專利名稱：TiCr₂基電觸頭材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及TiCr2基電觸頭材料及其制備方法和用途，屬于材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電觸頭材料大致可以劃分成以下幾類銀基觸頭材料、鎢基觸頭材料、銅基觸頭材料以及貴金屬基弱電接點材料。其中，最具代表性的觸頭材料為Cu-W合金及Ag基觸頭材料(AgSn02、AgCd0、Ag-W系等)兩大類。由于W、Ag等均屬于貴金屬，資源儲量有限， 而且采用該類貴金屬作為原料使得觸頭材料的成本過于昂貴，不利于推廣應(yīng)用。另外，現(xiàn)有的觸頭材料耐磨性能差而很難使用在滑動觸頭上。因此，開發(fā)其它種類的導(dǎo)電性能良好、硬度高、資源豐富、耐磨損、成本低的觸頭材料成為一種趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種新的電觸頭材料。本發(fā)明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成 TiCr2 80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料，其優(yōu)選由下述重量配比的組分制備而成=TiCr2 80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優(yōu)選為Co，Cu, Ni，W，Ag 中至少一種；所述的合金優(yōu)選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。本發(fā)明選擇的C、合金或金屬的優(yōu)點為1)、抗氧化性好。2)、與TiCr2顆粒潤濕性好。3)、添加的C能從這些單質(zhì)或合金中彌散析出，有利于C的均勻分布。4)、導(dǎo)電性好。加 Co.Ni主要是起粘結(jié)劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結(jié)劑固結(jié)在一起，同時還有改善導(dǎo)電性的作用；加Cu和C主要是增加導(dǎo)電性，另外，加C還有增強壓坯(燒結(jié)中間產(chǎn)品)成型性的作用，加Cu也有粘結(jié)劑的作用；加W有提高硬度的作用，加Ag有提高導(dǎo)電性作用。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種制備上述TiCr2基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件(真空條件的真空度優(yōu)選為4X IO"4 5X I(T4Pa)下于1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2 基電觸頭材料。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中優(yōu)選按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優(yōu)選為Co，Cu, Ni, W, Ag中至少一種；a步驟中所述的合金優(yōu)選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、 Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利于燒結(jié)，燒結(jié)時間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會導(dǎo)致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優(yōu)選為200 400目。其中，本發(fā)明方法的a步驟中所述的TiCr2優(yōu)選采用下述方法制備而成將金屬 Ti、Cr按摩爾比1 2于真空條件下熔煉，獲得的塊體經(jīng)粉碎或研磨，得到粒度為200 400 目的金屬間化合物TiCr2。本發(fā)明還提供了上述TiCr2基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。本發(fā)明還提供了由上述TiCr2基電觸頭材料制備的電觸頭。本發(fā)明具有如下有益效果與普通的Cu-W，Ag-ff, Ag-SnO2等系列的電觸頭材料相比，本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料采用導(dǎo)電性、耐磨損和抗氧化的TiCr2金屬間化合物與金屬或合金混合燒制成金屬陶瓷，該材料中TiCr2與金屬結(jié)合強度高，接觸電阻低，抗熔焊性好， 抗電弧腐蝕能力強。材料的制備工藝簡單可行，成本低，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施例方式本發(fā)明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成 TiCr2 80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料，其優(yōu)選由下述重量配比的組分制備而成=TiCr2 80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優(yōu)選為Co，Cu, Ni，W，Ag 中至少一種；所述的合金優(yōu)選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。本發(fā)明選擇的C、合金或金屬的優(yōu)點為1)、抗氧化性好。2)、與TiCr2顆粒潤濕性好。3)、添加的C能從這些單質(zhì)或合金中彌散析出，有利于C的均勻分布。4)、導(dǎo)電性好。加 Co.Ni主要是起粘結(jié)劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結(jié)劑固結(jié)在一起，同時還有改善導(dǎo)電性的作用；加Cu和C主要是增加導(dǎo)電性，另外，加C還有增強壓坯(燒結(jié)中間產(chǎn)品)成型性的作用，加Cu也有粘結(jié)劑的作用；加W有提高硬度的作用，加Ag有提高導(dǎo)電性作用。本發(fā)明還提供了一種制備上述TiCr2基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件(真空條件的真空度優(yōu)選為4X IO"4 5X I(T4Pa)下于1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2 基電觸頭材料。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中優(yōu)選按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優(yōu)選為Co，Cu, Ni, W, Ag中至少一種；a步驟中所述的合金優(yōu)選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、 Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。其中，本發(fā)明制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利于燒結(jié)，燒結(jié)時間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會導(dǎo)致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優(yōu)選為200 400目。其中，本發(fā)明方法的a步驟中所述的TiCr2優(yōu)選采用下述方法制備而成將金屬 Ti、Cr按摩爾比1 2于真空條件下熔煉，獲得的塊體經(jīng)粉碎或研磨，得到粒度為200 400 目的金屬間化合物TiCr2。本發(fā)明還提供了上述TiCr2基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。
