[發明專利]一種銀鎢觸頭材料的制作方法及其產品

有效

• 申請號: 201910297951.2
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110129603B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 宋振陽;林旭彤;周克武;孔欣;費家祥;宋林云;黃慶忠;郭義萬;夏宗斌;張明江
• 申請（專利權）人: 福達合金材料股份有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;B22F1/02;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/26;H01H1/021
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

本發明公開了一種銀鎢觸頭材料的制作方法及其產品,包括以下步驟：(1)將鎢粉與硝酸銀溶液加入反應容器中，并向反應容器中加入聚乙二醇、氫氧化鈉及葡萄糖溶液，在超聲振蕩和攪拌條件下進行還原反應后，將銀析出并包裹于鎢粉體外，形成復合粉體，所述的復合粉體的結構為：鎢顆粒外部覆蓋一層厚度為10～200nm的純銀殼層；(2)將所述的復合粉體與銀粉混合，成為含銀4％的銀鎢粉體，然后壓制成孔隙率在5～45％的觸頭壓坯；(3)將所述觸頭壓坯與銀塊置于氨分解氣氛保護的燒結爐中進行燒結、熔滲，從而獲得規定尺寸與成分的銀鎢觸頭材料。本發明具有以下優點和效果：能夠制作并得到高鎢含量的高致密性熔滲型銀鎢材料，通常鎢質量比在50％?90％。

技術領域

本發明涉及低壓配電設備的觸頭材料領域，特別涉及一種銀鎢觸頭材料的制作方法及其產品。

背景技術

隨著電網配電端對電器可靠性的要求越來越高，電器制造商正不斷推出更高分斷指標的低壓配電產品。部分電子型塑殼斷路器已能夠達到極限分斷150kA的指標。電器分斷指標的提升意味著分斷時電弧的熱穿透力異常強大，此時觸頭材料極易被電弧侵蝕，造成電器無法接通，出現故障。

綜合考慮材料導電、抗腐蝕等方面性能，低壓斷路器中最為普遍使用的材料為熔滲類銀鎢(AgW)材料。一方面，此種材料中含有微米級分散的鎢顆粒作為增強相，能夠極大的提升材料耐電弧燒蝕能力；另一方面，此種材料采用粉末冶金法，液相燒結(熔滲)工藝制作，能夠保障銀與鎢顆粒形成良好潤濕，從而避免材料在高溫電弧作用下飛濺。

為提升銀鎢材料的抗電弧能力，通常需要將材料中的鎢粒度降低，同時提升鎢的含量。當銀鎢粉體中鎢含量過高，同時鎢粒度過小時，混合粉體中存在巨大的鎢顆粒表面，不可避免的在粉體成型過程中遇到大量的鎢顆粒與顆粒相鄰的情況。而由于其超高硬度，鎢顆粒與顆粒表面接觸受壓時，幾乎不會發生塑性變形，因此顆粒間無法形成相互嚙合，導致壓坯中極易出現裂紋，甚至壓坯無法成型。

因此，制作高鎢含量的銀鎢材料一直以來是業界難題。這一問題也在相當大程度上限制了電器分斷性能的進一步提升。

發明內容

鑒于以上問題，本發明的目的是提供一種銀鎢觸頭材料的制作方法及其產品，能夠制作并得到高鎢含量的高致密性銀鎢材料。

為了達到上述目的，本發明提供了一種銀鎢觸頭材料的制作方法，包括以下步驟：

(1)用于包裹鎢粉顆粒的銀的用量m_Ag采用如下公式計算：

其中m_W是所用鎢粉總質量，ρ_Ag是銀的密度，ρ_W是鎢的密度，d是鎢粉顆粒的平均粒徑，其單位為um，x是所包裹銀層的厚度，其單位為um；

(2)將步驟1所得到的銀的用量換算成硝酸銀用量，稱取硝酸銀，將硝酸銀在去離子水中溶解制成硝酸銀溶液，將鎢粉體與硝酸銀溶液加入反應容器中，并向反應容器中加入聚乙二醇、氫氧化鈉及葡萄糖溶液，在超聲振蕩和攪拌條件下進行還原反應后，將銀析出并包裹于鎢粉體外，形成銀包鎢復合粉體，所述的銀包鎢復合粉體的結構為：鎢粉體顆粒外部覆蓋一層厚度為10～200nm的純銀殼層；

(3)將所述的銀包鎢復合粉體與銀粉混合，成為含4wt％的銀包鎢復合粉體的混合粉末，然后壓制成孔隙率為5～45％的壓坯；

(4)將所述的壓坯與銀塊置于氨分解氣氛保護的燒結爐中進行燒結、熔滲，獲得高致密性的鎢所質量百分比在50％～90％的銀鎢觸頭材料。

進一步的，所述的步驟(2)中包括有以下步驟：

(2.1)將鎢粉與定量的硝酸銀溶液及適量去離子水加入反應容器中，再向反應容器中加入聚乙二醇，超聲振蕩和攪拌使其混合均勻；