[發明專利]基于發泡熔滲工藝制備AgNi電接觸材料的方法及其產品

有效

• 申請號: 202111328302.8
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114086014B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 林旭彤;孔欣;費家祥;郭仁杰;崔永剛;宋林云;萬岱;宋振陽;劉映飛
• 申請（專利權）人: 浙江福達合金材料科技有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C5/06;H01H1/023;B22F1/102;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/11;B22F3/26;B22F5/00
• 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

本發明公開了一種基于發泡熔滲工藝制備AgNi電接觸材料的方法及其產品，其技術方案在AgNi混合粉料中加入發泡劑燒結強化，將燒結強化的AgNi粉體包裹隔離劑燒結到液相以上再進行破碎篩分，獲得高強度多孔AgNi粉體，將多孔AgNi粉體等靜壓制成特殊柱狀多孔骨架錠子，再將純銀片擺在骨架上方裝入石墨坩堝中，在高溫下對骨架錠子進行熔滲，獲得高銀含量低電阻率的AgNi/Ag復合錠子，將錠子擠壓成薄帶最后沖制成AgNi電接觸材料。本發明同時解決了薄帶復合擠壓問題及低鎳高銀AgNi電接觸只能采用固相燒結工藝制作的問題，與固相燒結工藝相比具備更高的致密度、抗燒損能力，電壽命等使用性能獲得大幅提升。

技術領域

本發明涉及電工觸頭材料領域，具體是指一種制備AgNi電接觸材料的方法及其產品，該工藝利用了全新的發泡熔滲工藝進行制備。

背景技術

AgNi電接觸材料在斷路器、微型斷路器、漏電保護開關、接觸器、繼電器中均有很多應用，一般采用壓制燒結法或擠壓法，Ni含量介于10wt％-35wt％之間。開關設計中對于開關溫升的要求越來越高，特別是在小微斷路器中Ni含量高于35wt％的材料接觸接觸電阻難以滿足使用要求，而Ni含量低的電接觸材料只能采用固相燒結方式，無法滿足開關抗短路、抗燒損的要求，嚴重制約了產業的發展。

采用粉末冶金工藝制備電接觸材料，眾所周知熔滲工藝才能獲得最理想的材料性能。與固相燒結工藝相比，熔滲工藝制作的材料密度、硬度、導電率、結合強度顯著提升，孔隙率顯著下降；相應的電接觸材料的抗電弧燒損能力、抗機械磨損能力顯著提升。但熔滲工藝制備電接觸材料是，需要材料滿足一定特性才可以實現，無法滿足的條件下只能采用固相燒結的方式制備。電接觸材料需要滿足以下特性采用采用熔滲工藝制備：

1、為保證熔滲后半成品形狀，熔滲過程中骨架內不熔顆粒體積＞25％；

2、骨架與熔滲金屬有較好的潤濕性；

3、骨架與熔滲金屬間互不相熔或溶解度小。

AgNi材料在銀含量低于70wt％時輕松滿足上述3個條件，但由于電阻率較高，使用限制多，作為電接觸材料應用場合少。銀含量高的如AgNi10、AgNi15、AgNi20，再如AgNi類其他延伸材料如AgNi10C3、AgNi25C2、AgNi30C3等由于無法滿足熔滲條件(1)，均采用固相燒結-復壓工藝或固相燒結擠壓工藝制作。

通過檢索，現有技術有以下文獻：

公開號為CN108531764A的中國發明專利，提供一種AgWCNiC的材料，其中涉及到一種氣壓熔滲工藝，由于未解決熔滲過程中骨架內不熔顆粒體積＞25％問題，碳化鎢含量在12wt％-25wt％選用800℃-900℃的固相燒結工藝，在碳化鎢含量＞25wt％且含有石墨烯、鎳等選用氣壓熔滲工藝。石墨烯雖然會增加不熔相體積，同時也會增大電阻，同時由于在常壓下用石墨與銀合金不潤濕的特性，燒結的液相溫度后會造成液相滲出，嚴重影響材料結合與電阻率，外壓的介入對結合強度不良有一定改善，但無法完全避免。而熔滲溫度為980℃-1100℃，氣體壓力為100MPa-1GPa的工藝條件必須借助熱等靜壓機才能實現，工藝成本過高。

公開號為CN112501464A的中國發明專利，提供一種熔滲法AgNi的制造工藝，但由于未從根本上解決高銀含量AgNi熔滲時骨架塌方、破裂問題，此方案只提供了AgNi材料內Ni含量體積含量高于45％的熔滲方案，即Ni質量百分比高于40％的熔滲技術方案，未解決Ni質量百分比低于40％的熔滲技術問題。但AgNi40材料應用范圍小，目前AgNi主流產品仍為AgNi10-AgNi30。

公開號為CN104209520A的中國發明專利，在粉體中加入聚丙烯酸酯造孔劑的方式增加孔隙，此方法制作的粉體強度低在制作AgNi30及Ni含量更高的AgNi材料時可以滿足生產要求，在制作Ni含量低于30％的AgNi材料時，熔滲過程中會因孔隙劇烈變形造成骨架塌方甚至炸裂無法成型。同理采用此方式制作高銀的AgNi材料是也會存在熔滲時骨架塌方甚至炸裂無法成型的問題。