CN101053903A - 一种银氧化铜电接触材料的制备方法 - Google Patents

一种银氧化铜电接触材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种银氧化铜电接触材料的制备方法，原料成分、粒度及所占重量百分比：基料：银粉、氧化铜粉，粉末粒度为1.5μm－50μm，氧化铜粉占总重量的2％－25％，余量为银；添加物：氧化铋不超过总重量的0.9％，氧化镍不超过总重量的1％；原料经表面处理，经表面处理后的原料经配料后在混粉机中进行混合均匀，经等静压后形成等静压锭坯，等静压锭坯在加热炉中进行烧结，成为烧结锭坯，烧结锭坯送挤压机挤出板材或线材。制备的银氧化铜电接触材料能满足高性能低压电器的使用要求，特别适用于直流接触器。

Description

一种银氧化铜电接触材料的制备方法
技术领域：
本发明属于金属基复合材料科学领域，尤其是指一种银氧化铜电接触材料的制备方法。
背景技术：
公知的银氧化铜电接触材料的制备方法有以下几种：(1)通过急冷凝固技术制备氧化铜粉末，经过机械合金化或其他方法使银粉与氧化铜粉进行混合，再经过压制成锭、烧结、挤压、拉拔或轧制工艺制成银氧化铜电接触材料；(2)通过化学沉淀工艺制备银氧化铜复合粉末，再经压制成锭、烧结、挤压、拉拔或轧制工艺制成银氧化铜电接触材料；(3)通过银粉、氧化铜粉混合工艺进行混粉，再经压制成锭、烧结、挤压、拉拔或轧制工艺制成银氧化铜电接触材料；(4)通过化学包覆工艺使银包覆在氧化铜表面，形成银氧化铜复合粉末，再经压制成锭、烧结、挤压、拉拔或轧制工艺制成银氧化铜电接触材料；(5)通过反应合成法以银氧化物为反应剂，经混合、压制成型、反应和烧结、复压复烧、挤压、拉拔成银氧化铜电接触材料(丝材)。
如中国专利公开的“一种银氧化铜电接触材料的制备方法”(CN1528929，公开日2004年9月15日)，它以银粉、铜粉或银铜合金粉末为原料，添加少量的钨、铝元素为性能调整元素，以银氧化物为反应剂，经混合、压制成形、反应烧结、复压复烧、挤压、拉拔成为银氧化铜电接触材料(丝材)。具有氧化铜的反应合成与材料烧结一次完成，银与氧化铜所形成的界面新鲜、结合牢固、材料综合性能优良等特点；且氧化物颗粒的弥散随加工变形完成，降低了生产成本；整个生产工艺过程容易控制、无污染或少污染、可形成大批量生产。产品可广泛应用于中、低压电器的触头材料。
这些公知的银氧化铜电接触材料的制备技术，都是为应对欧盟两指令的环保要求而进行研究和发明的。从这些公知的银氧化铜电接触材料的制备技术中，高氧化铜重量百分比含量的材料加工存在一定的困难，同时未见有这些公知技术生产的银氧化铜电接触材料能满足高性能低压电器使用要求的报道。
发明内容：
本发明的目的是针对公知银氧化铜电接触材料制备技术中的加工性和材料体系的不足而开发的一种新型的加工方法，该银氧化铜电接触材料能满足高性能低压电器的使用要求，特别适用于直流接触器。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种银氧化铜电接触材料的制备方法，其特征在于：
1)工艺流程：原料经表面处理，经表面处理后的原料经配料后在混粉机中进行混合均匀，经等静压后形成等静压锭坯，等静压锭坯在加热炉中进行烧结，成为烧结锭坯，烧结锭坯送挤压机挤出板材或线材；
2)原料成分、粒度及所占重量百分比：
基料：银粉、氧化铜粉，粉末粒度为1.5μm-50μm，氧化铜粉占总重量的2％-25％，余量为银；
添加物：①氧化铋(Bi2O3)不超过总重量的0.9％，②氧化镍(NiO)不超过总重量的1％；
3)原料配方：基料或基料+添加物①或基料+添加物②或基料+添加物①②；
4)技术条件：
①原料表面处理温度：50℃-400℃，时间：1小时-20小时；
②混粉时间：0.5小时-15小时；
③等静压成型压力：50MPa-300MPa；
④锭坯烧结温度：500℃-930℃，时间：2小时-8小时；
⑤烧结锭坯挤压温度：600℃-900℃。
银粉为化学银粉和雾化银粉的混合粉，化学银粉占银粉重量的1％-99％，雾化银粉占银粉重量的99％-1％。
本发明与“一种银氧化铜电接触材料的制备方法”(CN1528929)相比，(1)材料体系设计不同：它用的是银粉、铜粉或者银铜合金粉末，本发明用的是银粉、氧化铜粉；添加物不同：它用的是钨、钼，本发明用的是氧化铋、氧化镍。(2)烧结反应机理不同，它是反应烧结，在银基体中通过原料间的固相反应原位生成氧化铜颗粒；本发明是物理反应烧结，增加银和氧化铜物理结合强度。(3)本发明对原料进行表面处理，形成新鲜和活泼的界面，增加颗粒间结合能，而它没有该工艺。
总之，本发明与公知制备技术相比所具有如下优点及积极效果：(1)对银粉和氧化铜粉进行表面处理，形成新鲜接触界面，提高表面活性，使银粉在与氧化铜颗粒混合时，结合牢固，提高材料的加工性能；(2)科学的材料体系设计，提高了材料的加工性能和电气性能；(3)该方法制备的银氧化铜电接触材料的电气性能满足了低压电器的高性能要求；(4)该方法制备的银氧化铜电接触材料原料准备简单，工艺流程易控制，生产周期短，可实现大批量生产，生产成本低。
银粉采用颗粒形状近似圆形的雾化银粉和树枝状的化学银粉的混合粉，效果更好。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
实施例一：按10％的氧化铜粉(重量百分比)、90％的银粉(重量百分比)为原料，在180℃下表面处理5小时，经过12小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，700℃、8小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
实施例二：按15％的氧化铜粉(重量百分比)、84.5％的银粉(重量百分比)为原料，并加入0.5％的氧化铋，在250℃下表面处理8小时，经过15小时的混粉后，在270MPa的等静压压力下压成锭坯，750℃、10小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
实施例三：按15％的氧化铜粉(重量百分比)、84.7％的银粉(重量百分比)为原料，并加入0.3％的氧化镍，在250℃下表面处理8小时，经过15小时的混粉后，在270MPa的等静压压力下压成锭坯，750℃、10小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
实施例四：按15％的氧化铜粉(重量百分比)、84.3％的银粉(重量百分比)为原料，并加入0.3％的氧化镍、0.4％的氧化铋；在200℃下表面处理8小时，经过14小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，780℃、10小时进行烧结，然后在800℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
实施例五：按15％的氧化铜粉(重量百分比)、85％的银粉(重量百分比)为原料，在200℃下表面处理8小时，经过14小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，780℃、10小时进行烧结，然后在800℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
实施例六：按10％的氧化铜粉(重量百分比)、90％的银粉(重量百分比)为原料，在180℃下表面处理5小时，经过12小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，700℃、8小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成丝材，最后冷拉拔或热拉拔成丝材。

