電器制造工藝特點(diǎn)與材料

1、電器制造工藝特點(diǎn)與材料1、電器制造的特點(diǎn)和要求電器制造基本屬于機(jī)械制造的范疇，但也有它本身的特點(diǎn)。第一，電器制造的總體結(jié)構(gòu)是由金屬材料制造的機(jī)械結(jié)構(gòu)，用以完成支撐、傳動(dòng)、儲(chǔ)能等機(jī)械動(dòng)作，以達(dá)到電器分?jǐn)嗟哪康?。第二，電器零部件的加工方法主要是采用冷沖壓、機(jī)械切削加工和熱處理等通用機(jī)械加工工藝。這是與機(jī)械行業(yè)本身基本相同的制造范疇。但是，電氣制造業(yè)有其獨(dú)特的特點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：1. ）工藝涉及面極廣。電器制造，尤其是開(kāi)關(guān)制造因其電器性能的要求，設(shè)計(jì)了多種不同的制造工藝：如冷沖壓工藝、塑料壓制工藝、絕緣處理工藝、電阻焊接工藝、電器元件熱處理工藝、彈簧制造工藝、電鍍工藝。當(dāng)然還包括機(jī)加工工藝等工藝。

2、涉及面極廣，這就使得電器制造工藝有許多與普通機(jī)械工藝不同的特點(diǎn)。有些特殊工藝如果減少，在外觀上無(wú)法發(fā)現(xiàn)，如：雙金屬穩(wěn)定處理工藝，不進(jìn)行這些復(fù)雜的工藝，可大大降低成本，但產(chǎn)品會(huì)有嚴(yán)重的隱患。2. ）工藝裝備多。工藝裝備時(shí)指除機(jī)加工之外，所有的工、量、卡具和模具。在開(kāi)關(guān)制造中，沖壓模具是最主要的工藝裝備，約占整個(gè)工藝裝備數(shù)量的50%80%。電器制造都是大批制造。一般來(lái)說(shuō)，工藝裝備越多，產(chǎn)品質(zhì)量越穩(wěn)定而生產(chǎn)效率越高。3. ）材料的品種、規(guī)格繁多。在電器制造中，采用的材料品種規(guī)格可達(dá)數(shù)千種。電器對(duì)材料性能有多方面的要求。有些材料不僅要有良好的機(jī)械性能，還需要有良好的導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，對(duì)另外一些材料

3、又要求有很高的絕緣強(qiáng)度和耐導(dǎo)弧性能，另外還對(duì)材料提出了耐磨、耐化學(xué)、耐腐蝕等苛刻的要求，當(dāng)然，所有的材料都要求有良好的工藝性。4. ）制造精度高。低壓電器在工作過(guò)程中，不僅有簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。同時(shí)還有一系列的電、熱、磁能的能量轉(zhuǎn)換。因此，對(duì)于電器零件，不僅要求有尺寸、幾何形狀和位置的精度，還要考慮零件及零件材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)磁、滅弧、絕緣等性能對(duì)產(chǎn)品特性的影響。零部件的精度等級(jí)必須滿足產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)的要求。如：觸頭壓力、接觸電阻、動(dòng)作參數(shù)、動(dòng)作時(shí)間、溫升等。此外，對(duì)影響產(chǎn)品電磁特性的零件相互位置、幾何形狀、精度以及熱處理規(guī)范也有著很高的要求。有些零部件在常溫常態(tài)下沒(méi)有問(wèn)題，但是一但通電，改變了常

4、溫常態(tài)在電場(chǎng)、電磁場(chǎng)、高溫的狀態(tài)下，會(huì)產(chǎn)生很大變化。會(huì)嚴(yán)重影響技術(shù)參數(shù)。如彈簧、常溫下壓力正常，高溫下可能退火變軟，壓力迅速減小，引發(fā)電器故障。再如絕緣材料，如果因潮濕導(dǎo)致絕緣性能大幅下降，有可能引起開(kāi)關(guān)相間短路而爆炸。制造精度如何，僅從電器外觀上是看不出來(lái)的，劣質(zhì)產(chǎn)品的外觀有時(shí)甚至比質(zhì)量好的還漂亮，但對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)選購(gòu)了這種產(chǎn)品就等于選擇了事故隱患。5. ）材料：在電氣材料中，除了大量采用黑色金屬，有色金屬外，還大量采用了貴重、稀有金屬。如：銀、饃、粕、銘和磷青銅、皺青銅、饃銘鐵、鐵銘鋁，雙金屬等合金材料，在塑料、絕緣材料中，也廣泛使用了聚四氟乙烯、DMC（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）、聚酰胺（尼龍）、

