[发明专利]铜基包覆金刚石包覆氧化物系低压电工触头材料及生产方法

说明书

本发明属于一种铜基合金，一种特殊应用在低压电器中的电触头合金材料。

铜基电触头合金材料在中国专利中公开多个技术方案，这种铜基无银新型电工触头是应用在低压电器中的新型新材料。它的特点是具有较强的分断能力，耐电弧烧损能力和抗熔焊能力。但铜基无银电触头应用在交流接触器等低压电器上时，电寿命低于传统的银合金电触头。

本发明目的是公开一种铜基包覆金刚石包覆氧化物系低压电工触头材料，同时公开其生产方法。本发明新型铜基无银电触头材料，其铜合金为基体材料，可使电触头具有很高的导电率导热率和较好的抗氧化性能。用于低压电器中的电触头，除具有较强的分断能力，耐电弧烧损能力和抗熔焊能力外，还具有很高的电寿命。

本发明是一种铜的粉末合金，其组成是在耐氧化铜合金的基体中加入颗粒尺寸在5-200nm金刚石微粉和纳米级二氧化锡、氧化锑微粉，金刚石微粉的含量在0.1-5％(wt)，二氧化锡的含量在0.1-10％(wt)、氧化梯的含量在0.1-10％(wt)、其余为铜粉。

本发明的生产方法是：

(1)将纳米金刚石微粉化学镀，使铜/银均匀包覆在金刚石微粉的表面。金刚石微粉颗粒尺寸在5-200nm，包覆层厚为5nm-1μm；

(2)将纳米级二氧化锡(SnO2)和氧化锑(Sb2O3)微粉化学镀铜/银，铜/银均匀包覆在二氧化锡和氧化锑颗粒的表面。二氧化锡(SnO2)和氧化锑(Sb2O3)微粉颗粒尺寸在5-200nm，包覆层厚为5nm-1μm；

(3)将包覆后的纳米金刚石微粉和二氧化锡氧化锑微粉与预合金铜粉末均匀混合。

(4)在200Mpa-250Mpa的压力下冷等静压成型。

(5)成型后的坯料在小于10Mpa的真空下，在850--950℃下烧结1-1.5小时。

(6)烧结后的坯料在700--750℃下热挤压成型。

(7)将热挤压后的型材切成触头要求的形状。

本发明具有很高的电寿命。在铜合金基体中加入金刚石微粉，金刚石颗粒用化学镀法包覆铜或银。在电触头材料中起到耐电弧烧损和抗熔焊作用。二氧化锡和氧化锑颗粒在电触头中起到灭弧和抗熔焊的作用。灭弧和抗熔焊不含常用的金属镉和镉的氧化物致癌物，完全满足低压电器中对电触头的各项技术要求。其方法是适于工业化技术。

实施例(1)

金刚石微粉含量：0.5％(wt)，平均度20nm。

镀铜厚度：10nm。

二氧化锡含量：1％(wt)，SnO2平均粒度20nm。

镀铜厚度：10nm。

氧化锑含量：1％(wt)，Sb2O3平均粒度20nm。

镀铜厚度：10nm/

铜合金余量。触头材料性能：

密度：8.7g/cm3。

电阻率：1.97μΩ.cm.。

硬度：450Mpa。

实施例2

金刚石微粉含量：1％(wt)，平均粒度50nm。

镀铜厚度：1m。

二氧化锡含量：3％(wt)，SnO2平均粒度50nm。

镀铜厚度：1

氧化锑含量：1.5％(wt)，bO3平均粒度50nm。

镀铜厚度：1

铜合金余量。触头材料性能：

密度：8.g/cm3。

电阻率：2.2μΩ.cm

硬度：370Mpa.。

实施例(3)

金刚石微粉含量：2％(wt)，平均粒度100nm。

镀银厚度：100nm。

二氧化锡含量：5％(wt)，平均粒度10nm。

镀银厚度：20nm。

氧化锑含量：1％(wt)，平均粒度10nm.。

镀银厚度：20nm。

铜合金余量。触头材料性能：

密度：8.4g/cm3。

电阻率：2.37μΩ.cm。

硬度：320Mpa.。

实施例(3)

金刚石微粉含量：3％(wt)，平均粒度10nm。

镀银厚度：0.5μm。

二氧化锡含量：8％(wt)，平均粒度100nm。

镀银厚度：0.5μm。

氧化锑含量：8％(wt)，平均粒度100nm。

镀银厚度：0.5μm。

铜合金余量。触头材料性能：

密度：8.2g/cm3。

电阻率：3.0μΩm.cm。

硬度：300Mpa.。