[發(fā)明專利]一種銀碳化鎢觸頭材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410711779.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN104384512A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳名勇;賈波;吳春濤;顏培濤;林毓;胡全岸;蘭嵐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電器科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/02
• 分類號(hào): B22F3/02;B22F3/26;H01H11/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銀碳化鎢觸頭材料的制備方法，屬于金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于碳化鎢的熔點(diǎn)高，耐電腐蝕性強(qiáng)，而銀具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，銀碳化鎢材料兼具有良好的耐電腐蝕性及導(dǎo)電導(dǎo)熱性，因而銀碳化鎢觸頭材料被廣泛地應(yīng)用于低壓塑殼斷路器、框架式斷路器上。觸頭起接通、承載和分?jǐn)嚯娏鞯淖饔?，是斷路器的心臟部件，其性能在很大程度上決定了斷路器的性能及其運(yùn)行的可靠性。因此斷路器對(duì)觸頭有著苛刻的要求，要求具有：①良好的抗電弧燒損能力，②高的抗熔焊能力，③長(zhǎng)的機(jī)械壽命，④良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。對(duì)于銀碳化鎢觸頭材料，要符合斷路器的要求，應(yīng)達(dá)到如下要求：①碳化鎢顆粒細(xì)小并均勻地分布于銀基體上，②觸頭致密度高，③觸頭材料的電阻率低。

目前，銀碳化鎢觸頭材料制造工藝有混粉燒結(jié)法和熔滲法，混粉燒結(jié)法的工藝流程是：碳化鎢粉、銀粉→混合→成型→燒結(jié)→復(fù)壓，所制得的觸頭鎢顆粒分布不均勻，易分層，致密度低，難以滿足斷路器的使用要求；熔滲法的主要步驟是在銀熔點(diǎn)以上的溫度下將銀液體滲入銀碳化鎢壓坯內(nèi)，所制得的銀碳化鎢觸頭致密度高，因此銀碳化鎢觸頭通常采用熔滲法來(lái)制造；但由于銀對(duì)碳化鎢的濕潤(rùn)性較差，采用熔滲法工藝制造時(shí)需要添加微量金屬元素，如鎳、鈷、鐵，來(lái)改善銀對(duì)碳化鎢的濕潤(rùn)性，才能使銀液體滲入銀碳化鎢壓坯內(nèi)，以獲得致密的銀碳化鎢觸頭?，F(xiàn)有熔滲法常見的工藝流程為：碳化鎢粉、銀粉、添加微量的金屬元素→混合→成型→熔滲→整形→成品，由于添加的金屬元素是微量的，它們難于分散均勻且不能有效地覆蓋在碳化鎢顆粒表面，致使銀對(duì)碳化鎢的濕潤(rùn)性得不到有效的改善，滲入的銀液體不足以充滿銀碳化鎢壓坯，因而導(dǎo)致觸頭致密度不夠理想，金相組織不夠均勻，觸頭抗電弧燒損能力低。

公開號(hào)為CN101817079A的發(fā)明專利，公開了一種銀碳化鎢觸頭材料骨架包覆粉末的制備方法,具體為：經(jīng)過水合肼預(yù)處理的平均顆粒度為1μm下的碳化鎢,加入硝酸銀絡(luò)合物,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng),還原的銀包覆碳化鎢顆粒,生成包覆混合粉末,作為制備銀碳化鎢觸頭材料熔滲工藝所需骨架粉末。該發(fā)明制得的銀碳化鎢觸頭材料其細(xì)顆粒碳化鎢與銀基體之間分布均勻接合牢固使其抗電弧、耐燒損性能得到一定提高。但該發(fā)明在制備過程中采用有毒化學(xué)物質(zhì)水合肼，不僅對(duì)生產(chǎn)操作人員的健康有影響，還存在環(huán)境污染的問題，不利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；其次，通過化學(xué)反應(yīng)制得銀碳化鎢包覆混合泥漿后需要用純凈水來(lái)清洗，在這過程中產(chǎn)生了大量的廢水，存在污水處理和環(huán)境污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的銀碳化鎢觸頭材料的制備方法。該方法工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保，且所得的銀碳化鎢觸頭金相組織均勻，致密度高，電阻率低。

本發(fā)明所述的銀碳化鎢觸頭材料的制備方法，是將銀粉和碳化鎢粉混合，所得混合粉末與高純鎳球和水置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，所得球磨后的粉體經(jīng)干燥、退火、成型、熔滲處理，得到銀碳化鎢觸頭材料；其中：

所述高純鎳球與混合粉末的重量比為4～10：1；

所述水的用量按每1kg混合粉末加入130～220ml水計(jì)算；

所述球磨的時(shí)間為15～60h。

本發(fā)明將混合粉末與高純鎳球和水按特定配比置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨特定時(shí)間，一方面，通過球磨，銀粉和碳化鎢粉的混合更為均勻；另一方面，球磨過程中，由高純鎳球上因球磨損耗的鎳可以作為添加物直接添加到銀鎢混合粉中，實(shí)現(xiàn)球磨和加入添加物同時(shí)進(jìn)行，而且申請(qǐng)人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球磨時(shí)間限定在上述范圍內(nèi)時(shí)，所得觸頭材料中的鎳恰好占銀和碳化鎢混合粉末總重量的0.2～1.5％；再一方面，因碳化鎢顆粒的硬度比高純鎳球高得多，碳化鎢粉與鎳球得到充分的接觸和研磨，由高純鎳球上因球磨損耗的鎳可以均勻地覆著到碳化鎢顆粒的表面，從而達(dá)到有效改善銀對(duì)碳化鎢的濕潤(rùn)性的目的；因此，采用本發(fā)明所述方法可以制造得到具有碳化鎢顆粒細(xì)小且均勻地分布于銀基體上的組織結(jié)構(gòu)的銀碳化鎢觸頭材料，且觸頭材料的致密度高、電阻率低，整個(gè)制造過程不產(chǎn)生任何廢水及其它廢棄物。

上述技術(shù)方案中，所述的高純鎳球?yàn)楦呒兌鹊逆嚽?，為了盡量少地引入雜質(zhì)，優(yōu)選是采用鎳含量≥99.9％的鎳球。通常情況下，采用直徑為φ6～φ30mm的高純鎳球。

上述技術(shù)方案中，所述碳化鎢粉和銀粉的用量及配比可根據(jù)要制備的銀碳化鎢觸頭材料來(lái)計(jì)算，通常情況下，碳化鎢粉和銀粉的重量比為95～50：5～50。

上述技術(shù)方案中，所述碳化鎢粉和銀粉的粒度與現(xiàn)有技術(shù)相同，在本發(fā)明中，優(yōu)選采用平均粒度為1～10μm的碳化鎢粉，優(yōu)選采用粒度為-100～-200目的銀粉。