5、三聚鼠胺等高絕緣強(qiáng)度和耐磨、耐電弧材料。這些大量的貴重、有色金屬、絕緣材料其價(jià)格都很高，近年來(lái)又連年提高價(jià)格。他們?cè)诋a(chǎn)品成本中一般要占70%80%。有些非正規(guī)生產(chǎn)廠家，之所以產(chǎn)品價(jià)格很低而還可以拿到利潤(rùn)，就是在這些內(nèi)容上作了手腳。A、金屬材料1 .黑色金屬：主要指鋼板、圓鋼類、鋼絲類材料用途：黑色金屬是組成開(kāi)關(guān)電器的主要材料，其制品負(fù)責(zé)滿足電器動(dòng)作、傳動(dòng)、支撐的要求。也有少量要滿足電器的電性能要求（如弧角、柵片）。質(zhì)量：板類材料主要對(duì)材料的材質(zhì)、厚度、表面質(zhì)量有要求。如：常用的Q235（A3）鋼板，要求材料保證機(jī)械性能指標(biāo)（不保證化學(xué)成分），材料厚度要在國(guó)標(biāo)允差范圍之內(nèi)，例如厚度為1mm的鋼板

6、（冷）允差為土0.07mm。再如鋼絲類材料，要求具有準(zhǔn)確的外徑，具有均勻的材質(zhì)和良好的熱處理性能等。彈簧對(duì)開(kāi)關(guān)的重要性使大家都知道的。B、有色金屬：主要指銅及銅合金材料。它們具有高導(dǎo)電性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、不易氧化、不易腐蝕、易加工、易焊接的特性。用途：主要用于制造開(kāi)關(guān)電器中構(gòu)成電器通道的主回路中的相關(guān)零部件。是電器質(zhì)量水平的標(biāo)志，近年來(lái)材料價(jià)格成倍翻番，。所以，有色金屬在電器成本構(gòu)成中占有最重的比例。1、體積電阻率:在電場(chǎng)作用下，體積為1m3正方體的塑料相對(duì)二面間體積對(duì)泄漏電流所產(chǎn)生的電阻。常用符號(hào)p,單位為Q.m。過(guò)去常用Q.cm作為體積電阻率的單位，換算關(guān)系為1Q.m=100Q.cm。體積

7、電阻率越高，絕緣性能越好。2、表面電阻率：在電場(chǎng)作用下，表面積為1m2正方形的塑料相對(duì)二邊間表面對(duì)泄漏電流所產(chǎn)生的電阻。常用符號(hào)Ps,單位為Q.cmo表面電阻率越高，絕緣性能越好。銅材料及其物理性能材料名稱電阻率（Q.mni/m）純銅材料（一般為T(mén)2銅）<0,0178歐姆.毫米2/米黃銅材料<0,0310.071歐姆.毫米2/米銀觸頭及其含量產(chǎn)品名稱觸頭材料含量電阻率（歐姆.厘米）BKZ45-63AgCdQ銀85%氧化鎘12%<3.3BKW5-2000flCAgNi30銀70%銀30%<2.7BKW5-200網(wǎng)CAgW50(Z)銀50%車?guó)B50%<3.0BKW5-

8、3200flCAgNi30銀70%銀30%<2.7BKW5-320網(wǎng)CAgW50(Z)銀50%車?guó)B50%<3.0DW15-1600弧CuW70銅30%車?guó)B70%<4.1DW15-1600動(dòng)CAgNi30銀70%銀30%<2.7DW15-1600靜AgC-WG銀85%石墨3%碳化鴇12%<3.2DW15-63慟CAgNi30銀70%銀30%<2.7DW15-63雕AgC-WG銀85%石墨3%碳化鴇12%<3.2BKM1動(dòng)CAgW(50)銀50%車?guó)B50%<3.0BKM1靜CAgWC(12)C(3)銀85%石墨3%碳化鴇12%<3.2DZ20動(dòng)

9、AgW50銀50%車?guó)B50%<3.0DZ20靜CAgWC(12)C(3)銀85%石墨3%碳化鴇12%<3.2CJ40>63ACJ20(>63A)CAgSn021n2O3銀氧化錫錮CJX1<45AAgNi10銀銀10BKZ45-63軟聯(lián)結(jié)線徑規(guī)格材料牌號(hào)電流等級(jí)截面積mrn長(zhǎng)度mm銅軟絞線TJRJB2573-796A1.030+1.610A1.516A、20A2.525A、32A40A425+1.650A、63A630+1.6a.純銅一一我公司常用普通2號(hào)純銅（GB466）即T2,含銅量不小于99.9%（含氧量小于0.06%）,硬度（HB）80120導(dǎo)熱系數(shù)0.92

10、3b. 純黃銅一一制造開(kāi)關(guān)電器中熱元件材料，導(dǎo)電率35%IACS硬度（HB）200c. 錫青銅一一制造開(kāi)關(guān)電器中熱元件材料，導(dǎo)電率1025%IACS硬度（HB）200250質(zhì)量：主要對(duì)材質(zhì)、材料截面積、外形尺寸及表面質(zhì)量有要求。由于銅及銅合金使用量大，價(jià)格高，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上魚(yú)龍混雜，尤其是一些小單位生產(chǎn)的材料不但截面積嚴(yán)重不足（俗稱“虧方”）而且材料中會(huì)含有大量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的滲入，會(huì)嚴(yán)重影響銅材的導(dǎo)電率。如含磷雜質(zhì)對(duì)材料導(dǎo)電性能影響最顯著，再如鉛和鎖能顯著增加材料的脆性。另外，會(huì)引起冷作硬化，使材料導(dǎo)電率降低。所以銅材料的加工工藝也可以引起材質(zhì)變化。如：冷拉、冷軋加工,控制銅及銅合金材料的

