[发明专利]含添加元素的银铜基金属氧化物电触头材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电工合金领域的银铜基电触头材料，具体是指一种含添加元素的银铜基金属氧化物电触头材料及其制备方法。

背景技术

继电器、接触器、断路器的核心元件为电触头（点），它承担着接通分断电流的繁重任务，触头元件的优劣取决于材料的优选和科学有效的组合及制备工艺，它是电器安全的重要保证。

目前市场商用的的触头材料基本是银基和铜基两大类触头材料。铜基触头材料部分应用在断路器及开关上，铜基触头材料虽然价格低廉，但铜基触头抗氧化性能差，在装机后到商用的时间长短不一，电器搁置时间长使用时触头表面会形成氧化膜，再有使用时分断会释放大量热也会氧化生成氧化膜，使接触电阻增大影响导电性和导热性，使温升加快，并出现恶性循环，使电器过热导致损坏及出现熔焊酿成安全事故。

现有银基触头材料广泛应用在继电器、接触器、断路器上。其典型代表是银金属氧化物触头材料。目前生产银金属氧化物触头材料有两种制备方法，即合金熔炼内氧化和粉末冶金两大类。其中合金熔炼内氧化法生产的触头虽然生产工艺简单，但多为双面氧化工艺，即由外表向芯部扩散氧化，使氧化物浓度由表及里呈递减衰弱，在装机使用承载分断电流时，在初期抗电蚀磨损和中后期抗电蚀磨损差异很大，使电寿命大为降低熔焊的机率（机会）也虽之增大。

而粉末冶金法生产的触头材料要求有高的抗熔焊特性。则中国专利公开号CN101892400A公开的一种“铜－银－钛－氧化锡复合电触头材料及其制备方法”的复合电触头材料制备过程是按比例配取铜粉、银粉、钛粉和氧化锡粉球磨混粉成型、烧结复压而制得触头材料。该专利工艺方法的不足之处在于氧化锡粉末没有经过表面改性处理，润湿性不好，表面活性差，并直接与其它组元进行混合压制成型为触头材料，使氧化锡粉末与其它组元粉末晶粒间的结合强度不高、结合力很低。使之触头在应用过程分断时氧化锡晶粒易脱离基体，使材料的抗电蚀和抗磨损能力下降，导致电寿命缩短、抗熔焊性能降低。

另外也有小型断路器应用纯银及银铜合金(如AgCu₄)触头材料。但含银量都很高，而银氧化物触头材料的含银量均在85%以上，且是目前触头材料市场的主流，每年耗银量相当可观，现在白银资源逐渐匮乏价格昂贵。至使生产电触头材料的成本居高不下，企业经济效益下降，社会效益也大为削弱。并浪费了大量的白银资源。为此需要寻求综合铜基和银基优良性能的触头材料，低的材料成本及综合电气性能优良的节银电触头材料来替代铜基、银基及银铜合金触头材料。

发明内容

为解决目前银基触头材料成本过高，缓解生产商投放资金过大的压力，并解决了铜基触头材料易氧化温升高抗熔焊性能差及使用的局限性，并大可改善银基氧化物触头材料抗电蚀性、抗熔焊性不强及电寿命不高的整体性能，本发明的第一个目的是提供一种成本低廉、综合性能优良的含添加元素的银铜基金属氧化物电触头材料。

本发明的另一个目的是提供一种含添加元素的银铜基金属氧化物电触头材料的制备方法。

    为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包括以下组分，以质量百分比计：

银（15～63）％；

金属氧化物（4～25）％；

导电陶瓷（0.3～9）％；

稀土元素总量（0.01～3.7）％；

添加元素总量（0.7～4.9）％，该添加元素为Zr、Ni、Al、Ta、Te、Bi、Mo、Nb中的一种或两种以上组合；

铜余量。

     进一步设置是还包括有镧镍合金（0.7～1.8）wt％。所述的金属氧化物为SnO₂、ZnO、CuO、Fe₂O₃、CdO、In₂O₃、Bi₂O₃、Al₂O₃、MoO₃、ZrO₂中的一种或多种组合。所述的导电陶瓷为Ti₃SiC₂、Zr₃Al₅C₅、Ti₃AlC₂。所述的镧镍合金的各组分的质量百分比为：La≥（32±1）%， Ni≥(68±1)% 。所述的稀土元素为La、Ce、Y中的两种或多种组合以上，并以稀土铜合金、稀土铝合金、锆钇合金以熔炼的方式加入。

为实现本发明的第二个目的，本发明的技术方案是包括以下工序：