[发明专利]一种银镍基电触头材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体是指电触头材料及其制备方法，特别是指一种配电电器用抗熔焊性能高的银镍(AgNi)基电触头材料及其制备方法。

背景技术

银镍(AgNi)基触头材料具有良好的导电、导热性能，接触电阻低且稳定，抗电弧侵蚀性能优良，并且容易加工，焊接性能优良，可以从线材或成型带材直接焊接于触头底座，该材料可以有效地加以利用。另外，该材料制造成本低，适合大规模生产。因此，AgNi材料一直是中小容量控制电器中的首选触点材料，然而由于现代工业对开关电器小型化、工作寿命和可靠性要求的不断提高，以及现代工业配电电压等级的提高，AgNi触头材料的缺点——抗熔焊性能差变的愈来愈明显，已经无法满足国内外各种实现更小体积以及更高分断能力的断路器对触点材料的要求。

因此，如何进一步提高AgNi材料的抗熔焊能力，以扩大其使用电流范围，具有重要实际应用价值。通过检索，最新的中国专利公开号CN101608272A公开的AgNi电触头材料及其制备方法，其通过银镍材料中添加碳化钨进行改性，但是，碳化钨在500℃以上就开始活性氧化，其抗氧化能力差，而触头材料往往工作于电弧放电的环境下，导致该种触头材料氧化，耐电弧烧损能力差，严重降低其电寿命和分断能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种高抗熔焊性的银镍基电触头材料及其制备方法，进一步提高AgNi电触头材料抗熔焊性能，从而扩大AgNi电触头材料应用范围。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包含的组分及重量百分比含量为：10％≤镍≤30％、0.1≤碳化钽≤10％，余量为银。

进一步设置是所述的碳化钽的平均粒度为0.1～10μm。

本发明的另一个技术方案是提供了一种银镍基电触头材料的制备方法，其技术方案是包括以下步骤：

(1)首先将银粉和镍粉过筛，筛的目数小于200目；

(2)将碳化钽粉末与经过过筛的银粉和镍粉按照比例混合球磨，其比例为10％≤镍≤30％、0.1≤碳化钽≤10％，余量为银；

(3)将球磨混合好的粉末中添加粘结剂进行制粒；

(4)对经过制粒的粉末进行模压成型制成胚体；

(5)对坯体在有保护性气氛下进行脱粘结剂烧结；

(6)对烧结后的坯体进行复压；

(7)对复压后的坯体进行退火，得到所述的银镍基电触头材料。

所述的步骤(3)中，所述将球磨混合好的粉末进行制粒，是指向混合好的粉末中添加粘结剂，并进行擦筛制粒。

所述的粉镍为羰基镍粉，其平均粒度为4～7μm。

所述步骤(4)中，所述对经过制粒的粉末进行模压成型，是指在100～600MPa压强下对经过制粒的粉末进行模压成型。所述步骤(5)中，所述对压制成型的坯体在有保护性气氛下进行脱脂烧结，脱脂温度在200～500℃之间，保温时间为0.5～5小时，烧结温度在750～950℃，烧结时间为3～6小时，氢气气氛或者惰性气氛保护。所述步骤(6)中，所述对烧结后的坯体进行复压，是指在400～1400MPa压强下进行压制，保压时间3～10秒钟。所述步骤(7)对复压后的坯体进行退火处理，其工艺条件是：处理温度为400～650℃，保温时间为2～6小时，氢气气氛或惰性气氛保护。所述的步骤(4)和步骤(6)中，所述模压成型和复压均是在油压机上进行。

本发明的银镍基电触头材料，TaC具有高硬度、高强度、高熔点，与银、镍的结合强度较好，与现有的银镍电触头材料(用于控制电器)相比，本发明的电触头材料抗熔焊性提高了6倍以上，耐电弧烧损能力和电寿命提高了3-7倍，主要应用于低压配电电器触点。另外，相较于对比文件CN101608272A，本发明选用TaC相对于WC有以下优点：1.WC的抗氧化能弱，在空气中500℃即开始氧化，而TaC在1100℃才开始氧化，因此本发明的电触头材料的稳定性大为提高；2.TaC熔点3880℃，而WC仅为2867℃，因此本发明的添加了TaC的电触头材料抗熔焊性和耐烧损能力均比添加WC的要高。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1是本发明的材料制备工艺流程图

图2是实施例2的金相组织照片x200；

图3是实施例2的断口扫描电镜照片。

具体实施方式