CN103924143B - Ti2SnC/Sn/Co电触头材料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ti2SnC/Sn/Co电触头材料及其制备方法，属于材料领域。该电触头材料由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC40～80份，锡5～20份，钴15～40份。该电触头材料是将原料Ti2SnC、锡和钴混匀后于20～30MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1300℃保温3～6小时得到。本发明电触头材料制备工艺简单可行，成本低廉，致密度高，接触电阻低，抗熔焊性好，硬度高，抗弯强度优异，适于大规模生产应用。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种Ti2SnC/Sn/Co电触头材料及其制备方法和用途。
背景技术
目前，电接触材料大致可以分为以下几类：铜基触头材料、贵金属基触头材料、钨基触头材料等。其中应用最为广泛且最具代表性的就是Cu-W合金以及Ag基电接触材料两大类。对于这两类触头材料而言，其中的贵金属元素如Cu、Ag、W等所占的材料重量比大，因此价格昂贵，且这些金属的资源储量有限，影响和限制了其推广应用及进一步大规模开发应用。另外，现有的触头材料所含有的金属比例过大，导致硬度不高、耐磨性差。
因此，开发一种稀贵金属含量低、导电性能良好、资源丰富、耐磨性好、成本低廉的电接触材料成为一种趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料及其制备方法和用途。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：Ti2SnC/Sn/Co电触头材料，由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC(碳锡钛)40～80份，锡5～20份，钴15～40份。
其中，上述电触头材料由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC(碳锡钛)50～75份，锡10～20份，钴15～30份。
其中，Ti2SnC、锡和钴的粒度为400目～2μm。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备方法，将原料Ti2SnC、锡和钴混匀后于20～30MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1300℃保温3～6小时，即得。
其中，所述真空条件为4×10-3～5×10-3Pa的绝对压强。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料在制备电触头中的用途。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的电触头。
本发明的有益效果是：本发明选择锡和钴，1)导电性能良好。锡粉以及钴粉的导电性能优异，可以大大降低电接触材料的接触电阻。2)与碳锡钛颗粒润湿性良好。在烧结过程中，锡与钛钴形成中间相，中间相与碳锡钛的润湿性良好，可大大减少烧结过程中的气孔率，增加致密度。
本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料与普通的Cu-W等传统电接触材料相比，为无Cu电接触材料，大大降低了原料成本；烧结过程中生成的中间相与碳锡钛的润湿性良好，该材料的致密度高，接触电阻低，抗熔焊性好，硬度高，抗弯强度优异。同时，材料的制备工艺简单可行，成本低廉，设备简单，适合工业大规模生产。
具体实施方式
本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料，由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC(碳锡钛)40～80份，锡5～20份，钴15～40份。本发明中选择的锡、钴的优点为：1)导电性能良好。锡粉以及钴粉的导电性能优异，可以大大降低电接触材料的接触电阻。2)与碳锡钛颗粒润湿性良好。在烧结过程中，锡与钛钴形成中间相，中间相与碳锡钛的润湿性良好，可大大减少烧结过程中的气孔率，增加致密度。
其中，上述电触头材料优选由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC(碳锡钛)50～75份，锡10～20份，钴15～30份。
其中，Ti2SnC、锡和钴的粒度优选为400目～2μm。原料如粒度过大，则颗粒表面活性较差，不利于烧结过程，需要延长烧结时间，增加成本；如粒度过小，则会在压制过程中导致气孔率增大，不利于材料的致密化。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备方法，将原料Ti2SnC、锡和钴混匀后于20～30MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1300℃保温3～6小时，即得。
本领域技术人员可以理解的是，在工业生产中以及本发明所述的真空条件下并不是完全的真空，也有一定的压强，只是压强较小。本发明所述真空条件优选为4×10-3～5×10-3Pa的绝对压强。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料在制备电触头中的用途。
本发明还提供上述Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的电触头。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备。
将5g碳锡钛粉、2g锡粉及3g钴粉混匀，然后在25MPa的压力下压制成型，取出压块放进真空烧结炉中烧结，真空条件为4*10-3pa绝对压强，烧结温度为900℃，保温5小时，得到Ti2SnC/Sn/Co电触头材料。测得所得Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的性能，结果如表1所示。
实施例2本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备
将7g碳锡钛粉、1.5g锡粉及1.5g钴粉混匀，然后在30MPa的压力下压制成型，取出压块放进真空烧结炉中烧结，真空条件为4.5*10-3pa绝对压强，烧结温度为1000℃，保温5小时，得到Ti2SnC/Sn/Co电触头材料。测得所得Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的性能，结果如表1所示。
实施例3本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备。
将7g碳锡钛粉、1g锡粉及2g钴粉混匀，然后在30MPa的压力下压制成型，取出压块放进真空烧结炉中烧结，真空条件为5*10-3pa绝对压强，烧结温度为11000℃，保温5小时，得到Ti2SnC/Sn/Co电触头材料。测得所得Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的性能，结果如表1所示。
表1本发明Ti2SnC/Sn/Co电触头材料性能测定结果
| 样品名称 | 相对密度(％) | 电阻率(μm.cm) | 抗弯强度(MPa) | 硬度(HRA) |
| 实施例1 | 99.7 | 50.2 | 56.7 | 50.9 |
| 实施例2 | 99.8 | 34.5 | 72.1 | 62.4 |
| 实施例3 | 99.8 | 31.7 | 80.0 | 65.8 |
Claims (6)
1.Ti2SnC/Sn/Co电触头材料，其特征在于由下述重量配比的组分制备而成：Ti2SnC50～75份，锡10～20份，钴15～30份。
2.根据权利要求1所述的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料，其特征在于：Ti2SnC、锡和钴的粒度为400目～2μm。
3.根据权利要求1或2所述的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备方法，其特征在于：将原料Ti2SnC、锡和钴混匀后于20～30MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1300℃保温3～6小时，即得。
4.根据权利要求3所述的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料的制备方法，其特征在于：所述真空条件为4×10-3～5×10-3Pa的绝对压强。
5.权利要求1或2所述的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料在制备电触头中的用途。
6.权利要求1或2所述的Ti2SnC/Sn/Co电触头材料制备的电触头。
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