CN101834070A - 银碳化钨电触头材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
银碳化钨电触头材料及其制造方法涉及电工电触头材料技术领域，具体涉及一种银基电触头材料及制造方法。银碳化钨电触头材料的基体自上表面而下熔渗有银。首先运用粉末混合工艺得到Ag、WC混合粉末；然后运用粉末压制工艺压制成粉坯；接着运用熔渗烧结工艺，在所述粉坯上放上准备好的薄银片，送入加热炉中加热，银片熔化并渗入所述粉坯，进而得到银碳化钨电触头；最后运用抛光工艺对银碳化钨电触头的表面加以美化。采用本发明提供的银碳化钨电触头的制造工艺生产的银碳化钨电触头具有良好的导电性能、良好的导热性能、高耐侵蚀性、抗熔焊性能强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电工电触头材料技术领域，具体涉及一种银基电触头材料及制造方法。
背景技术
电触头是电器开关的核心元件，是影响电器开关通断能力和可靠性的关键因素，它的性能直接影响着电器开关的可靠性、稳定性，因此电器开关要求电触头材料具有良好的导电性能、良好的导热性能、低而稳定的接触电阻、高耐侵蚀性、抗熔焊性能强等特点。
对电触头材料的研究已有近100年的历史，最初使用纯Ag、纯Au、纯Pt等，60年代以后发展了多元贵金属和贵金属复合材料。在对贵金属材料的研究开发中，由于Ag在所有的金属中具有最好的导热性能及极好的加工性能和较高的抗氧化能力，因此Ag是最重要、经济的贵金属接触材料，在低压电器用触头领域中有着举足轻重的作用，而银钨和银碳化钨又是在重等和中等负荷条件下的的两大系列代表性动点触头材料。
银钨系列电触头材料主要使用于大电流开关中，其具有良好的热、电传导性、抗熔焊性，机械磨损和电损蚀程度较其它材料小，但钨易氧化为WO3和WO4使触点的电阻增大而使温升升高，在使用过程中存在着接触电阻不稳定的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种银碳化钨电触头材料，具有高熔点、高硬度，抗盐雾能力强、优良的抗熔焊性能和较高的耐电磨损性能，且高温时不易氧化，温升较银钨触点低且稳定等优点。
银碳化钨电触头材料的制造工艺，具有生产成本较低、产品合格率高的优点，采用本发明提供的银碳化钨电触头材料的制造工艺生产的银碳化钨电触头材料具有良好的导电性能、良好的导热性能、低而稳定的接触电阻、高耐侵蚀性、抗熔焊性能强及金相组织中缺陷少等优点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
银碳化钨电触头材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末经压制和烧结制成的银碳化钨电触头材料基体，其特征在于，所述银碳化钨电触头材料基体自上表面而下熔渗有银。
通过熔渗到银碳化钨电触头材料基体内的银，使银含量达到标准，提高银碳化钨电触头材料的导电性能，降低由本发明制成的电触头的发热量。通过在所述银碳化钨电触头材料基体下表面设置一石墨层，防止银渗透到工作面，在动、静触头开闭期间出现触头熔焊现象，保证系统的正常工作。
实验表明，银碳化钨电触头材料具有高熔点、高硬度，抗盐雾能力强、优良的抗熔焊性能和较高的耐电磨损性能，且高温时不易氧化，温升较银钨触点低且稳定等优点，可应用于量大面广的塑壳断路器及框架式断路器中，可满足大电流开关及我国船舰用电器的需要。
银碳化钨电触头材料的制造工艺，包括将Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合工艺，将所述混合粉压制成粉坯的粉末压制工艺，其特征在于，
首先运用所述粉末混合工艺得到混合均匀的由原料银粉和碳化钨粉构成的Ag、WC混合粉末；
然后运用所述粉末压制工艺根据所需形状，通过模压将所述混合粉末压制成粉坯；
接着运用熔渗烧结工艺，在所述粉坯上放上适量的薄银片，送入烧结炉中，加热到比银的熔点高的温度，银片熔化并渗入所述粉坯，进而得到符合特定要求的银碳化钨电触头材料；
最后运用抛光等后处理工艺对银碳化钨电触头材料的表面加以光饰美化处理。
在运用熔渗烧结工艺之前还可以进行坯体表面处理，在所述粉坯将要生成银碳化钨电触头材料工作面的一面喷胶体石墨浆料，然后在低温下烘干，形成一石墨层。
上述的坯体表面处理，是为了防止在熔渗烧结工艺中Ag渗透到所述粉坯将要生成银碳化钨电触头材料工作面的一面。银碳化钨电触头材料使用中，如果工作面含有纯银，在动、静触头开闭期间非常容易出现触头熔焊现象，这是非常危险的。因此，坯体表面处理在电触头制造过程中起到非常关键的作用。所述坯体表面处理中形成的石墨层，可以很好的阻挡纯银渗透到银碳化钨电触头材料工作面。
所述熔渗烧结工艺，在还原气氛或真空气氛中进行，以防止氧化。所述加热炉采用电炉。以便精确控制温度和减少杂质。熔融的银在重力和毛细现象的作用下渗入所述粉坯。采用熔渗烧结工艺得到的银碳化钨电触头材料，尺寸容易控制、烧结温度低且晶粒细小不易长大，表现出优异的理化性能。
