的鉚接工藝問(wèn)題觸點(diǎn)在鉚接過(guò)程中銀接觸面一般會(huì)二次成型。因此鉚接模具表面的形狀和光潔度對(duì)觸點(diǎn)的銀接觸面有很大的影響。我們?cè)诤芏喙S看到其鉚接模具表面粗糙和臟污,這會(huì)直接影響到觸點(diǎn)銀接觸面的光潔度,也降低了觸點(diǎn)的電氣接觸性能(會(huì)導(dǎo)致試前溫升偏高或初始接觸電阻偏高。另外鉚

9、接模具的表面弧度也應(yīng)該與原觸點(diǎn)銀面弧度一致。六、觸點(diǎn)尺寸的選擇1. 觸點(diǎn)尺寸的國(guó)標(biāo)標(biāo)注方式(以鉚釘觸點(diǎn)為例: 由此可見(jiàn),一個(gè)觸點(diǎn)有7個(gè)關(guān)鍵尺寸。對(duì)于墻壁開(kāi)關(guān)用鉚釘觸點(diǎn),尺寸標(biāo)注應(yīng)該如下所示:2. 觸點(diǎn)脫模角的選擇觸點(diǎn)脫模角常規(guī)有7°、9°、11°、13°、15°、17°、19°、25°等。脫模角大小基本不影響到觸點(diǎn)的電性能,但是,脫模角越大,銀面越小,材料成本越低?？紤]到不同客戶(hù)的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)精度不同和市場(chǎng)對(duì)觸點(diǎn)銀面大小的要求不同,以及脫模角對(duì)成本的影響,通常脫模角大小需要同客戶(hù)協(xié)商確定。3. 觸點(diǎn)直徑大小的選擇通過(guò)大

10、量實(shí)驗(yàn),我們得出以下結(jié)論:觸點(diǎn)的銀層厚度是影響開(kāi)關(guān)壽命的主要因素,在開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)精度保證的前提下,觸點(diǎn)銀面直徑的大小對(duì)開(kāi)關(guān)性能的影響很小。因此,在開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)精度保證的前提下,直徑為3mm 的觸點(diǎn)可以用在額定電流20A以?xún)?nèi)的開(kāi)關(guān)。但是,考慮到大電流開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)誤差較大,需要用到大銀面觸點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)誤差,因此實(shí)際中通常10A以?xún)?nèi)的開(kāi)關(guān)選用直徑3mm觸點(diǎn),16-20A開(kāi)關(guān)選用直徑3.5-4mm觸點(diǎn).當(dāng)然,也有些客戶(hù)為了市場(chǎng)推廣需要,選擇大直徑銀點(diǎn)作為賣(mài)點(diǎn)。4. 觸點(diǎn)銀接觸面弧度的選擇理論上,開(kāi)關(guān)靜觸頭為平面,動(dòng)觸頭為弧面,平面和弧面接觸為相切點(diǎn)接觸。因此球面弧度大小對(duì)于開(kāi)關(guān)電性能影響不大,我們通常選用R6、

11、R8、R10、R12這幾種球面弧度。理論上兩個(gè)弧面接觸也是相切點(diǎn)接觸,因此實(shí)際中我們把動(dòng)觸頭和靜觸頭都做成弧面,大量實(shí)驗(yàn)表明這對(duì)開(kāi)關(guān)電性能沒(méi)有影響,而且這樣有助于觸頭的標(biāo)準(zhǔn)化。但是,千萬(wàn)不能把動(dòng)觸頭和靜觸頭都做成平面。理論上只要兩個(gè)觸點(diǎn)面完全平行就可以做到面接觸,但是實(shí)際上因?yàn)殚_(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)誤差兩個(gè)觸點(diǎn)面根本不可能完全平行,一旦不平行兩個(gè)觸點(diǎn)就變成了邊緣接觸。由于觸點(diǎn)邊緣銀層最薄,這樣的邊緣接觸對(duì)開(kāi)關(guān)壽命影響極大。以下為三種接觸方式的圖示: R/R接觸( F/R接觸( F/F接觸(X5.觸點(diǎn)銀層厚度的選擇首先探討一下銀層厚度的標(biāo)注問(wèn)題。下圖為觸點(diǎn)銀層分布剖面圖: 由圖可見(jiàn),中間1/2處銀層最厚,越到

