專(zhuān)利名稱(chēng)：銀碳化鎢電觸頭材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工電觸頭材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀基電觸頭材料及制造方法。
背景技術(shù)：
電觸頭是電器開(kāi)關(guān)的核心元件，是影響電器開(kāi)關(guān)通斷能力和可靠性的關(guān)鍵因素， 它的性能直接影響著電器開(kāi)關(guān)的可靠性、穩(wěn)定性，因此電器開(kāi)關(guān)要求電觸頭材料具有良好 的導(dǎo)電性能、良好的導(dǎo)熱性能、低而穩(wěn)定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強(qiáng)等特點(diǎn)。對(duì)電觸頭材料的研究已有近100年的歷史，最初使用純Ag、純Au、純Pt等，60年代 以后發(fā)展了多元貴金屬和貴金屬?gòu)?fù)合材料。在對(duì)貴金屬材料的研究開(kāi)發(fā)中，由于Ag在所有 的金屬中具有最好的導(dǎo)熱性能及極好的加工性能和較高的抗氧化能力，因此Ag是最重要、 經(jīng)濟(jì)的貴金屬接觸材料，在低壓電器用觸頭領(lǐng)域中有著舉足輕重的作用，而銀鎢和銀碳化 鎢又是在重等和中等負(fù)荷條件下的的兩大系列代表性動(dòng)點(diǎn)觸頭材料。銀鎢系列電觸頭材料主要使用于大電流開(kāi)關(guān)中，其具有良好的熱、電傳導(dǎo)性、抗熔 焊性，機(jī)械磨損和電損蝕程度較其它材料小，但鎢易氧化為WO3和WO4使觸點(diǎn)的電阻增大而 使溫升升高，在使用過(guò)程中存在著接觸電阻不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種銀碳化鎢電觸頭材料，具有高熔點(diǎn)、高硬度，抗鹽霧能 力強(qiáng)、優(yōu)良的抗熔焊性能和較高的耐電磨損性能，且高溫時(shí)不易氧化，溫升較銀鎢觸點(diǎn)低且 穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產(chǎn)成本較低、產(chǎn)品合格率高的優(yōu)點(diǎn)，采用 本發(fā)明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產(chǎn)的銀碳化鎢電觸頭材料具有良好的導(dǎo) 電性能、良好的導(dǎo)熱性能、低而穩(wěn)定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強(qiáng)及金相組織中 缺陷少等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經(jīng)壓制和燒結(jié)制成的銀 碳化鎢電觸頭材料基體，其特征在于，所述銀碳化鎢電觸頭材料基體自上表面而下熔滲有 銀。通過(guò)熔滲到銀碳化鎢電觸頭材料基體內(nèi)的銀，使銀含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，提高銀碳化鎢 電觸頭材料的導(dǎo)電性能，降低由本發(fā)明制成的電觸頭的發(fā)熱量。通過(guò)在所述銀碳化鎢電觸 頭材料基體下表面設(shè)置一石墨層，防止銀滲透到工作面，在動(dòng)、靜觸頭開(kāi)閉期間出現(xiàn)觸頭熔 焊現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的正常工作。實(shí)驗(yàn)表明，銀碳化鎢電觸頭材料具有高熔點(diǎn)、高硬度，抗鹽霧能力強(qiáng)、優(yōu)良的抗熔 焊性能和較高的耐電磨損性能，且高溫時(shí)不易氧化，溫升較銀鎢觸點(diǎn)低且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng) 用于量大面廣的塑殼斷路器及框架式斷路器中，可滿(mǎn)足大電流開(kāi)關(guān)及我國(guó)船艦用電器的需要。銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，包括將Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合 工藝，將所述混合粉壓制成粉坯的粉末壓制工藝，其特征在于，首先運(yùn)用所述粉末混合工藝得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構(gòu)成的Ag、WC 混合粉末；然后運(yùn)用所述粉末壓制工藝根據(jù)所需形狀，通過(guò)模壓將所述混合粉末壓制成粉 坯；接著運(yùn)用熔滲燒結(jié)工藝，在所述粉坯上放上適量的薄銀片，送入燒結(jié)爐中，加熱到比銀的熔點(diǎn)高的溫度，銀片熔化并滲入所述粉坯，進(jìn)而得到符合特定要求的銀碳化鎢電觸 頭材料；最后運(yùn)用拋光等后處理工藝對(duì)銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以光飾美化處理。