[其他]铜基合金电触头材料

说明书

本发明是关于一种铜基合金材料，特别是关于作为低压自动开关触头的铜基合金材料。

在本发明作出之前，低压自动开关的触头材料一般采用银基合金，尤其以银-钨类合金为多。这类触头材料用银量大，不经济;在开断时易生成Ag₂WO₄等氧化物，造成温升高，并且它的抗熔焊性差，也有人试图用铜-石墨合金作为低压自动开关的触头材料，但由于铜-石墨合金的耐电磨损性太差而不能实现。

本发明的目的是提供一种不含银的铜基合金，以作为低压自动开关的触头材料。这种合金材料应具有良好的抗熔焊性、耐电磨损性，接触电阻低、长期通电时温升不高并具有一定的抗氧化性。

实现上述目的的方案是，以碳化钨3-10重量%，石墨2-5重量%，其余为铜的配比，采用粉末冶金工艺制取本发明的铜基合金材料。在合金材料中加入碳化钨的作用是提高合金材料的耐电磨损性。当合金材料中碳化钨含量太低，如小于3重量%时，合金材料的耐电磨损性差。但是，当碳化钨含量过高，如大于10重量%时，合金材料的温升太高。合金材料中加入石墨的作用是提高合金材料的抗熔焊性，并由于石墨及其在电弧作用下生成的一氧化碳是有效的还原剂，可防止合金材料氧化，以保持合金材料具有低的接触电阻，进而保证合金材料的温升不会过高。当合金材料中石墨含量太低，如低于2重量%时，不能有效地防止合金材料氧化，而使合金材料的接触电阻增加，并且，合金材料的抗熔焊性也较差。当合金材料中石墨含量太高，如高于5重量%时，则合金的耐磨损性变差。

本发明的合金材料用下述方法制得：按前述成份配比，将各组份粉末原料充分混合均匀，然后以2-6吨/平方厘米的压力成形。在氢气保护下于900°-1000℃温度下烧结2-5小时，再以4-10吨/平方厘米的压力复压，即得到本发明的合金材料。

与过去相比，本发明的优点是，合金材料的电阻率低，一般在2.1-3.0微欧.厘米，同时该合金材料具有良好的抗熔焊性和耐电磨损性，作为低压自动开关触头时，具有低的接触电阻，因而温升低。本发明的合金材料不用银，可节约贵金属。

实施例1.-200目的电解铜粉和2-6微米的碳化钨粉，石墨粉按92∶5∶3的重量比例混合均匀，经压制、烧结、复压得到铜基合金材料，其物理性能为硬度（HB）65，密度8.3克/立方厘米，电阻率2.3微欧·厘米。

实施例2，-250目的电解铜粉和2-6微米的碳化钨粉、石墨粉按89∶9∶2的重量比例混合均匀，经压制、烧结、复压得到铜基合金材料，其物理性能为硬度（HB）70，密度8.6克/立方厘米，电阻率2.8微欧·厘米。

实施例3，-200目的电解铜粉和1-2微米的碳化钨粉、3-4微米石墨粉按92∶3∶5的比例混合均匀，经压制、烧结、复压得到铜基合金材料，其物理性能为硬度（HB）50，密度7.8克/立方厘米，电阻率3.0微欧·厘米。

将例1的合金材料制成19×13×4毫米的弧静触头，装在DW10-400型空气开关上，经电寿命试验2500次及15000安培电流的极限分断试验，未发生熔焊现象，触头受电弧烧损轻微，试后温升为48.3℃。与之对比试验的Ag-W40触头，试后触头烧损得仅剩 1/3 ，极限分断后的温升达62℃。

将例2、例3的合金材料制成19×13×4毫米的弧静触头，装在DW10-600型空气开关上进行电寿命和极限分断试验，具有和例1相似的效果。