12、邊緣銀層越薄。圖中銀面直徑1/4處銀層厚度為0.122mm(左邊和0.205mm(右邊;腳邊(釘頭直徑1/4處銀層厚度為0.068mm(左邊和0.114mm(右邊.所以,我們?cè)跇?biāo)注銀層厚度時(shí)必須注明是1/2處,1/4處或是腳邊的銀層厚度。在此我們建議:標(biāo)注1/4處銀層厚度較為科學(xué),因?yàn)槿绻粯?biāo)注1/2處銀層厚度會(huì)存在以下加工風(fēng)險(xiǎn):在冷鐓復(fù)合過(guò)程中,正常情況下我們會(huì)選擇軟銀線配硬銅線來(lái)加工,這樣加工出來(lái)的銀點(diǎn)銀層分布比較均勻和飽滿(mǎn)。但是一些不良加工商為了減少銀材料的使用量,在滿(mǎn)足1/2處銀層厚度要求的前提下選擇硬銀線配硬銅線來(lái)加工。由于銀線較硬,所以墩出來(lái)的銀點(diǎn)中間1/2處銀層凹入很厚(厚度能夠

13、符合客戶(hù)要求,但是銀點(diǎn)1/4處以及銀點(diǎn)邊緣銀層很薄。實(shí)際使用中,中間凹進(jìn)去的那部分銀層是無(wú)用的,因?yàn)殡S著觸點(diǎn)銀層不斷消耗,邊上高出的銅基首先接觸,而中間凹進(jìn)去的銀層已經(jīng)無(wú)法接觸到了,此時(shí)觸點(diǎn)其實(shí)已經(jīng)失效。以下為兩種加工工藝區(qū)別圖示: 軟銀線加工(銀層飽滿(mǎn)硬銀線加工(銀層中間厚邊上薄接下來(lái),我們來(lái)確定銀層厚度要求銀層厚度直接影響到開(kāi)關(guān)的電氣壽命。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)論證,在確保開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,額定電流對(duì)應(yīng)的銀層厚度建議如下:額定電流10A的開(kāi)關(guān),1/4處銀層厚度必須大于0.10mm.額定電流16A的開(kāi)關(guān),1/4處銀層厚度必須大于0.25mm.額定電流20A的開(kāi)關(guān),1/4處銀層厚度必須大于0.30

14、mm.額定電流20A的雙極開(kāi)關(guān),1/4處銀層厚度必須大于0.25mm.備注:對(duì)于20A的DP開(kāi)關(guān),由于是L和N兩極同時(shí)分?jǐn)?因此滅弧時(shí)間更短,銀層損耗更小,所以銀層厚度要求比單極20A開(kāi)關(guān)薄。以上銀層厚度選擇可以確保開(kāi)關(guān)過(guò)國(guó)標(biāo)GB16915.1-2003和IEC60669的壽命測(cè)試要求,同時(shí)又保證不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的品質(zhì)剩余而導(dǎo)致成本浪費(fèi)。6. 經(jīng)濟(jì)型開(kāi)關(guān)用觸點(diǎn)銀層厚度的選擇(僅供內(nèi)部參考前面第5節(jié)確定的銀層厚度是為了符合國(guó)標(biāo)及IEC標(biāo)準(zhǔn)的壽命測(cè)試要求。但是實(shí)際上很多廠家的經(jīng)濟(jì)型開(kāi)關(guān)考慮到成本因素都不會(huì)用到這么厚的銀層。在這里我們也認(rèn)為這是相對(duì)安全和可行的市場(chǎng)行為。下面我們針對(duì)銀層厚度來(lái)評(píng)估其市場(chǎng)風(fēng)