在運(yùn)用熔滲燒結(jié)工藝之前還可以進(jìn)行坯體表面處理，在所述粉坯將要生成銀碳化 鎢電觸頭材料工作面的一面噴膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層。上述的坯體表面處理，是為了防止在熔滲燒結(jié)工藝中Ag滲透到所述粉坯將要生 成銀碳化鎢電觸頭材料工作面的一面。銀碳化鎢電觸頭材料使用中，如果工作面含有純銀， 在動(dòng)、靜觸頭開(kāi)閉期間非常容易出現(xiàn)觸頭熔焊現(xiàn)象，這是非常危險(xiǎn)的。因此，坯體表面處理 在電觸頭制造過(guò)程中起到非常關(guān)鍵的作用。所述坯體表面處理中形成的石墨層，可以很好 的阻擋純銀滲透到銀碳化鎢電觸頭材料工作面。所述熔滲燒結(jié)工藝，在還原氣氛或真空氣氛中進(jìn)行，以防止氧化。所述加熱爐采用 電爐。以便精確控制溫度和減少雜質(zhì)。熔融的銀在重力和毛細(xì)現(xiàn)象的作用下滲入所述粉 坯。采用熔滲燒結(jié)工藝得到的銀碳化鎢電觸頭材料，尺寸容易控制、燒結(jié)溫度低且晶粒細(xì)小 不易長(zhǎng)大，表現(xiàn)出優(yōu)異的理化性能?；谏鲜黾夹g(shù)方案可見(jiàn)銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產(chǎn)成本較低、產(chǎn) 品合格率高的優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產(chǎn)的銀碳化鎢電 觸頭材料具有良好的導(dǎo)電性能、良好的導(dǎo)熱性能、低而穩(wěn)定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔 焊性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝的工藝流程圖。圖2為粉坯6在進(jìn)行熔滲燒結(jié)工藝前的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為銀碳化鎢電觸頭材料基體部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參照?qǐng)D1和圖2，銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，首先運(yùn)用所述粉末混合工藝1 得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構(gòu)成的Ag、WC混合粉末。然后運(yùn)用粉末壓制工藝2 根據(jù)所需形狀，通過(guò)模壓將所述混合粉末壓制成粉坯6。首先根據(jù)需要制取模具，然后利用 制得的模具對(duì)Ag、WC混合粉末進(jìn)行模壓，獲得需要的粉坯6。接著進(jìn)行坯體表面處理3，在粉坯6將要生成銀碳化鎢電觸頭材料工作面的一面噴膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層61。接著運(yùn)用熔滲燒結(jié)工藝4，在粉坯6上放上準(zhǔn)備好的薄銀片62，送入加熱 爐中，加熱到比銀的熔點(diǎn)高的溫度，銀片62熔化并滲入粉坯6，進(jìn)而得到銀碳化鎢電觸頭材 料。最后運(yùn)用拋光工藝5對(duì)銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以美化。原有的銀碳化鎢電觸頭材料，在使用中和試驗(yàn)中體現(xiàn)出性能不理想的問(wèn)題。通過(guò) 上述工藝生產(chǎn)的銀碳化鎢電觸頭材料，具有更優(yōu)越的性能。上述工藝中通過(guò)所述熔滲燒結(jié) 工藝，將銀片62熔化并滲入粉坯6，補(bǔ)足了 Ag成分的含量，并且保證了銀碳化鎢電觸頭材料 的其他性能的優(yōu)越性。加熱爐宜于采用電熱爐，特別宜于采用鉬絲燒結(jié)爐。鉬絲燒結(jié)爐具 有溫度穩(wěn)定且宜于控制的特點(diǎn)。鉬絲燒結(jié)爐內(nèi)充入還原氣，還原氣采用氫氣或氮?dú)猓鳛闊?結(jié)時(shí)的保護(hù)氣體。也可以同時(shí)充入氫氣和氮?dú)?。坯體表面處理3，是為了防止在熔滲燒結(jié)工藝4中Ag滲透到粉坯6將要生成銀碳 化鎢電觸頭材料工作面的一面。銀碳化鎢電觸頭材料使用中，如果工作面含有純銀，在動(dòng)、 靜觸頭開(kāi)閉期間非常容易出現(xiàn)觸頭熔焊現(xiàn)象，這是非常危險(xiǎn)的。因此，坯體表面處理3在銀 碳化鎢電觸頭材料制造過(guò)程中起到非常關(guān)鍵的作用。坯體表面處理3中形成的石墨層61， 可以很好的阻擋純銀滲透到銀碳化鎢電觸頭材料工作面?