[发明专利]银镍石墨复合触头材料及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造各种塑壳断路器、框架式万能断路器等电器开关使用的电触头的银镍石墨电接触材料的生产工艺方法。

背景技术

    在低压电器电触头材料中，银镍石墨触头材料主要应用于各类塑壳断路器、框架式万能断路器上。这是因为该材料具有良好的抗熔焊性和导电性、低而稳定的接触电阻。石墨的作用在于阻止触点的粘结和熔焊，并且不形成任何的绝缘物使接触电阻变大。但石墨有稳定电弧的倾斜以及在空气中的热稳定性差，由于现有银镍石墨触头材料在加工过程中未重视石墨含量和加工的工艺，因而抗电弧腐蚀能力差是该材料的最大缺陷。目前，普遍采用机械混粉工艺生产，此工艺简单易行、流程少、对设备要求低、材料利用率高、生产成本低，但所制得的触点组织不均匀、致密性较差、电弧侵蚀率高。

    发明内容

本发明的目的是为解决现有银镍石墨触头材料存在的上述不足，提供一种新的银镍石墨复合触头材料及其加工方法。

本发明的技术方案是：银镍石墨复合触头材料含有银65～75%、镍23%～32%、石墨2%～3%。

上述银镍石墨复合触头材料的加工方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）配备所述银镍石墨复合触头材料所含成分的银粉、镍粉和石墨粉，银粉、镍粉和石墨粉的重量百分比为银粉65～75%、镍粉23%～32%、石墨粉2%～3%；

（2）银粉和镍粉分别全部制备成浓度为20～100g/l硝酸镍溶液、浓度为50～300g/l硝酸银溶液；

（3）在反应器皿中加入步骤（2）所制备的20～100g/l硝酸镍溶液和50～300g/l硝酸银溶液，在搅拌情况下缓慢喷入浓度为10～50g/l氢氧化钠溶液，使溶液中的镍离子、银离子全部生成Ag₂O+Ni(OH)₂共沉淀粉；

（4）将Ag₂O+Ni(OH)₂共沉淀粉清洗至中性干燥后，再次清洗至中性干燥、还原；所述干燥温度为250～350℃，干燥时间为20～25小时；所述还原的保护气氛为氢气或氨分解气，还原温度为400～500℃，还原时间为3～5小时；

（5）步骤（2）还原后的Ag₂O+Ni(OH)₂粉，加入步骤（1）所述石墨粉2%～3%，在湿混球磨机中进行球磨处理；

（6）将步骤（5）球磨处理后的湿粉经50～100℃真空烘干3～5小时，在保护气氛为氢气或氨分解气的气氛中退火，退火温度为600～720℃，保温时间为2～3小时，退火处理后制得银镍石墨混合粉；

（7）对银镍石墨混合粉初压成形，初压成形单位压力为3～6T/cm²，在保护气氛为氢气或氨分解气保护下经温度为850～900℃烧结，保温时间为3～4小时后，进行退火，退火温度为650～750℃，保温时间为2～3小时；

（8）对步骤（7）获得的材料进行复压整形，制得银镍石墨复合触头材料；复压整形的压力为10～12T/cm²。

步骤（5）所述球磨处理的湿混球磨机中的磨球与粉料重量比为5～10：10，酒精与粉料重量比为2～5：10，球磨时间为10～15小时。

本发明工艺先进，材料配比合理，（1）利用化学共沉淀、湿混球磨工艺可以改善镍、石墨颗粒在银基体中的分布，提高不润湿材料间的物理结合强度，从而获得合金化粉末，提高材料的机械性能、物理性能、电性能等。（2）银镍石墨触头材料金相组织均匀细小，具有优异的机械物理性能，制成的触头材料密度大，导电率大幅优化，并且提高了抗电弧腐蚀能力。

具体实施方式

制备500kg的银镍石墨复合触头材料，其工艺流程为：硝酸银溶液、硝酸镍溶液→NaOH溶液→Ag₂O+Ni(OH)₂→清洗至中性→烘干→清洗至中性→烘干→还原→湿混球磨→真空烘干→退火处理→初压成形→烧结→一次复压→退火处理→二次复压→表面处理→银镍石墨复合触头材料。

具体工艺步骤如下：

（1）配备所述银镍石墨复合触头材料所含有的银粉、镍粉和石墨粉，银粉、镍粉和石墨粉的重量百分比为银粉65～75%、镍粉23%～32%、石墨粉2%～3%；

（2）银粉和镍粉分别全部制备成浓度为20～100g/l硝酸镍溶液、浓度为50～300g/l硝酸银溶液；