15、險(xiǎn)。市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)包括兩個(gè)方面:1.實(shí)際使用功能失效或引起投訴的風(fēng)險(xiǎn)。2.市場(chǎng)抽查的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于實(shí)際使用風(fēng)險(xiǎn)我們?cè)u(píng)估如下:一般墻壁開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)時(shí)最小額定電流為10A。對(duì)于燈控制開(kāi)關(guān)我們?cè)诙喾N環(huán)境下評(píng)估發(fā)現(xiàn)其實(shí)際使用電流一般不會(huì)超過(guò)6A,通常只有0.52A。絕大多數(shù)燈控制開(kāi)關(guān)都是用在遠(yuǎn)小于額定電流的情況,銀層損耗較小,所以其實(shí)際工作壽命比在額定電流下工作長(zhǎng)很多。對(duì)于用在帶開(kāi)關(guān)的插座(如一開(kāi)五孔10A插座,帶開(kāi)16A空調(diào)插座等產(chǎn)品上面控制大功率電器的開(kāi)關(guān)會(huì)不會(huì)有問(wèn)題呢?不會(huì)的。因?yàn)槲覀兊默F(xiàn)代電器產(chǎn)品都帶有待機(jī)standby狀態(tài),我們通常是先將電器產(chǎn)品(如空調(diào),電磁爐等關(guān)機(jī)之后才關(guān)斷插座上的開(kāi)關(guān),而插座上的開(kāi)

16、關(guān)打開(kāi)時(shí)電器也是處在待機(jī)狀態(tài)的,也就是說(shuō)插座上的開(kāi)關(guān)其實(shí)只是在通斷電器的待機(jī)狀態(tài)。由于待機(jī)狀態(tài)時(shí)電流很小,觸點(diǎn)甚至基本不會(huì)拉弧,也不會(huì)引起銀層損耗。一旦電器開(kāi)啟之后開(kāi)關(guān)只是起到持續(xù)通電的作用,這也不會(huì)引起銀層損耗。由此可見(jiàn)實(shí)際使用中開(kāi)關(guān)持續(xù)通電的載流能力和溫升性能更為重要,但這與銀層厚度沒(méi)有關(guān)系,與開(kāi)關(guān)的壽命也沒(méi)有關(guān)系。所以我們強(qiáng)調(diào)一個(gè)重要觀點(diǎn)就是開(kāi)關(guān)在實(shí)際使用中溫升比壽命更重要,往往因?yàn)殚_(kāi)關(guān)載流能力不夠?qū)е聹厣^(guò)高而引起開(kāi)關(guān)燒壞甚至造成著火等安全隱患。實(shí)際中也從來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)壽命不夠引起的客戶(hù)投訴,反而更多的是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)載流能力不夠引起開(kāi)關(guān)熔焊或失效引起的投訴。當(dāng)然還有一個(gè)原因就是我們的

17、開(kāi)關(guān)屬于低值產(chǎn)品,就算用了數(shù)年后因?yàn)殚_(kāi)關(guān)壽命導(dǎo)致的失效也不會(huì)引起客戶(hù)投訴的。對(duì)于市場(chǎng)抽查風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估如下:通過(guò)對(duì)近幾年的市場(chǎng)抽查報(bào)告分析發(fā)現(xiàn),無(wú)論是國(guó)抽,省抽或者是地方抽查,都會(huì)把重點(diǎn)放在影響產(chǎn)品安全性能方面的抽查項(xiàng)目上,比如材料的耐熱和阻燃性能,防觸電保護(hù),開(kāi)關(guān)的通斷能力等短平快的安全檢測(cè)項(xiàng)目。由于開(kāi)關(guān)壽命測(cè)試周期長(zhǎng),人力物力消耗較大,每次抽查面對(duì)的樣本數(shù)量太大,因此針對(duì)開(kāi)關(guān)壽命的抽查幾率很小。綜上所述,實(shí)際使用中觸點(diǎn)的銀層厚度導(dǎo)致的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)是很小的,在此我們對(duì)經(jīng)濟(jì)型開(kāi)關(guān)用觸點(diǎn)銀層厚度也做一個(gè)推薦如下:額定電流10A的開(kāi)關(guān),1/2處銀層厚度0.15mm.額定電流16A的開(kāi)關(guān),1/2處銀層厚度0.

