专利名称：一种焊接电极材料以及由该材料制备的电极的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及至少一种用于焊接电极材料的铜基可沉淀硬化合金，该合金可以使焊接电极的机械性能和抗退火性能得到改进。本发明还涉及一种用该材料制成的电极，该电极适用于尤其包括优选钢和铝的电阻点焊应用。
背景技术：
铜的导电性和强度取决于铜的纯度。此外高纯度的铜对很多应用场合来说太软，因为这些应用场合需要高强度的机械性能和抗退火性能。直接合金化的铜具有相当大的缺陷，因为直接合金化会导致铜的导电性能的变差。一种生产具有好的电学性能的高强度铜合金的有益的办法是选择合金化元素加入铜，形成沉淀物。可沉淀硬化铜合金的优点在于合金化元素的含量低，而且一旦时效它的导电性可以超过85％IASC(国际退火铜标准)。
在相对小的范围内的可沉淀硬化的铜基合金可以作为电阻点焊电极，该电极应用于包括钢和铝的电阻点焊。对碳素钢板的进行电阻点焊，一般选用铜-铬(CuCr)、铜-铬-锆(CuCrZr)和铜-锆(CuZr)合金。并且对镀锌钢进行电阻电焊一般选用CuCr、CuCrZr和CuZr可沉淀硬化铜合金。而对涉及铝电阻点焊应用时一般选用的是CuZr可沉淀硬化合金。一般电阻点焊电极在焊接过程中的关键因素是导电性、热硬性、抗粘着性、表面磨损率以及飞溅(expulsion)发生前的电流密度。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的一些缺陷，并且获得至少一种改进的可沉淀硬化铜合金，该合金可作为电阻点焊电极材料，并且与现有技术相比所述合金的性能改进包括至少以下几个方面提高了抗粘着性、扩大了焊接电流操作的范围，以及提高了导电性。本发明的目的也是为了获得焊接电极自身。附后的权利要求书对本发明的必要技术特征进行了叙述。
根据本发明，铜-铬(CuCr)、铜-铬-锆(CuCrZr)和铜-锆(CuZr)可沉淀硬化合金可以作为一种电阻点焊电极材料，该合金含有含量为百万分之200-500(ppm)的用作合金化元素的磷。磷的添加对含有Cr和Zr的铜合金的硬度和电学性能有显著的影响，而这对电阻点焊电极是有益的。
本发明中记载的铜-铬(CuCr)、铜-铬-锆(CuCrZr)和铜-锆(CuZr)可沉淀硬化合金包含P 200-500ppm、Cr 0.1-1.5wt％和/或Zr 0.01-0.25wt％，余量为Cu和一些常见杂质，因此Cu含量至少为98.5wt％。
至于在依照本发明中的含有磷作为合金化元素的含Cr的铜基可沉淀硬化合金中的硬度，由于不溶解沉淀物磷化铜(Cu3P)相的形成消耗了合金中一部分Cu，从而使Cr的保留量减小到低于在固溶温度为1000℃时Cr在Cu中的溶解度。磷化铜相的形成表明可以在CuCrP合金中加入更多的Cr从而得到增强的可沉淀硬化合金。
在另一种情况中，当Zr和P作为合金化元素时，由于Zr原子尺寸的因素，当P具有最大的溶解度的时候，Zr在Cu中的溶解度最小。当P加入Cu中进行合金化时可以最大限度的提高铜的电阻率，然而Cr的添加使铜的电阻率提高的程度最低。此外Zr对铜的导电性有显著的影响。而Zr对电阻率的提高没有实质性的作用，这是因为Zr的低溶解度大大的限制了Zr在Cu中的溶解量。
按照本发明，在含有Cr和/或Zr的可沉淀硬化铜合金中加入P对电阻率具有积极的影响。合金化的P形成沉淀物，例如磷化铬(Cr3P)和磷化锆(Zr5P4)，从而减少Cr和/或Zr可溶解在基体中的量。磷化物的形成的这种作用对电阻点焊电极是有益的，因为磷化物的形成拓宽了在焊接过程中的产生飞溅前的操作电流范围。
