CN101892400A - 铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料及其制备方法。所述的复合电触头材料，是由铜、银、钛和氧化锡按组分的质量含量组成。该复合电触头材料制备过程：按铜与银、钛和氧化锡的质量比称取铜粉、银粉、钛粉和氧化锡粉在球磨机上进行均匀混合，混合粉末压成型材，型材置入真空烧结炉内烧结，烧结后型材置入模具中进行复压，制得铜-银-钛-氧化物锡复合电触头材料。本发明的优点在于，制备工艺简单，生产成本低，适用于规模生产。制得的铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料具有优异的机械性能、良好抗熔焊性和焊接性能，以及良好的导电性和耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料及其制备方法，属于电力工程材料技术领域。
背景技术
目前电力工业上常用的电导功能材料是银基合金材料，但是银金属是一种昂贵的稀有金属。近年来，银金属消耗量逐年增加，据机电部统计，国内1990年仅用于电触头生产方面的银耗量大约1000余吨，价值11亿元人民币，全世界的仅电触头银耗量每年在数万吨以上，耗银数量相当巨大。随着低压配电系统与控制系统对自动化水平、灵敏度程度要求的提高以及电子产品的现代化，对电接触元件提出越来越高的功能和长寿命的使用要求。银基电触头材料表面容易硫化，磨损率大，使用寿命波动性较大。所以，为了减少银的消耗，节约能源，改善银基电触头材料的缺点，科技界不断寻求以铜代银的新技术途径。
铜及铜合金是重要的金属功能材料，它具有仅次于银的导电性、导热性，优良的耐海水腐蚀和大气腐蚀的性质；较易与其它元素形成合金从而提高其力学、物理性能；与其它金属相比铜很容易从大自然中提取；铜又具有面心立方晶格，很容易进行塑性变形，从而获得各种形状的铜制品；铜的再生金属可直接返回利用，具有很高的使用和回收价值。铜作为导电、导热功能材料广泛应用于工业生产。但铜的强度低，耐热性、耐磨性差，高温下易软化变形，使得纯铜及一般铜基合金难于用做低压开关用电触头材料使用。
随着电子信息技术的不断发展，微电子工业对导电金属材料的要求越来越高。这种要求的趋势是希望导电金属材料既具有高导电性，又具有高强度、耐高温性能以及良好的耐磨损性能。纯铜及现有铜合金在高导电率和高强度方面难以兼顾，也难以满足更高的性能要求。因此，研制一种新型铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料具有重要的应用价值，同时还能能节约材料成本，铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料的价格只是银基电触头材料价格的1/4左右，经济和社会效益非常显著。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料及其制备方法，所述的铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料，具有优良的机械强度、导电性能和耐磨损性能，适用于制造低中压电器开关的触点元器件。该材料制备工艺简单，适合于工业规模生产。
本发明是通过如下技术方案加以实现的。一种铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料，其特征在于，该复合电触头材料是由铜、银、钛和氧化锡组成，并且各组分的质量含量为：铜：70～85％；银：5～10％；钛：2～10％；氧化锡：8～10％。
上述的铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：按铜与银、钛和氧化锡的质量比为(70～85)∶(5～10)∶(2～10)∶(8～10)称取铜粉、银粉、钛粉和氧化锡粉，在机械球磨机上以转速200～400r/min进行球磨混合3～5小时，之后将均匀混合粉末加入金属模具采用液压机以压力200～400MPa压成型材，型材置入真空烧结炉内，在真空度为10-4MPa，以升温速度10度/分钟，升至温度850～980℃烧结2～5小时，炉温自然冷却至室温，然后再将烧结型材置入模具中以压力400～800MPa进行复压，制得铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料。
本发明的优点在于，制备的铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料具有优异的机械性能，钛的加入改善了材料的润湿性和界面结合性，使材料具有良好抗熔焊性和焊接性能，以及良好的导电性和耐磨性。本发明制备工艺简单，生产成本低，可用于规模生产。
具体实施方式
实施例1：
a.将铜粉85克，银粉5克，钛粉2克，氧化锡粉8克加入球磨机中，加入400克磨球，以转速400r/min混合3小时后，混合均匀备用。
b.将混合均匀的铜-银-钛-氧化锡粉体加入磨具中，振动均匀；将模具放入在液压机上以压力300MPa压成型材。
c.将型材从磨具中取出置入真空烧结炉内，在真空度为10-4MPa，以升温速度10度/分钟加热至温度850℃，保温烧结时间5小时，然后炉温自然冷却至室温。
d.将烧结后的型材置入模具中，以压力500M Pa进行复压，制得铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料。
实施例2：
a.将铜粉80克，银粉6克，钛粉6克，氧化锡粉8克加入球磨机中，放入400克磨球，以转速400r/min混合4小时后，混合均匀备用。
b.将混合均匀的铜-银-钛-氧化锡粉体加入磨具中，振动均匀；将模具放入在液压机上以压力400MPa压成型材。
c.将型材从磨具中取出置入真空烧结炉内，在真空度为10-4MPa，以升温速度10度/分钟加热至温度900℃，保温烧结时间4小时，然后炉温自然冷却至室温。
d.将烧结后的型材置入模具中，以压力600M Pa进行复压，制得铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料。
实施例3：
a.将铜粉70克，银粉10克，钛粉10克，氧化锡粉10克加入球磨机中，放入400克磨球，以转速400r/min混合5小时后，混合均匀备用。
b.将混合均匀的铜-银-钛-氧化锡粉体加入磨具中，振动均匀；将模具放入在液压机上以压力400MPa压成型材。
c.将型材从磨具中取出置入真空烧结炉内，在真空度为10-4MPa，以升温速度10度/分钟加热至温度980℃，保温烧结时间3小时，然后炉温自然冷却至室温。
d.将烧结后的型材置入模具中，以压力800MPa进行复压，制得铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料。
Claims (2)
1.一种铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料，其特征在于，该复合电触头材料是由铜、银、钛和氧化锡组成，并且各组分的质量含量为：
铜：70～85％；
银：5～10％；
钛：2～10％；
氧化锡：8～10％。
2.一种制备权利要求1所述的铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料方法，其特征在于包括以下过程：按铜与银、钛和氧化锡的质量比为(70～85)∶(5～10)∶(2～10)∶(8～10)称取铜粉、银粉、钛粉和氧化锡粉，在机械球磨机上以转速200～400r/min进行球磨混合3～5小时，之后将均匀混合粉末加入金属模具采用液压机以压力200～400MPa压成型材，型材置入真空烧结炉内，在真空度为10-4MPa，以升温速度10度/分钟，升至温度850～980℃烧结2～5小时，炉温自然冷却至室温，然后再将烧结型材置入模具中以压力400～800MPa进行复压，制得铜-银-钛-氧化锡复合电触头材料。
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