；谏鲜黾夹g(shù)方案可見(jiàn)銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產(chǎn)成本較低、產(chǎn) 品合格率高的優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產(chǎn)的銀碳化鎢電 觸頭材料具有良好的導(dǎo)電性能、良好的導(dǎo)熱性能、低而穩(wěn)定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔 焊性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由上述工藝制造出的銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經(jīng) 壓制形成粉坯6，粉坯6經(jīng)燒結(jié)制成的銀碳化鎢電觸頭材料基體7，銀碳化鎢電觸頭材料基 體7自上表面而下熔滲有銀。通過(guò)熔滲到銀碳化鎢電觸頭材料基體7內(nèi)的銀，提高銀碳化 鎢電觸頭材料的性能。通過(guò)在所述銀碳化鎢電觸頭材料基體下表面設(shè)置一石墨層61，防止 熔滲燒結(jié)工藝中銀滲透到工作面，在動(dòng)、靜觸頭開(kāi)閉期間出現(xiàn)觸頭熔焊現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的正 常工作。熔滲燒結(jié)工藝結(jié)束后，石墨層61應(yīng)當(dāng)被除去。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
權(quán)利要求
銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經(jīng)壓制和燒結(jié)制成的銀碳化鎢電觸頭材料基體，其特征在于，所述銀碳化鎢電觸頭材料基體自上表面而下熔滲有銀。
2.銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，包括將Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合工 藝，將所述混合粉壓制成粉坯的粉末壓制工藝，其特征在于，首先運(yùn)用所述粉末混合工藝得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構(gòu)成的Ag、WC混 合粉末；然后運(yùn)用所述粉末壓制工藝根據(jù)所需形狀，通過(guò)模壓將所述混合粉末壓制成粉坯； 接著運(yùn)用熔滲燒結(jié)工藝，在所述粉坯上放上準(zhǔn)備好的薄銀片，送入燒結(jié)爐中，加熱到比 銀的熔點(diǎn)高的溫度，銀片熔化并滲入所述粉坯，進(jìn)而得到銀碳化鎢電觸頭材料； 最后運(yùn)用拋光工藝對(duì)銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以美化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，在運(yùn)用熔滲 燒結(jié)工藝之前進(jìn)行坯體表面處理，即在所述粉坯將要生成銀碳化鎢電觸頭工作面的一面噴 膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，所述加熱 爐采用鉬絲燒結(jié)爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，所述熔滲 燒結(jié)工藝，在還原氣氛或真空氣氛中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，還原氣采用氫氣。
全文摘要
銀碳化鎢電觸頭材料及其制造方法涉及電工電觸頭材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀基電觸頭材料及制造方法。銀碳化鎢電觸頭材料的基體自上表面而下熔滲有銀。首先運(yùn)用粉末混合工藝得到Ag、WC混合粉末；然后運(yùn)用粉末壓制工藝壓制成粉坯；接著運(yùn)用熔滲燒結(jié)工藝，在所述粉坯上放上準(zhǔn)備好的薄銀片，送入加熱爐中加熱，銀片熔化并滲入所述粉坯，進(jìn)而得到銀碳化鎢電觸頭；最后運(yùn)用拋光工藝對(duì)銀碳化鎢電觸頭的表面加以美化。采用本發(fā)明提供的銀碳化鎢電觸頭的制造工藝生產(chǎn)的銀碳化鎢電觸頭具有良好的導(dǎo)電性能、良好的導(dǎo)熱性能、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01H11/04GK101834070SQ20091004756
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者吳婷, 大場(chǎng)友樹(shù), 張明軒 申請(qǐng)人:上海電科電工材料有限公司