[发明专利]一种银碳化钨触头材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银碳化钨触头材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将硝酸银溶液、聚乙二醇、氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液混合均匀，于超声振荡和搅拌条件下进行还原反应，将银析出并包裹于碳化钨粉体外，形成银包裹碳化钨复合粉体；S2、将所述银包裹碳化钨粉体和银粉混合后压制成压坯；S3、将S2制成的压坯与银块置于氨分解气氛保护的烧结炉中烧结、熔渗，获得银碳化钨触头材料。本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的银碳化钨触头材料。本发明制备得到的银碳化钨触头材料，为高致密性熔渗型银碳化钨材料，碳化钨质量比在40％‑90％。

技术领域

本发明属于触头材料的技术领域，尤其涉及一种银碳化钨触头材料及其制备方法。

背景技术

随着电网配电端对电器可靠性的要求越来越高，电器制造商正不断推出更高分断指标的低压配电产品。部分电子型塑壳断路器已能够达到极限分断150kA的指标。电器分断指标的提升意味着分断时电弧的热穿透力异常强大，此时触头材料极易被电弧侵蚀，造成电器无法接通，出现故障。

综合考虑材料导电、抗腐蚀等方面性能，现阶段在高分断型低压断路器中最为普遍使用的材料为银碳化钨（AgWC）材料。一方面，此种材料中含有微米级分散的碳化钨颗粒作为增强相，能够极大的提升材料耐电弧烧蚀能力；另一方面，此种材料采用粉末冶金法，液相烧结（熔渗）工艺制作，能够保障银与碳化钨颗粒形成良好润湿，从而避免材料在高温电弧作用下飞溅。

为提升银碳化钨材料的抗电弧能力，通常需要将材料中的碳化钨粒度降低，同时提升碳化钨的含量。诸如大型冶炼炉等特种设备上使用的银碳化钨材料，甚至需要将碳化钨的质量百分比提升至60%乃至更高，同时碳化钨的颗粒平均尺寸要下降到1微米以下，这就对材料的制作工艺提出了非常高的要求。

当银碳化钨粉体中碳化钨含量过高，同时碳化钨粒度过小时，混合粉体中存在巨大的碳化钨颗粒表面，不可避免的在粉体成型过程中遇到大量的碳化钨颗粒与颗粒相邻的情况。而由于其超高硬度，碳化钨颗粒与颗粒表面接触受压时，几乎不会发生塑性变形，因此颗粒间无法形成相互啮合，导致压坯中极易出现裂纹，甚至压坯无法成型。

因此，制作高碳化钨含量的银碳化钨材料一直以来是业界难题。这一问题也在相当大程度上限制了电器分断性能的进一步提升。

常规包覆工艺在化学反应过程中无法避免碳化钨颗粒团聚，反应生成的银将不会包裹单颗碳化钨颗粒，而是将若干颗碳化钨颗粒的团聚体包裹，因此包覆粉体中存在大量的碳化钨颗粒与颗粒的直接接触，粉体成形性较差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种银碳化钨触头材料及其制备方法。能够有效提高银碳化钨触头材料的致密性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种银碳化钨触头材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将硝酸银溶液、聚乙二醇、氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液混合均匀，于超声振荡和搅拌条件下进行还原反应，将银析出并包裹于碳化钨粉体外，形成银包裹碳化钨复合粉体；所述硝酸银溶液的用量由银的用量换算而来，所述银的用量采用如下公式计算：

，

其中是所用碳化钨总质量，是银的密度，是碳化钨的密度，是碳化钨粉体的平均粒径，的单位为um，是银包裹碳化钨复合粉体中银层的厚度；

S2、将所述银包裹碳化钨粉体和银粉混合后压制成压坯；

S3、将S2制成的压坯与银块置于氨分解气氛保护的烧结炉中烧结、熔渗，获得银碳化钨触头材料。

进一步的，所述S1中，银包裹碳化钨复合粉体中银层的厚度为10~200nm。