CN104131246B - 一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料及其制备方法，属于低压电器Ag基电触头材料技术领域；该方法充分结合了银镍电触头与银金属氧化物电触头材料的优点，形成一种以纤维状镍与颗粒状氧化物共同增强银的新型银基电接触材料。该复合材料不仅结合了银镍电触头材料导电导热性好、接触电阻低、稳定性好的优点，也融入了银金属氧化物耐磨性好、抗熔焊性好的优点；拓展了单一银镍、银金属氧化物电触头材料的应用范围；该制备方法的特点在于能够利用现有设备，前期投入少，成本低。

Description

一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料及其制备方法，属于低压电器Ag基电触头材料技术领域。
背景技术：
银基金属氧化物(AgMeO)触头材料是指弥散的金属氧化物颗粒分布在银基体中的一种材料，具有较好的导电性、抗熔焊性、耐电磨损和使用寿命；在低压电器中有广泛的应用前景。
最早出现的AgMeO电触头材料是AgCdO材料，由于其具有耐电弧、抗熔焊、耐机械磨损、耐腐蚀、稳定性好，以及接触电阻低、良好的加工性和可焊性等众多优点，被称为“万能触头”，但由于其在制备与使用过程中的毒性问题被欧盟等发达国家限制使用，这就促使人们来开发无Cd的AgMeO电触头材料。目前，主要研究的无Cd的AgMeO电触头材料有AgSnO2、AgZnO、AgNiO、AgREO、AgCuO等，但这些AgMeO电触头材料的性能均不能完全达到AgCdO电触头材料那样的使用要求；市场急切需要综合性能优异的能够完全替代AgCdO电触头的银金属氧化物材料。经过人们对不同AgMeO电触头材料制备方法与性能的研究发现，无论采用哪种制备方法，靠单一的金属氧化物来增强银基电触头材料，是不能够完全替代代AgCdO电触头，需要开发复相金属氧化物增强的银基电触头材料，才能够满足市场对无毒AgMeO电触头材料综合性能的要求。
本发明是结合了银镍电触头材料导电导热性好、接触电阻低、稳定性好，以及银金属氧化物电触头材料耐磨性、抗电弧侵蚀性好的特点，开发的一种含纤维镍的银金属氧化物增强银基电触头丝材的制备方法，能够为拓展银基电触头材料性能与满足市场应用具有重要意义。
发明内容
本发明以现有的AgSnO2、AgZnO、AgREO、AgCuO等电触头材料锭坯为基础，通过“铆合+挤压加工”的技术，在AgMeO电触头锭坯上铆合银镍或纤维镍。然后经过挤压、剪短、束集、热压、再挤压等工序来获得含镍纤维银金属氧化物电触头材料。
本发明的目的在于提供一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料，所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料是以镍纤维和金属氧化物为增强相的银基复合材料，在银基复合材料中镍纤维的质量百分比为5~30%，金属氧化物的质量百分比为0.5~15%。
所述金属氧化物为SnO2、ZnO、REO、CuO、In2O3中的一种。
本发明的另一目的在于提供所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，
具体制备加工步骤如下：
（1）将银金属氧化物电触头材料锭坯与银镍合金或镍纤维铆合，将铆合后的材料在温度为300-850℃、挤压压力为100-900MPa的条件下挤压成直径为4-8mm的杆坯；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以10-50根杆坯束集，并以100-600℃温度、压制压力为100-1200MPa的条件下在压制成直径为60-100mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯在300-760℃温度、挤压压力为120-950MPa的条件下挤压成成直径为8mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成0.5~5mm的丝材，然后在100-400℃退火处理0.5~2h。
本发明步骤（1）所述银金属氧化物电触头材料锭坯为银氧化物AgSnO2、AgZnO、AgREO、AgCuO、AgIn2O3中的一种。
本发明步骤（1）所述银金属氧化物电触头材料锭坯与银镍合金的质量比为2:1-5:1，银金属氧化物电触头材料锭坯与镍纤维的质量比为10:1-30:1。
本发明所述的铆合是指将银镍合金直接包裹在银金属氧化物的表面；采用铆接的方法直接将镍纤维嵌入银金属氧化物的表面。
本发明所述银金属氧化物电触头材料锭坯采用公知的粉末冶金、内氧化、原位反应合成等技术制备出得到，直径控制在20-50mm。
和现有技术相比，本发明能够提高银金属氧化物电触头导电性、降低贵金属银的含量，从而降低产品成本；而且由于镍纤维的存在，能够降低电接触时的接触电阻、增大熔池的粘度，提高了银金属氧化物电触头材料的电接触寿命。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方案：
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的保护内容不限于所述范围。
实施例1
本实施例所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
（1）通过公知的方法制备出直径为50mm的AgSnO2（SnO2含量为10%）电触头材料锭坯，然后将AgSnO2电触头材料锭坯与银镍合金铆合（AgSnO2电触头材料锭坯与银镍合金的质量比为2:1），将铆合后的材料在温度为600℃、挤压压力为500MPa的条件下挤压成直径为4mm的杆坯；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以50根杆坯束集，并以500℃温度、压制压力为1000MPa的条件下在压制成直径为100mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯在500℃温度、挤压压力为500MPa的条件下挤压成成直径为8mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成0.5mm的丝材，然后在200℃退火处理1h得到含镍纤维银金属氧化物电触头材料，在该含镍纤维银金属氧化物电触头材料中镍纤维的质量百分比为5%，金属氧化物的质量百分比为10%。
实施例2
本实施例所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）通过公知的方法制备出直径为60mm的AgCuO（CuO的含量为15%）电触头材料锭坯，然后将AgCuO电触头材料锭坯与银镍合金铆合（AgCuO电触头材料锭坯与银镍合金的质量比为5:1），将铆合后的材料在温度为400℃、挤压压力为600MPa的条件下挤压成直径为5mm的杆坯；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以28根杆坯束集，并以600℃温度、压制压力为900MPa的条件下在压制成直径为80mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯在700℃温度、挤压压力为300MPa的条件下挤压成成直径为6mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成2mm的丝材，然后在150℃退火处理1.5h含镍纤维银金属氧化物电触头材料，在含镍纤维银金属氧化物电触头材料中镍纤维的质量百分比为5%，金属氧化物的质量百分比为15%。
实施例3
本实施例所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）通过公知的方法制备出直径为50mm的AgZnO（ZnO的含量为5%）电触头材料锭坯，然后将AgZnO电触头材料锭坯与镍纤维铆（AgZnO电触头材料锭坯与镍纤维的质量比为10:1），将铆合后的材料在温度为300℃、挤压压力为900MPa的条件下挤压成直径为7mm的杆坯；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以35根杆坯束集，并以100℃温度、压制压力为1200MPa的条件下在压制成直径为60mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯在300℃温度、挤压压力为120MPa的条件下挤压成成直径为8mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成3mm的丝材，然后在100℃退火处理2h含镍纤维银金属氧化物电触头材料，，在含镍纤维银金属氧化物电触头材料中镍纤维的质量百分比为10%，金属氧化物的质量百分比为5%。
实施例4
本实施例所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）通过公知的方法制备出直径为50mm的AgREO（REO的含量为1%）电触头材料锭坯，然后将AgREO电触头材料锭坯与镍纤维铆（AgREO电触头材料锭坯与镍纤维的质量比为30:1），将铆合后的材料在温度为850℃、挤压压力为100MPa的条件下挤压成直径为8mm的杆坯；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以10根杆坯束集，并以300℃温度、压制压力为100MPa的条件下在压制成直径为90mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯在760℃温度、挤压压力为950MPa的条件下挤压成成直径为8mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成5mm的丝材，然后在400℃退火处理0.5h含镍纤维银金属氧化物电触头材料，在含镍纤维银金属氧化物电触头材料中镍纤维的质量百分比为30%，金属氧化物的质量百分比为1%。

