[发明专利]一种银氧化铜片状电触头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银氧化铜片状电触头及其制备方法，首先制备银氧化铜粉末锭子并进行烧结和复压处理，采用氢气还原方式获得表面包覆银铜合金层的银氧化铜锭子，经过复压处理后采用反挤压设备挤压成为三面包裹银铜合金层的银氧化铜带材，最后通过轧制、冲制、表面处理加工为工作层为银氧化铜、焊接层为银铜合金层的片状电触头，以银铜合金层为焊料，焊接过程中不需要放置额外的焊料。与传统的焊接面为纯银层的银氧化铜片状电触头相比，可以提升焊接效率和焊接质量；与传统的轧制复银工艺和反挤压复银工艺相比，工作层与焊接层之间结合强度可靠性更高。

技术领域

本发明属于电工触头材料领域，具体是指一种银氧化铜片状电触头及其制备方法。

背景技术

低压电器行业中，目前应用最广泛的电接触材料为银基电接触材料，而其中银金属氧化物电接触材料由于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等综合优势，在整个电触头材料体系中占有重要的地位。近年来，银金属氧化物电接触材料研究开发的一个重要内容就是研制能够替代传统触头材料银氧化镉的新材料，经过多年的研制，已经成功开发了银氧化锡、银氧化锌、银氧化铜等系列银金属氧化物电接触材料。国内由研究表明，银氧化铜电接触材料应用于直流条件下时，具有优良的抗材料转移能力，目前该材料已经批量化应用于直流接触器领域。银氧化铜材料应用于较大电流等级的接触器领域时，通常都是加工成为片状触点的形式，与铜触桥焊接后装配。银氧化铜片状电触头与铜触桥焊接时，除了必须具备焊接银层外，还需要额外添加焊料或者焊膏，焊接过程复杂，焊接强度和焊接面积的一致性较差。

由于银金属氧化物电接触材料与焊料以及铜触桥之间的润湿性较差，所以在触头加工过程中需要在焊接面复合一层纯银层作为焊接银层，来提高触头与触桥之间的焊接强度和焊接面积。而采用的复合工艺通常为挤压复银或者热轧复银工艺，这在专利ZL03134913.7、ZL200710068786.0、ZL201310653584.4、ZL201410604339.2、ZL201910786745.8等都有详细说明。这种方法存在两种无法避免的缺陷，一方面是银金属氧化物片状电触头与铜触桥焊接时，除了必须具备焊接银层外，还需要额外添加焊料或者焊膏，焊接过程复杂，焊接强度和焊接面积的一致性较差；另外一个方面是挤压复银和热轧复银过程，都是两层不同材料通过固相扩散的方式复合，复合参数、变形量和两种不同材料（银金属氧化物和纯银）复合界面的清洁程度等都会影响复合强度，对制备过程的工艺控制要求很高，一旦出现不良不容易发现，在电接触过程中就会出现触点工作层从复合界面脱落的风险。

因此，如何提高银氧化铜片状电触头材料的焊接性能，提高银氧化铜片状电触头材料焊接层与工作层之间复合强度的可靠性，对于提高银氧化铜片状电触头材料电性能的一致性和稳定性，具有很重要的实际应用价值。

发明内容

为解决现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种银氧化铜片状电触头及其制备方法，该材料具有良好焊接性能的焊接层，且同时提升工作层和焊接层之间结合强度的可靠性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种银氧化铜片状电触头的制备方法，包括以下步骤：

（1）将银氧化铜粉体通过冷等静压设备压制成银氧化铜锭子锭子，然后在空气气氛中烧结，烧结温度800~900℃，烧结时间4~8h；

（2）将经步骤（1）处理的银氧化铜锭子进行复压处理，获得致密化程度更高的银氧化铜锭子，复压保压时间10~30s；

（3）将经步骤（2）处理的银氧化铜锭子在氢气气氛中还原处理，获得表面包裹一层银铜合金层的银氧化铜复合锭子，还原温度400~700℃，还原时间1~4h，银铜合金层厚度为银氧化铜复合锭子直径的3%~5%；

（4）将经步骤（3）处理的银氧化铜复合锭子进行复压处理，去除银氧化铜复合锭子表面银铜合金层中的气孔，并使银铜合金层致密化，复压保压时间10~30s；