[发明专利]一种银基电触头材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电触头材料技术领域，具体涉及一种银基电触头材料及其制备方法。

背景技术

粉末冶金电触头材料(powder metallurgy electrical contact material)是各种电器设备和仪表中通断电流的接触部件所用的粉末冶金材料。通过它传递、承受和断开所规定的电流，保护和控制电器。因此，粉末冶金电触头材料(以下简称电触头材料)是电器设备和仪表中的关键材料。

高性能电触头材料一般要求以下性能：好的导电导热性，高耐电压特性，抗电弧烧蚀，抗熔焊，低截流，抗介质腐蚀，一定的强度和易切削加工等。这些性能往往互相排斥，纯金属或一般合金很难全部满足。利用粉末冶金方法制取的两相结合的复合材料则能较好地满足上述综合性能。它们以铜或银为一相，提供高导电导热、低接触电阻、容易切削加工并具有电弧温度下的发汗冷却作用；另一相为较高熔点的金属或金属化合物，它们则保证高的耐电压、抗电弧烧蚀、抗熔焊、耐磨损等性能。为了达到上述效果，专利CN200610045640.X中采用了SnO₂、ZnO、CdO、W、WC、C、MO中的一种或者几种，其余的为银粉，还含有氧化物或者氮化物的单一形式或者它们混合物的复合形式存在，虽然该发明也采用了复合物的方法，但混合物中存在着复合物和或者其他粉末的多种粉体和银粉共存，就容易在制备过程中进入气体，使产品的实际密度难以达到理论密度。该成型方法是采用在模具中真空条件下热压退火等工艺，工序繁杂，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术缺陷而提供的一种银基电触头材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

    该电触头材料是由金刚石-氧化铈复合颗粒和银组成。是由以下方法制备而成的：将金刚石-氧化铈复合颗粒和银粉按比例加入混料机，然后加入润湿剂，混合均匀，用造粒机造粒。将造粒后的混合料加到模具中热压成型，于800-950℃的真空烧结炉中通氮气或氩气保护烧结1-4h。

电触头材料的金刚石-氧化铈复合颗粒的粒度为1-50nm。金刚石-氧化铈复合颗粒占银粉质量的0.05%-1%。

由于本发明的电触头材料及其制作方法采用了以上措施，所以本发明具有以下优点：

通过造粒，使得密度相差很大的颗粒混合均匀，每个小颗粒都具有相同的组分，使得成型的电触头材料组分分布均匀；金属基固结金刚石的能力增强；该电触头材料含有金刚石不但具有弥散强化作用，而且具有超强的硬度和耐磨性能；金刚石的超强导热性能，能降低表面温度，能抵御熔焊和电烧蚀；造粒后的金刚石-氧化铈颗粒在电触头中的分布均匀；金刚石上包覆有氧化铈，其电子逸出功较低，分散电弧的运动，减少电弧对触头材料的集中烧蚀。

具体实施方式

本发明以下结合实施例做进一步描述：

 实施例1

将硝酸铈用水溶解配成1mol/L的水溶液，将金刚石磨粒和硝酸铈的水溶液一起加入球磨机，用刚玉球球磨分散1h，将此混合物用红外干燥箱在105℃下干燥4h，再装入氧化铝坩埚中，通氮气或氩气保护，与650℃焙烧3h。其焙烧产物粉碎后即为金刚石-氧化铈核壳复合磨粒。

将金刚石-氧化铈核壳复合磨粒加入到三维混料机中，加入润湿剂，混合10分钟，加入银粉，混合0.5h，加入临时粘合剂，混匀，在造粒机中造粒，即为成型料。将成型料加入到模具中，与压机上加压成型。成型后的试块装入高温真空烧结炉中，通氩气于950℃烧结2h。

实施例2

将硝酸铈用水溶解配成1.5mol/L的水溶液，将金刚石磨粒加入硝酸铈的水溶液中，用超声波分散2h，将此混合物用红外干燥箱在105℃下干燥4h，再装入氧化铝坩埚中，通氮气或氩气保护，与750℃焙烧2h。其焙烧产物粉碎后即为金刚石-氧化铈核壳复合磨粒。

将金刚石-氧化铈核壳复合磨粒加入到三维混料机中，加入润湿剂，混合10分钟，加入银粉，混合0.5h，加入临时粘合剂，混匀，在造粒机中造粒，即为成型料。将成型料加入到模具中，与压机上加压成型。成型后的试块装入高温真空烧结炉中，通氩气于850℃烧结2h。

实施例3

将碳酸铈和金刚石磨粒用水调成乳膏状一起加入球磨机，用氧化铝球球磨分散1h，将此混合物用红外干燥箱在110℃下干燥4h，再装入氧化铝坩埚中，通氩气保护，与700℃焙烧1-8h。

将焙烧产物用刚玉球在球磨机中球磨或雷蒙磨气流粉碎机加工，破碎焙烧过程产生的连晶。