18、25mm.七、開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)、觸點(diǎn)銀層厚度與溫升、壽命之間的關(guān)系在這里首先我們要明確幾個(gè)定義和兩個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng):標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“正常操作”我們通常稱(chēng)之為“壽命試驗(yàn)”。一個(gè)完整的壽命試驗(yàn)包括了壽命試驗(yàn)前的溫升測(cè)試、正常操作過(guò)程和壽命試驗(yàn)后的溫升測(cè)試。以下我們將壽命試驗(yàn)前的溫升簡(jiǎn)稱(chēng)為“試前溫升”,將壽命試驗(yàn)后的溫升簡(jiǎn)稱(chēng)為“試后溫升”。1. 觸點(diǎn)(銀層厚度與試前溫升無(wú)關(guān)對(duì)于一個(gè)全新的開(kāi)關(guān),溫升測(cè)試合格說(shuō)明開(kāi)關(guān)的載流能力設(shè)計(jì)合理和接觸良好。首先溫升是一個(gè)靜態(tài)指標(biāo),做溫升測(cè)試時(shí)開(kāi)關(guān)處于常通狀態(tài)的,沒(méi)有分?jǐn)鄤?dòng)作也就沒(méi)有拉弧燒蝕,因此考核不到銀層厚度;其次觸點(diǎn)的銀層厚薄不會(huì)影響到觸點(diǎn)的接觸性能,即使銀層再薄只要接觸良好就

19、不影響溫升,因此試前溫升與觸點(diǎn)的銀層厚度沒(méi)有任何關(guān)系。其實(shí)就算兩個(gè)觸點(diǎn)是紫銅點(diǎn),只要表面沒(méi)有氧化和臟污,保持正常良好的接觸和壓力,就不會(huì)影響到溫升結(jié)果。由此也可以得出結(jié)論就是試前溫升完全不考核觸點(diǎn),同觸點(diǎn)本身沒(méi)有任何關(guān)系。如果試前溫升偏高我們首先要分析結(jié)構(gòu)是否有問(wèn)題,包括初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不良和裝配工藝不良以及部件加工不良而引起的接觸不良。當(dāng)然也要考慮觸點(diǎn)表面氧化或臟污引起的接觸不良,對(duì)于這種不良我們通常建議先將樣品帶載通斷數(shù)十次后再做試前溫升。2. 觸點(diǎn)銀層厚度與試后溫升有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開(kāi)關(guān)做完壽命試驗(yàn)后還要做溫升測(cè)試,此時(shí)銀層厚度就直接影響到開(kāi)關(guān)溫升結(jié)果了。如果銀層太薄,壽命試驗(yàn)結(jié)束后觸點(diǎn)表面已無(wú)

20、銀層,觸點(diǎn)表面露銅已經(jīng)氧化,那么溫升就會(huì)偏高甚至導(dǎo)致開(kāi)關(guān)熔焊失效。3.開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)直接影響到試前溫升開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到開(kāi)關(guān)的載流能力,從而會(huì)影響到溫升。影響載流能力(溫升 的因素有:a.端子大小;b.連接片截面積;c.蹺板截面積;d.動(dòng)靜觸點(diǎn)間接觸性能;e.蹺板與承托片的接觸性能,f.載流五金件的電阻率和硬度。我們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)經(jīng)常會(huì)因?yàn)閐和e的原因?qū)е麻_(kāi)關(guān)試前溫升偏高,而d和e取決于開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一個(gè)開(kāi)關(guān)里面一般有2個(gè)電流瓶頸:一個(gè)是動(dòng)靜觸點(diǎn)之間的接觸,一個(gè)是蹺板和承托片之間的接觸。他們對(duì)開(kāi)關(guān)的電氣性能影響都很大,都會(huì)影響開(kāi)關(guān)的溫升和壽命。通過(guò)對(duì)壽命試驗(yàn)后的不合格樣品分析我們基本可以判斷是