Claims (3)

1.一种含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将银金属氧化物电触头材料锭坯与银镍合金或镍纤维铆合，将铆合后的材料挤压成直径为4-8mm的杆坯；所述的铆合是指将银镍合金直接包裹在银金属氧化物的表面；采用铆接的方法直接将镍纤维嵌入银金属氧化物的表面；
（2）将步骤（1）得到的杆坯剪断，然后以10-50根杆坯束集，压制成直径为60-100mm的锭坯；
（3）将步骤（2）中得到的锭坯挤压成直径为6-8mm的杆坯，然后将该杆坯冷拉拔成0.5~5mm的丝材，然后在100-400℃退火处理0.5~2h得到含镍纤维银金属氧化物电触头材料；
步骤（1）所述挤压的条件为温度：300-850℃、挤压压力为100-900MPa；
步骤（2）所述压制的条件为温度：100-600℃、压制压力为100-1200MPa；
步骤（3）所述挤压的条件为温度：300-760℃、挤压压力为120-950MPa；
所述含镍纤维银金属氧化物电触头材料是以镍纤维和金属氧化物为增强相的银基复合材料，在银基复合材料中镍纤维的质量百分比为5~30%，金属氧化物的质量百分比为0.5~15%；
所述金属氧化物为SnO2、ZnO、REO、CuO、In2O3中的一种。
2.根据权利要求1所述的含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述银金属氧化物电触头材料锭坯为银氧化物AgSnO2、AgZnO、AgREO、AgCuO、AgIn2O3中的一种。
3.根据权利要求1所述的含镍纤维银金属氧化物电触头材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述银金属氧化物电触头材料锭坯与银镍合金的质量比为2:1-5:1，银金属氧化物电触头材料锭坯与镍纤维的质量比为10:1-30:1。
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