[發明專利]新型電接觸材料及制備工藝

在審

• 申請號: 201410845872.8
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104493164A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 宋和明;胡登偉
• 申請（專利權）人: 靖江市海源有色金屬材料有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/26;H01H1/0237
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所 32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本發明屬于金屬基復合材料技術領域，特別涉及一種新型電接觸材料及制備工藝。

背景技術

????在低壓中強電流等級的電器開關中，作為觸頭材料，銀基復合材料占據統治地位，這主要是取決于銀的良好導電導熱性能和穩定的化學性質。但銀是稀貴金屬，據統計，口前世界上每年用于觸頭材料的銀占全部銀用量的四分之一。因此在使銀基復合材料的性能進一步提高的情況下盡可能降低含銀量，是材料工作者共同關注的一個很有現實意義的問題。

????目前，我國在低壓中強電流等級的電器開關中廣泛使用機械工業部1983年推廣的AgWC12C3/?AgW50體系電接觸材料。

????銀鎢是以鎢為骨架的含銀燒結觸頭材料，其燒結材料將銀的高導電率、導熱率與高熔點金屬鎢的高硬度、抗熔焊、材料轉移小、高燒損性結合為一體，因而通斷過程的機械磨損也比其它材料小。但銀鎢觸頭材料接觸電阻不穩定，在使用過程中有溫升逐漸升高的現象。大量研究表明，這是由于在分斷過程中，觸頭表面材料中生成氧化鎢或鎢酸鹽的原因，因而很多國家提出用難熔化合物來替代鎢。其中碳化鎢是極好的一個選擇。銀炭化鎢材料硬度極高，極耐磨損，接觸電阻略高于銀鎢，很穩定，由于電弧作用時游離碳起著還原作用，防止氧化層形成，耐電弧作用好，因而燒損少，熔焊傾向小。但銀碳化鎢材料中碳化鎢容易發射熱電子，在一定程度上了對材料的電流分斷能力造成負面影響。

????為了解決這個問題，日本采用了加入部份碳化釩的方案，但相關資料很少，據公開資料中介紹，日本采用了外加壓力方式進行生產，這種生產方式，需要大型設備，生產效率沒有足夠數據支持。美國的西屋電氣公司研究用WC.TiC的固溶體代替碳化鎢作為銀基電接觸材料中的高熔點添加物，取得了美國專利，生產工藝未見報道，且未見批量生產的報道，經研究發現:AgTiC混合物作為電觸頭材料，有較低的接觸電阻，但是缺乏強度，且制造相當困難，原因就是Ag與TiC潤濕性差，生產出來的產品相對密度低，強度低，電阻率高。

電觸頭的性能除取決于材料成份外，在很大程度上取決于其制造工藝及組織的控制。對于AgWCC系觸頭材料，傳統的制造工藝是機械混粉固相燒結復壓，由于各相之問比重相差懸殊(石墨的密度為2.24g/cm³，碳化鎢的密度是15.5g/cm³，銀的密度是10.5?g/cm³)且相互之問浸潤性差，經機械混合后，難免存在一定程度的成份偏析和顆粒聚集，從而影響了觸頭的性能，AgWCC材料的燒結是在銀的熔化溫度下進行的，銀和碳化鎢及石墨等熔點懸殊，并且相互之問既不固溶也不潤濕，因此銀與碳化鎢及石墨之問不能允分燒結，碳化鎢、石墨與銀之問可能存在微細縫隙，這樣的微觀組織不僅會使材料的電阻率上升而且組織疏松，結構強度低下，在熱電弧和氣流作用下，燒蝕、飛濺、磨損都會增加。

????Ag與（W.Ti）C潤濕性差，采用日常工藝生產出的材料，氣體含量高，材料的電性能潛力無法得到有效的發揮。為了降低材料的含氣量，采用了較大粒徑的（WC.TiC）顆粒，會造成材料抗電弧燒損能力的很大的分散性，限制了材料的性能潛力的發揮。

????在孫明《觸頭材料的電弧侵蝕特性及其數學模型研究》（博士學位論文?西安交通大學）；王可健《電觸頭材料的分斷電弧侵蝕研究》（博士學位論文??西安交通大學）；徐堅《汽車繼電器用?AgMeO?電觸頭材料抗熔焊行為的研究》（博士論文）中，分別談到電弧與觸頭相到作用過程及機理，并建立了硬質相粒度與相互間距對材料在電弧作用下的響應行為之數學模型，根據這上數學模型，硬質相粒度間距在一定范圍時，材料能表現出最好的綜合性能。

發明內容

????本發明的目的要解決上述技術問題，提供一種抗電弧燒損能力好，能提高材料的綜合性能，降低貴金屬銀用量的新型電接觸材料及制備工藝。

為了實現上述的目的，本發明采取了如下的技術解決方案：新型電接觸材料及制備工藝，其特征在于：所述新型電接觸材料包括作為動觸頭的Ag(W.Ti)C?42Co3?RE0.1和作為靜觸頭的Ag(W.Ti)C19C2。

所述作為動觸頭的Ag(W.Ti)C?42Co3?RE0.1，原料質量百分比為：銀53～55%，(W.Ti)C?41～45%，鈷2.5～3.5%，添加物0.05～0.2%。

所述添加物是釔、鈰、鑭中的一種或幾種。

所述作為動觸頭的Ag(W.Ti)C?42Co3?RE0.1制備工藝，步驟如下：