21、哪個(gè)瓶頸導(dǎo)致的不合格。如果支撐片燒蝕碳化發(fā)黑嚴(yán)重,那么可能是支撐片和蹺板的材料(備注:黃銅,磷銅和紫銅的導(dǎo)電特性和磨合特性或接觸壓力有問(wèn)題。如果觸點(diǎn)燒蝕碳化發(fā)黑嚴(yán)重則可能是觸點(diǎn)材料或接觸壓力有問(wèn)題。如果觸點(diǎn)單邊燒蝕嚴(yán)重,則應(yīng)該是動(dòng)靜觸點(diǎn)對(duì)位有問(wèn)題。在這里順便提點(diǎn)建議。我們發(fā)現(xiàn)很多工廠只尊重測(cè)試結(jié)果,不重視試后樣品的分析和測(cè)試結(jié)果的分析,往往是改一點(diǎn)就測(cè)一次。這種結(jié)果導(dǎo)致工廠成天忙于測(cè)試,浪費(fèi)大量人力和電費(fèi)(備注。我們認(rèn)為如果只看測(cè)試結(jié)果,不注重分析,增加再多測(cè)試工位都是不夠的。如果我們?cè)谧鰷y(cè)試前搞清楚每個(gè)變量,針對(duì)性的對(duì)單一變量做測(cè)試,試后認(rèn)真分析樣品和測(cè)試結(jié)果,很多問(wèn)題不用通過(guò)進(jìn)一步測(cè)試就可

22、以下結(jié)論了。4. 開(kāi)關(guān)試前溫升與壽命試驗(yàn)的關(guān)系由第3點(diǎn)我們知道開(kāi)關(guān)試前溫升可以反映出開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)問(wèn)題。如果開(kāi)關(guān)試前溫升偏高,說(shuō)明了開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)有問(wèn)題,這樣也會(huì)影響到壽命試驗(yàn)的結(jié)果。在此我們建議:如果試前溫升偏高,那么我們要首先要檢查和調(diào)整開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu),直到達(dá)到合理的溫升值后再進(jìn)行壽命試驗(yàn)。當(dāng)然這也并非說(shuō)試前溫升偏高壽命測(cè)試就一定不通過(guò),以下兩種情況導(dǎo)致的試前溫升偏高就不影響到壽命結(jié)果:零部件加工披鋒和毛刺會(huì)影響到試前溫升,但是在壽命過(guò)程中會(huì)很快燒蝕磨合(較大的披鋒和毛刺除外,這種就屬于前面提到的部件加工不良了;觸點(diǎn)表面氧化或臟污也會(huì)影響到試前溫升,但是開(kāi)關(guān)帶載通斷過(guò)程中因?yàn)槔『芸炀桶延|點(diǎn)表面清潔干凈了。