基于上述技术方案可见银碳化钨电触头材料的制造工艺，具有生产成本较低、产品合格率高的优点，采用本发明提供的银碳化钨电触头材料的制造工艺生产的银碳化钨电触头材料具有良好的导电性能、良好的导热性能、低而稳定的接触电阻、高耐侵蚀性、抗熔焊性能强等优点。
附图说明
图1为银碳化钨电触头材料的制造工艺的工艺流程图。
图2为粉坯6在进行熔渗烧结工艺前的剖面结构示意图。
图3为银碳化钨电触头材料基体部分剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1和图2，银碳化钨电触头材料的制造工艺，首先运用所述粉末混合工艺1得到混合均匀的由原料银粉和碳化钨粉构成的Ag、WC混合粉末。然后运用粉末压制工艺2根据所需形状，通过模压将所述混合粉末压制成粉坯6。首先根据需要制取模具，然后利用制得的模具对Ag、WC混合粉末进行模压，获得需要的粉坯6。接着进行坯体表面处理3，在粉坯6将要生成银碳化钨电触头材料工作面的一面喷胶体石墨浆料，然后在低温下烘干，形成一石墨层61。接着运用熔渗烧结工艺4，在粉坯6上放上准备好的薄银片62，送入加热炉中，加热到比银的熔点高的温度，银片62熔化并渗入粉坯6，进而得到银碳化钨电触头材料。最后运用抛光工艺5对银碳化钨电触头材料的表面加以美化。
原有的银碳化钨电触头材料，在使用中和试验中体现出性能不理想的问题。通过上述工艺生产的银碳化钨电触头材料，具有更优越的性能。上述工艺中通过所述熔渗烧结工艺，将银片62熔化并渗入粉坯6，补足了Ag成分的含量，并且保证了银碳化钨电触头材料的其他性能的优越性。加热炉宜于采用电热炉，特别宜于采用钼丝烧结炉。钼丝烧结炉具有温度稳定且宜于控制的特点。钼丝烧结炉内充入还原气，还原气采用氢气或氮气，作为烧结时的保护气体。也可以同时充入氢气和氮气。
坯体表面处理3，是为了防止在熔渗烧结工艺4中Ag渗透到粉坯6将要生成银碳化钨电触头材料工作面的一面。银碳化钨电触头材料使用中，如果工作面含有纯银，在动、静触头开闭期间非常容易出现触头熔焊现象，这是非常危险的。因此，坯体表面处理3在银碳化钨电触头材料制造过程中起到非常关键的作用。坯体表面处理3中形成的石墨层61，可以很好的阻挡纯银渗透到银碳化钨电触头材料工作面。
基于上述技术方案可见银碳化钨电触头材料的制造工艺，具有生产成本较低、产品合格率高的优点，采用本发明提供的银碳化钨电触头材料的制造工艺生产的银碳化钨电触头材料具有良好的导电性能、良好的导热性能、低而稳定的接触电阻、高耐侵蚀性、抗熔焊性能强等优点。
由上述工艺制造出的银碳化钨电触头材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末经压制形成粉坯6，粉坯6经烧结制成的银碳化钨电触头材料基体7，银碳化钨电触头材料基体7自上表面而下熔渗有银。通过熔渗到银碳化钨电触头材料基体7内的银，提高银碳化钨电触头材料的性能。通过在所述银碳化钨电触头材料基体下表面设置一石墨层61，防止熔渗烧结工艺中银渗透到工作面，在动、静触头开闭期间出现触头熔焊现象，保证系统的正常工作。熔渗烧结工艺结束后，石墨层61应当被除去。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.银碳化钨电触头材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末经压制和烧结制成的银碳化钨电触头材料基体，其特征在于，所述银碳化钨电触头材料基体自上表面而下熔渗有银。
2.银碳化钨电触头材料的制造工艺，包括将Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合工艺，将所述混合粉压制成粉坯的粉末压制工艺，其特征在于，
首先运用所述粉末混合工艺得到混合均匀的由原料银粉和碳化钨粉构成的Ag、WC混合粉末；
然后运用所述粉末压制工艺根据所需形状，通过模压将所述混合粉末压制成粉坯；
接着运用熔渗烧结工艺，在所述粉坯上放上准备好的薄银片，送入烧结炉中，加热到比银的熔点高的温度，银片熔化并渗入所述粉坯，进而得到银碳化钨电触头材料；
最后运用抛光工艺对银碳化钨电触头材料的表面加以美化。
3.根据权利要求2所述的银碳化钨电触头材料的制造工艺，其特征在于，在运用熔渗烧结工艺之前进行坯体表面处理，即在所述粉坯将要生成银碳化钨电触头工作面的一面喷胶体石墨浆料，然后在低温下烘干，形成一石墨层。
4.根据权利要求2或3所述的银碳化钨电触头材料的制造工艺，其特征在于，所述加热炉采用钼丝烧结炉。
5.根据权利要求2或3所述的银碳化钨电触头材料的制造工艺，其特征在于，所述熔渗烧结工艺，在还原气氛或真空气氛中进行。
6.根据权利要求5所述的银碳化钨电触头材料的制造工艺，其特征在于，还原气采用氢气。
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