至于电阻点焊电极所用合金的再结晶，在点焊焊接过程中其自身因高温的再结晶被推迟，从而使电阻点焊电极的使用寿命得到延长。晶化的推迟使电焊过程中的电极表面发生的圆化(mushrooming)减小。圆化是在焊接表面发生电极材料退火并在来自焊接系统施加的力下变形的作用。本发明的合金的优点在于含铬和锆的铜合金中磷化物的形成可以提高再结晶温度，而在冷加工的条件下磷化物的形成得到增强。提高后的再结晶温度可以允许含磷化物的合金耐受圆化的时间更长。
对电阻点焊电极来说一个重要的性能是在焊接完成后避免粘连到焊接件表面的能力。抗粘连测试用来确定电阻电焊电极可操作高电流密度的优异程度。这种抗粘连测试一直持续到发生严重粘连时，在这个时候可通过焊接电流除以电极的接触面积确定电流密度。然后将电流密度值和其他电极帽(cap)比较。为了评价磷化物的作用，对两种电阻点焊电极，一种是代表现有技术的铜-锆(CuZr)合金构成的电极，另一种是本发明的在铜锆中添加了磷的(CuZrP)合金的电极，进行了抗粘连测试。四种不同的试验得到的平均数据如下表所示。
*严重飞溅和严重粘连从表中的试验结果可以看出采用本发明的含有合金化成分P的铜锆合金(CuZrP)制备的电阻点焊电极可以获得更高的电流密度。试验结果表明现有技术中的铜锆电极(CuZr)在电流密度为279Amps/in2时产生严重的飞溅和粘连。加入P的铜锆合金(CuZrP)制备的电极在发生严重的飞溅和粘连以前，电流密度可达366Amps/in2。由于加入P的铜锆合金(CuZrP)制备的电极具有在较高电流密度工作且不飞溅的能力，这使电极的焊接范围和前景得以拓宽，而且可以在修整电极表面以前延长焊接进度。
权利要求
1.一种电阻点焊焊接电极材料，该材料包含至少一种铜基可沉淀硬化合金，其特征在于该铜基可沉淀硬化合金是通过磷进行合金化的。
2.一种如权利要求1所述的焊接电极材料，其特征在于所述合金包含200-500ppm的磷。
3.一种如权利要求1或2所述的焊接电极材料，其特征在于该铜基可沉淀硬化合金是铜铬合金。
4.一种如权利要求3所述的焊接电极材料，其特征在于该合金含有0.1-1.5wt％的铬。
5.一种如权利要求1或2所述的焊接电极材料，其特征在于该铜基可沉淀硬化合金是铜锆合金。
6.一种如权利要求5所述的焊接电极材料，其特征在于该合金含有0.01-0.25wt％的锆。
7.一种如权利要求1或2所述的焊接电极材料，其特征在于该铜基可沉淀硬化合金是铜铬锆合金。
8.一种如权利要求7所述的焊接电极材料，其特征在于该合金含有0.1-1.5wt％的铬以及0.05-0.25wt％的锆。
9.一种用于电阻点焊的焊接电极，其特征在于该电极包含至少一种铜基可沉淀硬化合金，该合金通过磷进行合金化。
10.一种如权利要求9所述的焊接电极，其特征在于所述铜基可沉淀硬化合金中的磷含量为200-500ppm。
11.一种如权利要求9或10所述的焊接电极，其特征在于铜铬合金通过磷进行合金化。
12.一种如权利要求11所述的焊接电极，其特征在于该合金含有0.1-1.5wt％的铬。
13.一种如权利要求9或10所述的焊接电极，其特征在于铜锆合金通过磷进行合金化。
14.一种如权利要求13所述的焊接电极，其特征在于该合金包含0.01-0.25wt％的锆。
15.一种如权利要求9或10所述的焊接电极，其特征于铜铬锆合金通过磷进行合金化。
16.一种如权利要求15所述的焊接电极，其特征在于所述合金包含0.1-1.5wt％的铬以及0.01-0.25wt％的锆。
全文摘要
本发明涉及一种应用于电阻点焊的焊接电极材料，该焊接电极材料含有至少一种铜基可沉淀硬化合金，该铜基可沉淀硬化合金通过磷进行合金化。本发明还涉及这种焊接电极本身。
文档编号B23K11/11GK1806999SQ200510121609
公开日2006年7月26日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月22日
发明者R·尼泊特, B·斯万克, M·吉塔, I·克皮恩 申请人:奥托库姆普铜产品公司