23、因此我們建議被試樣品最好帶載通斷幾十次之后再做試前溫升更有效。下面是我們推薦的開(kāi)關(guān)試前溫升值:額定電流10A的開(kāi)關(guān),試前溫升值控制在20K以?xún)?nèi).額定電流16A的開(kāi)關(guān),試前溫升值控制在25K以?xún)?nèi)。5. 開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)直接影響到開(kāi)關(guān)壽命結(jié)果如果觸點(diǎn)間正壓力不夠,那么在壽命試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的拉弧,容易導(dǎo)致觸點(diǎn)過(guò)燒。如果蹺板與承托片之間正壓力不夠以及材料太硬會(huì)造成蹺板與承托片的磨合較差,結(jié)果導(dǎo)致壽命試驗(yàn)過(guò)程中溫升過(guò)高而使開(kāi)關(guān)失效。另外開(kāi)關(guān)蹺板的翻轉(zhuǎn)角度直接影響到觸點(diǎn)間和承托片與翹板間的分力比也會(huì)影響到壽命試驗(yàn)結(jié)果。在這里我們專(zhuān)門(mén)探討一下開(kāi)關(guān)的彈跳性能對(duì)開(kāi)關(guān)壽命的影響。開(kāi)關(guān)彈跳性能主要是指開(kāi)關(guān)的閉合彈跳性

24、能。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)在閉合接通時(shí)不是一次性閉合接通的,因?yàn)閺椥詸C(jī)構(gòu)的特性觸點(diǎn)會(huì)反復(fù)回彈多次后才最終穩(wěn)定閉合下來(lái)。由于觸點(diǎn)回彈間距很小,達(dá)不到滅弧距離,因此我們認(rèn)為整個(gè)回彈過(guò)程中觸點(diǎn)是持續(xù)閃弧的。這對(duì)觸點(diǎn)造成很大的損耗,嚴(yán)重的甚至?xí)驗(yàn)樗矐B(tài)溫度過(guò)高而直接導(dǎo)致觸點(diǎn)熔焊失效(對(duì)于抗滅弧性能差的觸點(diǎn)材料比如AgNi10則更容易熔焊。以下是我們對(duì)某品牌的各系列產(chǎn)品做的一個(gè)彈跳對(duì)比試驗(yàn),供大家參考。 彈跳測(cè)試圖例附:開(kāi)關(guān)彈跳試驗(yàn)分析報(bào)告為了建立更全面的開(kāi)關(guān)性能評(píng)價(jià)體系,我們引入了開(kāi)關(guān)閉合彈跳比對(duì)分析測(cè)試,通過(guò)比對(duì)各系列開(kāi)關(guān)機(jī)械性能優(yōu)劣,從而對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)支持。一、彈跳測(cè)試方法1.儀器設(shè)備:開(kāi)關(guān)彈跳測(cè)試

25、分析儀。2.測(cè)試原理:開(kāi)關(guān)在閉合瞬間會(huì)有彈跳產(chǎn)生,我們利用數(shù)據(jù)采集器的預(yù)觸發(fā)和存儲(chǔ)功能將開(kāi)關(guān)閉合瞬間的彈跳過(guò)程捕捉并存儲(chǔ)在電腦顯示器上,通過(guò)讀取電腦顯示器上的波形來(lái)分析開(kāi)關(guān)的閉合彈跳時(shí)間,彈跳次數(shù),彈跳幅度等信息。二、測(cè)試數(shù)據(jù):見(jiàn)下表(按產(chǎn)品系列分類(lèi)彈跳時(shí)間(單位:ms產(chǎn)品型號(hào)第一次第二次第三次第四次第五次第六次第七次平均彈跳時(shí)間(msA68K31 #1(左按鈕 1.92 2.04 2.54 2.32 1.73 2.02 2.01 2.06 A68K31 #1(中按鈕 2.51 4.23 4.27 3.45 2.41 3.16 3.76 3.42 A68K31 #1(右按鈕 2.06 0.70

26、 0.98 0.48 1.86 2.28 2.41 1.58 A68K31 #2(左按鈕 2.04 1.97 2.01 1.75 1.79 2.11 2.75 1.98 A68K31 #2(中按鈕 2.10 2.22 2.28 2.37 3.12 2.45 2.06 2.28 A68K31 #2(右按鈕 2.60 2.92 2.71 2.90 2.52 2.89 2.04 2.72A68K11 #1 3.10 5.25 4.24 4.59 3.79 2.60 3.54 3.85 A68K11 #2 1.82 1.57 1.89 1.90 1.45 1.82 2.88 1.80A68K11 #3

