[发明专利]一种镍网状分布的银镍复合电触头材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合电触头材料领域，特别涉及一种镍网状分布的银镍复合电触头材料及其制备方法。

背景技术

电触头简称触头或触点，是电器开关、仪器仪表等的接触元件，承担着接通、承载和分断电路及负载电流的作用，是所有电力电子线路中必不可少的一个环节，其性能直接影响着开关电器的安全可靠运行，对电器的使用寿命和可靠性起着决定性的作用。银镍复合电触头材料具有良好的导电、导热性能，接触电阻低而稳定，抗侵蚀性能优良，且易于加工，可直接焊接在铜基座上，达到节银目的。但随着现代工业要求的提升，银镍复合电触头材料抗熔焊性能差的缺点越来越明显，并导致了国产小容量控制电器技术性能弱后，市场竞争力薄弱。

传统粉末冶金法制备的银镍复合材料锭坯中，Ni主要呈颗粒状弥散分布于Ag基体中，往往存在抗熔焊性能差等缺点，其主要原因在于银、镍两相固溶度低，高温燃弧时银、镍两相分离，Ag相间易发生焊合。据文献报道，用尺度细小的Ni纤维为增强相代替Ni颗粒，并使纤维具有一定的方向性，可以起到提高材料导电率，弹性极限，强度极限以及抗电弧侵蚀性能。S.Stolarz等采用共沉淀、热分解法制得颗粒细小、混合均匀的AgNi烧结坯，经挤压、拉拔制备出具有短纤维特征的AgNi10电触头材料，其能承受的最大电流负载比一般粉末冶金法制备的AgNi10提高了25％，触点烧损率降低30％，使用寿命提高了约一倍。梁宝军等人在第一届IC-ECAAA会议报道了Ni纤维排列方向对AgNi触头材料分断性能的影响，发现镍纤维平行于工作表面有利于提高触头的抗电弧侵蚀性能。张昆华等采用包覆法制备出镍层状分布在银基体中的锭坯，再通过挤压、集束挤压、大变形冷拉拔等技术制备出AgNi20纤维复合电接触材料，利用挤压、拉拔过程中的组织破碎和细化，最终得到平行拉拔方向的镍纤维组织，使性能得到极大提升。

本发明通过包覆法制备镍包覆银颗粒复合粉体，再成型、烧结制备银镍复合材料锭坯。采用本方法以镍包覆银颗粒复合粉体为原材料，制备得到的银镍复合材料锭坯中，镍呈连续网状分布在银基体中，对其进行挤压、拉拔等塑形加工，得到的银镍复合电触头材料中，镍沿塑性变形方向拉长，形成连续纤维状分布在银基体中，此种方法未曾有过报道。

发明内容

针对传统粉末冶金技术存在的缺陷或不足，本发明提供了一种镍网状分布的银镍复合电触头材料及其制备方法。在本发明的银镍复合电触头材料中，镍呈连续网状分布在银基体中；对本发明方法制备的银镍复合电触头材料的锭坯进行挤压、拉拔等塑形加工工艺，可得到镍呈连续纤维定向分布在银基体中的银镍复合电触头材料。

本发明的镍网状分布的银镍复合电触头材料，镍呈连续网状分布在银基体中，银镍复合电触头材料中各组分质量含量为：银：50％～98％；镍：2％～50％。

本发明的镍网状分布的银镍复合电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：通过造粒方法制备粒度范围为10～1000μm的银颗粒，对银颗粒进行退火，退火温度300～600℃，退火时间1～12小时，随炉冷却；

步骤2：按质量含量称取银颗粒和平均粒度0.01～500μm的镍粉；

步骤3：在银颗粒表面均匀喷洒粘结剂，粘结剂的用量为银颗粒和镍粉总质量的0.01％～5％，然后撒入镍粉，翻动混合，待镍粉均匀的包裹在银颗粒表面后，转入烘箱中，在40～160℃保持烘干1～48小时，得到镍包覆银颗粒复合粉体；

步骤4：将所得镍包覆银颗粒复合粉体在常温下注入模具，进行成型烧结，得到镍网状分布的银镍复合电触头材料。