11、質(zhì)量對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量保證意義重大。我公司一般只使用如天津銅廠等國(guó)家大型企業(yè)生產(chǎn)的有色金屬材料，有力的保證了材料的質(zhì)量。C、電觸頭材料用途：電觸頭材料在電器制造中占有重要的地位，在開(kāi)關(guān)電器中承擔(dān)接通、載流、分?jǐn)嗪透綦x任務(wù)，要求抗電腐蝕、抗電磨損、抗機(jī)械磨損、抗熔焊，同時(shí)還要求導(dǎo)電性能高，接觸電阻低，易焊接和使用壽命長(zhǎng)。我公司常用的觸頭有銀鴇、銀碳化鴇（塑殼），銀石墨、銀饃（框架），銀氧化隔（小型斷路器）質(zhì)量：由于生產(chǎn)電觸頭利潤(rùn)很高，國(guó)內(nèi)有許多生產(chǎn)廠家，規(guī)格非?；靵y，許多廠還在沿用古老的燒結(jié)法生產(chǎn)電觸頭，其成分不明不白，市面上也出現(xiàn)了許多“銅鍍銀、銅復(fù)合銀層、銀包銅”等假冒偽劣的所謂電觸頭。國(guó)內(nèi)有些

12、電器生產(chǎn)廠，甚至包括一些具有一定規(guī)模的廠家以電觸頭分類。將產(chǎn)品分為“高”“中”“低”檔。它們的產(chǎn)品嚴(yán)重的擾亂了市場(chǎng)秩序。這些電觸頭引起的電器事故頻發(fā)，危害了用戶的利益。我公司一般只使用如上海電工合金廠、上海電研所合金所等國(guó)家大型企業(yè)生產(chǎn)的電觸頭材料，有力的保證了觸頭材料的質(zhì)量。D、熱雙金屬材料一一主要用于開(kāi)關(guān)的電器感溫元件用途：熱雙金屬層是一種復(fù)合金屬，一般用兩層或多層具有不同膨脹系數(shù)的金屬或合金，采用熱軋復(fù)合或冷軋復(fù)合的方法，使之結(jié)合在一起。雙金屬材料的主要性能指標(biāo)有：比彎曲、溫曲率以及雙金屬層結(jié)合強(qiáng)度等。我公司常用的有5J11、5J16、5J18、5J23、5J24等等。質(zhì)量：由于在開(kāi)關(guān)電

13、器中，感溫元件一般是條狀材料并采用懸臂梁結(jié)構(gòu)安裝和作用，所以對(duì)于材料的彎曲特性和靈敏度要求較高，尤其是零件自由端的撓度值。所以在入廠檢驗(yàn)時(shí)，公司質(zhì)檢部門(mén)只對(duì)比彎曲和電阻率進(jìn)行檢查，而不檢測(cè)各金屬層的組元成分。雙金屬材料的關(guān)鍵在于熱處理，未經(jīng)良好穩(wěn)定處理的雙金屬層材料只能使產(chǎn)品喪失熱過(guò)載保護(hù)功能。市面上許多外觀漂亮、價(jià)格低廉的斷路器使用的雙金屬片材質(zhì)，材料成分不明，制件在加工中也不能進(jìn)行嚴(yán)格的工藝處理，使用這樣雙金屬片的開(kāi)關(guān)在過(guò)載保護(hù)過(guò)程中性能極不穩(wěn)定，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求下,斷路器不能脫扣或早脫扣，當(dāng)然不能指望這樣的產(chǎn)品起到保護(hù)作用。E、電阻合金材料一一主要用于開(kāi)關(guān)電器的限流線圈、發(fā)熱元件。在BK

14、M1系列32A以下的開(kāi)關(guān)底部、BKM2系列32A以下的滅弧室兩側(cè)，可以看到的金屬條狀物是開(kāi)關(guān)的限流線圈。用途：由于小安培開(kāi)關(guān)采用的是直熱式延時(shí)脫扣器，即電流流過(guò)雙金屬元件，為防止短路電流到來(lái)時(shí)燒斷高電阻率的雙金屬元件，一般要加裝限流元件來(lái)限制短路電流。質(zhì)量：電阻合金材料要求電阻率長(zhǎng)期穩(wěn)定和降低的電阻溫度系數(shù)。不知出于成本考慮還是其他原因，市場(chǎng)上有的產(chǎn)品去消了阻流線圈，而直接采用直熱式脫扣器。這會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的短路保護(hù)功能，降低產(chǎn)品質(zhì)量。F、塑料我公司現(xiàn)在基本上自己不再制造塑料制品，采用外協(xié)方式解決。塑料零部件也是開(kāi)關(guān)電器中的重要部分，主要用于各種外殼、牽引桿、手柄、連接件、絕緣件等等。質(zhì)量：我公司使用的塑料制品分為熱固性和熱塑性塑料。外殼類、絕緣件類一般是由熱固性塑料制