Claims (8)

1、一种银氧化铜电接触材料的制备方法，其特征在于：
1)工艺流程：原料经表面处理，经表面处理后的原料经配料后在混粉机中进行混合均匀，经等静压后形成等静压锭坯，等静压锭坯在加热炉中进行烧结，成为烧结锭坯，烧结锭坯送挤压机挤出板材或线材；
2)原料成分、粒度及所占重量百分比：
基料：银粉、氧化铜粉，粉末粒度为1.5μm-50μm，氧化铜粉占总重量的2％-25％，余量为银；
添加物：①氧化铋不超过总重量的0.9％，②氧化镍不超过总重量的1％；
3)原料配方：基料或基料+添加物①或基料+添加物②或基料+添加物①②；
4)技术条件：
①原料表面处理温度：50℃-400℃，时间：1小时-20小时；
②混粉时间：0.5小时-15小时；
③等静压成型压力：50MPa-300MPa；
④锭坯烧结温度：500℃-930℃，时间：2小时-8小时；
⑤烧结锭坯挤压温度：600℃-900℃。
2、根据权利要求1所述的一种银氧化铜电接触材料的制备方法，其特征在于：所述的银粉为化学银粉和雾化银粉的混合粉，化学银粉占银粉重量的1％-99％，雾化银粉占银粉重量的99％-1％。
3、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为10％的氧化铜粉、90％的银粉为原料，在180℃下表面处理5小时，经过12小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，700℃、8小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
4、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为15％的氧化铜粉、84.5％的银粉、0.5％的氧化铋为原料，在250℃下表面处理8小时，经过15小时的混粉后，在270MPa的等静压压力下压成锭坯，750℃、10小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
5、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为15％的氧化铜粉、84.7％的银粉、0.3％的氧化镍为原料，在250℃下表面处理8小时，经过15小时的混粉后，在270MPa的等静压压力下压成锭坯，750℃、10小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
6、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为15％的氧化铜粉、84.3％的银粉、0.3％的氧化镍、0.4％的氧化铋为原料，在200℃下表面处理8小时，经过14小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，780℃、10小时进行烧结，然后在800℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
7、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为15％的氧化铜粉、85％的银粉为原料，在200℃下表面处理8小时，经过14小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，780℃、10小时进行烧结，然后在800℃的温度条件下挤压成板材，板材进行表面处理复银后，轧制、冲制成型，加工成片状触点。
8、根据权利要求1或2所述的方法制备银氧化铜电接触材料，其特征在于：按重量百分比为10％的氧化铜粉、90％的银粉为原料，在180℃下表面处理5小时，经过12小时的混粉后，在250MPa的等静压压力下压成锭坯，700℃、8小时进行烧结，然后在750℃的温度条件下挤压成丝材，最后冷拉拔或热拉拔成丝材。
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