27、 3.07 3.60 3.18 3.05 2.73 3.47 2.34 3.10 B08K21 #1(左按鈕 1.61 1.02 1.23 1.18 1.61 1.12 1.43 1.31 B08K21 #2(左按鈕 1.31 1.51 1.49 1.56 1.60 1.60 1.52 1.54 B09K41 #1 1.00 0.94 0.97 1.07 1.76 1.06 0.94 1.01 B09K41 #2 0.75 0.65 0.83 0.76 0.77 1.00 0.82 0.79C06K12 1.38 1.35 0.85 1.27 1.23 1.03 1.25 1.23 C08K4

28、1 #1L1-L11 0.63 0.88 1.33 1.43 0.71 0.69 1.44 1.01 C08K41 #1L2-L21 1.65 1.49 1.69 1.71 1.45 1.56 1.64 1.61 C08K41 #2L1-L11 1.42 1.63 1.57 1.12 1.24 1.06 1.42 1.35 C08K41 #2L2-L21 1.32 1.31 1.92 1.67 2.32 1.08 1.25 1.49 C08K31 L1-L111.11 1.46 1.10 1.24 1.29 1.27 1.31 1.24 C08K31 L3-L311.55 1.83 1.842

29、.00 1.80 1.60 1.74 1.76 C08K21L1-L11 1.86 2.02 2.69 1.89 1.79 2.61 2.26 2.13L2-L21 1.90 2.46 1.68 1.80 2.54 2.14 2.56 2.17注:平均彈跳時(shí)間計(jì)算方法:去掉最高值和最低值,余下5個(gè)數(shù)值取平均值。彈跳次數(shù)(單位:次產(chǎn)品型號(hào)第一次第二次第三次第四次第五次第六次第七次平均彈跳次數(shù)A68K31 #1(左按鈕 25 10 15 11 15 12 15 14A68K31 #1(中按鈕10 30 26 18 18 19 20 20A68K31 #1(右按鈕 11 9 9 8 7 13 10

30、9A68K31 #2(左按鈕 10 12 8 9 18 13 12 11A68K31 #2(中按鈕 23 15 15 19 18 18 17 17A68K31 #2(右按鈕 4 3 4 4 4 5 7 4A68K11 #1 14 18 14 12 18 10 15 12A68K11 #2 10 6 9 6 4 10 5 7A68K11 #3 17 22 29 12 8 10 19 16B08K21 #1(左按鈕 7 3 4 6 7 6 6 6B08K21 #2(左按鈕 9 9 7 6 7 6 4 7B09K41 #1 7 8 6 10 21 8 8 10B09K41 #2 19 10 10 1

31、3 14 5 10 11C06K12 18 18 12 24 22 16 19 19C08K41 #1L1-L11 4 6 6 7 5 6 6 6C08K41 #1L2-L21 11 12 10 4 3 3 6 7C08K41 #2L1-L11 6 13 5 8 6 8 8 7C08K41 #2L2-L21 7 4 6 8 7 6 9 6C08K31 L1-L11610 2 5 6 4 6 5C08K31 L3-L31917 1 2 2 1 2 3C08K21L1-L11 3 13 8 17 4 7 6 8L2-L21 6 7 4 4 5 5 6 5注:平均彈跳次數(shù)計(jì)算方法:去掉最高值和最低值,余下5個(gè)數(shù)值取平均值。三、數(shù)據(jù)分析綜合以上數(shù)據(jù)分析得出:1、A68產(chǎn)品彈跳持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng),C08、B08次之, B09最短。2、A68產(chǎn)品彈跳次數(shù)最多,B09、C06次之,C08、B08最少。四、結(jié)論A68產(chǎn)品彈跳持續(xù)時(shí)間