本發(fā)明還提供了由上述TiCr2基電觸頭材料制備的電觸頭。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將8g TiCr2粉末(粒度200目)與2g Co混勻，然后于20MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時間為6小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例2本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將7g TiCr2粉末(粒度300目)與3g Cu混勻，然后于30MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400°C，保溫時間為4小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例3本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將6g TiCr2粉末(粒度400目)與4g Ni混勻，然后于27MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時間為3小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例4本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將9. 7g TiCr2粉末(粒度350目)與0. 3g碳粉混勻，然后于20MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450°C，保溫時間為4小時，得到 TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例5本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將8g TiCr2粉末(粒度250目)與0. 2g W和1. 8g Ag混勻，然后于22MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000°C，保溫時間為4. 5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例6本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將7g TiCr2粉末(粒度300目)與3g Cu-Ag合金(Cu-Ag合金中的Cu含量為 60wt% )混勻，然后于25MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150°C，保溫時間為5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。
實施例7本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將6g TiCr2粉末(粒度200目)與4g Co-Ni合金(Co-Ni合金中的Co含量為 40wt% )混勻，然后于20MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時間為5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實施例8本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料的制備將8g TiCr2粉末(粒度200目)與2g W-Ni合金(W_Ni合金中的W含量為20wt% ) 和1. 6g Ni混勻，然后于30MPa的液壓機上壓制成型，取出壓塊放進真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1600°C，保溫時間為4. 5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。表1本發(fā)明TiCr2基電觸頭材料性能測定結(jié)果
權(quán)利要求
1.TiCr2基電觸頭材料，其特征在于由下述重量配比的組分制備而成=TiCr2SO 99份， 粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiCr2基電觸頭材料，其特征在于由下述重量配比的組分制備而成TiCr280 85份，粘結(jié)劑20 15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TiCr2基電觸頭材料，其特征在于所述的金屬選自Co， Cu，Ni, W，Ag中至少一種；所述的合金選自Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。
4.制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特征在于包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2SO 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件下于1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2基電觸頭材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特征在于a步驟中按重量配比取下述原料混勻TiCr280 85份，粘結(jié)劑20 15份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特征在于a步驟中所述的金屬選自Co，Cu，Ni，W，Ag中至少一種；a步驟中所述的合金選自Cu-Ag合金、Cu-Ni 合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、 W-Ag合金中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6任一項所述的制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特征在于a 步驟中的原料的粒度為200 400目。
8.根據(jù)權(quán)利要求4 7任一項所述的制備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特征在于a 步驟中所述的TiCr2采用下述方法制備而成將金屬Ti、Cr按摩爾比1 2于真空條件下熔煉，獲得的塊體經(jīng)粉碎或研磨，得到粒度為200 400目的TiCr2。
9.權(quán)利要求1 3任一項所述的TiCr2基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。
10.由權(quán)利要求1 3任一項所述的TiCr2基電觸頭材料制備的電觸頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及TiCr2基電觸頭材料及其制備方法和用途，屬于材料領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了一種新的電觸頭材料及其制備方法和用途。本發(fā)明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成TiCr2 80～99份，粘結(jié)劑20～1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
文檔編號H01B1/06GK102354543SQ20111021362
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉松利, 同艷維, 龐立娟, 張雪峰, 方民憲, 李會容, 李玉和, 鄧剛 申請人:攀枝花學院