[发明专利]银金属氧化物石墨复合电触头材料的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压电器用电触头材料的生产方法，尤其是指一种银金属氧化物石墨（AgMeOC）复合电触头材料的制备方法及其产品。

背景技术

目前低压电器行业中大多以银基材料作为电触头材料，而其中银金属氧化物（AgMeO，Me指代金属）材料由于其具有优良的抗电弧侵蚀性、抗熔焊性和低而稳定的接触电阻的综合电性能，在整个电触头材料体系中占有重要的地位。

在电触头接触过程中，触头间的熔焊是其主要失效形式之一。通常的提高材料抗熔焊性能的方法是提高材料中高熔点氧化物成分的含量，或者使氧化物颗粒呈针状析出（针状方向垂直于工作面）。但是方案一会降低材料的导电性能，而且可提高的程度有限；方案二在内氧化工艺材料中可以实现，但是在粉末冶金法（包括预氧化法和混粉法）工艺中却很难实现。由于金属氧化物与焊料及铜合金之间的润湿性较差，AgMeO电触头材料在加工过程中需要在焊接面增加一层焊接银层，通常是通过热轧复合方式实现AgMeO层与焊接银层之间的结合。

银石墨（AgC）也是一种电触头材料，由于石墨的存在，在接通大电流时具有优良的抗熔焊性，但是AgC材料耐电腐蚀性能略差，一般多用于小型断路器、保护开关等电器。

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，而提供一种银金属氧化物石墨复合电触头材料的制备方法。通过该方法制备的银金属氧化物石墨复合电触头材料综合利用了银金属氧化物和银石墨（AgC）两种触头材料各自的优势，提高电触头材料的抗熔焊性能，使其具有更广泛的应用，另外，该方法还解决了因其添加了石墨而造成的塑性下降而导致的焊接银层与银金属氧化物石墨基体之间无法形成冶金结合的问题。

本发明的另一个目提供一种利用上述方法制备的银金属氧化物石墨复合电触头材料， 相较银金属氧化物电触头材料，提高抗熔焊性，可应用于小型断路器和保护开关中替代AgC材料达到节银的目的，或者应用于交流/直流接触器、断路器中替代AgMeO材料，达到提高抗熔焊性能的目的。

1. 为实现上述第一个目的，本发明的技术方案是该制备的银金属氧化物石墨复合电触头材料为小型片状触点材料，包括以下工序：

 （1）混合粉体配置，采用预氧化工艺制备银金属氧化物粉和添加物粉，然后将银金属氧化物粉、添加物粉与石墨粉混合均匀；或者直接将Ag粉、金属氧化物粉、石墨粉、添加物粉混合均匀；该混合粉体中的各组分质量比为：

    金属氧化物 1-25%，石墨  0.05-5%，添加物 ≤5%，余量为银；

（2）在一底部封闭的橡胶套中纵向插入隔板，使橡胶套的内腔分隔成大室和小室，大室A与小室B的径向高度比控制在7:1~10:1，将步骤（1）配置的混合粉体装入大室，将焊接银层成型用银粉装入小室，抽出隔板，在等静压设备中压制成整体的锭子，锭子直径控制在80~120mm，长度控制在200~500mm，等静压压力50~300MPa；

（3）锭子在保护气氛条件下，600~900℃烧结1~6小时，冷等静压设备或者液压机中复压，复压压力20~300MPa；

（4）锭子在保护气氛条件下，在600~900℃加热1~6小时后挤压成带材，挤压带材宽度20~70mm，厚度2~10mm；

（5）挤压带材去除头尾后，在冷轧机上冷轧至成品厚度，中途退火至少一次，退火时采用保护气氛，温度300~800℃，时间0.5~8小时；

（6）采用分条-切片方法获得成品触点；或者采用模具冲制方法获得成品触点。

     本发明的技术方案还可以是该制备的银金属氧化物石墨复合电触头材料为大型片状触点材料，包括以下工序：

（1）混合粉体制备，采用预氧化工艺制备银金属氧化物粉和添加物粉，然后将银金属氧化物粉、添加物粉和石墨粉混合均匀；或者直接将Ag粉、金属氧化物粉、石墨粉、添加物粉混合均匀；该混合粉体中的各组分质量比为：

    金属氧化物 1-25%，石墨  0.05-5%，添加物 ≤5%，余量为银；

（2）制粒，将步骤（1）制备的混合粉体放入球磨设备中球磨2~24小时；

（3）采用模压成型方法获得初压压坯，相对密度控制在65%~85%；初压时在混合粉表面均匀铺一层银粉作为焊接银层，银层厚度控制在触点总厚度的5%~30%；

（4）初压压坯在保护气氛条件下于600~900℃烧结2~5小时；

（5）烧结后的压坯在复压模具中压制成为成品触点，复压压力6~14T/cm²。