[發明專利]一種銀碳化鎢電接觸材料制備方法

有效

• 申請號: 202010153805.5
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111489899B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王銀崗;萬岱;羅寶峰;鄭澤成;繆仁梁;劉占中;王寶鋒;鄭雄偉;陳松揚
• 申請（專利權）人: 浙江福達合金材料科技有限公司
• 主分類號: H01H1/0233
• 分類號: H01H1/0233;B22F5/00;B22F9/08;C22C1/04;C22C5/06;C22C32/00
• 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碳化鎢電接觸材料及其制備方法，采用了一種粉體制備與混粉一體化設備，上層噴盤接通噴粉裝置，下層噴盤接通高壓水，將彌散強化相混合粉末裝入噴粉裝置中，在高壓水霧化制備銀粉的過程中，以惰性氣體為載體將彌散強化相混合粉末噴射進入銀熔液中，固態彌散強化相混合粉末被高溫的液態銀包裹形成穩定的冶金結合，然后再經過高壓水破碎冷卻形成均勻的混合粉顆粒，混合粉顆粒經過烘干?壓錠?擠壓等工序加工成電接觸材料。與傳統的粉末冶金制備工藝相比較，本發明具有彌散強化相顆粒在銀基體中的分布均勻性高、彌散強化相顆粒與銀基體結合強度高、制造過程綠色環保、生產周期短等顯著優點。

技術領域

本發明屬于電工觸頭材料領域，具體是指銀碳化鎢電接觸材料制備方法。

背景技術

電觸頭是電器開關的核心元件，是影響電器開關通斷能力和可靠性的關鍵因素，其性能直接影響著電器開關的可靠性和穩定性，電器開關要求觸頭材料具有良好的導電、導熱性，低而穩定的接觸電阻、高的耐侵蝕性和抗熔焊性等。

碳化鎢具有很高的硬度和熔點，同時銀與碳化鎢兩者不互溶，所以銀碳化鎢材料兼具優良的耐電弧侵蝕能力、高分斷能力、抗磨損能力等優點，能夠在大電流電壓下工作，廣泛應用于各種斷路器中。例如應用于斷路器領域的銀碳化鎢40材料通常采用粉末冶金工藝制備，傳統的制造工藝是機械混粉-初壓粉坯-熔滲-復壓成型-表面處理。近年來，由于銀碳化鎢材料優良的抗熔焊性能和抗燒損性能，部分低碳化鎢含量的銀碳化鎢(碳化鎢含量≤20％，質量百分比)材料已經成功應用于部分特殊要求的繼電器和接觸器領域，這種低碳化鎢含量的銀碳化鎢(碳化鎢含量≤20％，質量百分比)材料，常規的加工方式是，銀粉和碳化鎢粉機械混合，等靜壓壓錠，氣氛保護燒結后擠壓成為線材，經過拉拔和氣氛保護退火加工，冷鐓成型制打鉚釘觸點或者片狀觸點。上述加工過程中，由于銀和碳化鎢密度差異較大(碳化鎢的密度是15.5g/cm³，銀的密度是10.5g/cm³)，采用機械混粉的加工方式，無法保障作為彌散強化相的碳化鎢顆粒在銀基體中的分布均勻性，從而影響觸頭性能的一致性；等靜壓加工的銀碳化鎢粉體錠子，擠壓前的燒結過程中，只能采用固相燒結工藝，燒結溫度低于銀的熔點，由于碳化鎢和銀之間的潤濕性很差，所以固相燒結過程對銀和碳化鎢之間的結合強度的提升有限。結合應用于斷路器領域的銀碳化鎢材料加工方法可知，采用液相熔滲工藝可以有效提升銀和碳化鎢之間的結合強度，但是這種工藝在現有加工方式下，無法應用于采用混粉-燒結-擠壓工藝生產的低碳化鎢含量銀碳化鎢材料之中。低碳化鎢含量銀碳化鎢材料，提升銀和碳化鎢之間的結合強度，可以提高材料的抗電弧燒損能力，從而提升接觸器或者繼電器的電壽命。

銀基體中的碳化鎢和添加物對銀基體而言都屬于彌散強化相，通過彌散強化的方式提高銀基體的抗電弧侵蝕性和抗熔焊性，所以，彌散強化相在銀基體中的分布均勻性以及銀和彌散強化相之間的結合強度，對觸頭材料電性能的抗燒損性能和導電性能有著決定性的影響。因此如何改善銀基體與彌散強化相粉末之間的分布均勻性，提高兩者的結合強度，一直是電接觸材料研發領域的一個重要研發方向。

在傳統的粉末冶金工藝基礎上，國內外的電觸頭材料生產企業為了改善銀基體與彌散強化相粉末之間的分布均勻性，提高兩者的結合強度，先后開發了多種材料制備工藝。例如采用共沉積、化學包覆等方法來提高銀基體與彌散強化相之間的分布均勻性與結合強度。以上加工方式相對于傳統的粉末冶金工藝對銀基體和彌散強化相之間的分布均勻性與結合強度都有了不同程度的提升，但是仍然存在諸多的缺陷。

專利CN200910047561.6公布了一種銀碳化鎢電接觸材料的制備方法，采用機械混粉方式將銀粉與碳化鎢粉混合,然后壓制成粉坯，在所述粉坯上放上銀片，在熔滲爐中銀片熔滲進粉坯，得到銀碳化鎢電觸頭。這種加工方式工藝簡單，能夠大批量生產，采用液相熔滲的的方式也可以保證銀和碳化鎢之間的結合強度，但是這種方式只適合加工斷路器用高碳化鎢含量的銀碳化鎢觸點材料，并不適合加工混粉-擠壓型的低碳化鎢含量的銀碳化鎢材料。