[發明專利]銅基包覆金剛石包覆氧化物系低壓電工觸頭材料及生產方法

有效

• 申請號: 01127933.8
• 申請日: 2001-07-12
• 公開（公告）號: CN1397656A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發明（設計）人: 石鋼;王英杰;楊叢濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東大電工有限責任公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/05;B22F1/02;H01H1/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 吳振剛

本發明屬于一種銅基合金，一種特殊應用在低壓電器中的電觸頭合金材料。

銅基電觸頭合金材料在中國專利中公開多個技術方案，這種銅基無銀新型電工觸頭是應用在低壓電器中的新型新材料。它的特點是具有較強的分斷能力，耐電弧燒損能力和抗熔焊能力。但銅基無銀電觸頭應用在交流接觸器等低壓電器上時，電壽命低于傳統的銀合金電觸頭。

本發明目的是公開一種銅基包覆金剛石包覆氧化物系低壓電工觸頭材料，同時公開其生產方法。本發明新型銅基無銀電觸頭材料，其銅合金為基體材料，可使電觸頭具有很高的導電率導熱率和較好的抗氧化性能。用于低壓電器中的電觸頭，除具有較強的分斷能力，耐電弧燒損能力和抗熔焊能力外，還具有很高的電壽命。

本發明是一種銅的粉末合金，其組成是在耐氧化銅合金的基體中加入顆粒尺寸在5-200nm金剛石微粉和納米級二氧化錫、氧化銻微粉，金剛石微粉的含量在0.1-5％(wt)，二氧化錫的含量在0.1-10％(wt)、氧化梯的含量在0.1-10％(wt)、其余為銅粉。

本發明的生產方法是：

(1)將納米金剛石微粉化學鍍，使銅/銀均勻包覆在金剛石微粉的表面。金剛石微粉顆粒尺寸在5-200nm，包覆層厚為5nm-1μm；

(2)將納米級二氧化錫(SnO2)和氧化銻(Sb2O3)微粉化學鍍銅/銀，銅/銀均勻包覆在二氧化錫和氧化銻顆粒的表面。二氧化錫(SnO2)和氧化銻(Sb2O3)微粉顆粒尺寸在5-200nm，包覆層厚為5nm-1μm；

(3)將包覆后的納米金剛石微粉和二氧化錫氧化銻微粉與預合金銅粉末均勻混合。

(4)在200Mpa-250Mpa的壓力下冷等靜壓成型。

(5)成型后的坯料在小于10Mpa的真空下，在850--950℃下燒結1-1.5小時。

(6)燒結后的坯料在700--750℃下熱擠壓成型。

(7)將熱擠壓后的型材切成觸頭要求的形狀。

本發明具有很高的電壽命。在銅合金基體中加入金剛石微粉，金剛石顆粒用化學鍍法包覆銅或銀。在電觸頭材料中起到耐電弧燒損和抗熔焊作用。二氧化錫和氧化銻顆粒在電觸頭中起到滅弧和抗熔焊的作用。滅弧和抗熔焊不含常用的金屬鎘和鎘的氧化物致癌物，完全滿足低壓電器中對電觸頭的各項技術要求。其方法是適于工業化技術。

實施例(1)

金剛石微粉含量：0.5％(wt)，平均度20nm。

鍍銅厚度：10nm。

二氧化錫含量：1％(wt)，SnO2平均粒度20nm。

鍍銅厚度：10nm。

氧化銻含量：1％(wt)，Sb2O3平均粒度20nm。

鍍銅厚度：10nm/

銅合金余量。觸頭材料性能：

密度：8.7g/cm3。

電阻率：1.97μΩ.cm.。

硬度：450Mpa。

實施例2

金剛石微粉含量：1％(wt)，平均粒度50nm。

鍍銅厚度：1m。

二氧化錫含量：3％(wt)，SnO2平均粒度50nm。

鍍銅厚度：1

氧化銻含量：1.5％(wt)，bO3平均粒度50nm。

鍍銅厚度：1

銅合金余量。觸頭材料性能：

密度：8.g/cm3。

電阻率：2.2μΩ.cm

硬度：370Mpa.。

實施例(3)

金剛石微粉含量：2％(wt)，平均粒度100nm。

鍍銀厚度：100nm。

二氧化錫含量：5％(wt)，平均粒度10nm。

鍍銀厚度：20nm。

氧化銻含量：1％(wt)，平均粒度10nm.。

鍍銀厚度：20nm。

銅合金余量。觸頭材料性能：

密度：8.4g/cm3。

電阻率：2.37μΩ.cm。

硬度：320Mpa.。

實施例(3)

金剛石微粉含量：3％(wt)，平均粒度10nm。

鍍銀厚度：0.5μm。

二氧化錫含量：8％(wt)，平均粒度100nm。

鍍銀厚度：0.5μm。

氧化銻含量：8％(wt)，平均粒度100nm。

鍍銀厚度：0.5μm。

銅合金余量。觸頭材料性能：

密度：8.2g/cm3。

電阻率：3.0μΩm.cm。

硬度：300Mpa.。