CN106238721B - 一种复合触点材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合触点材料及其制备方法。由以下步骤制成：（1）将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合搅拌；（2）加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨，其中，球料比为10:1‑5:1；（3）过200目筛，去除大颗粒；（4）加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合后进行压制成型；（5）将压坯放入烧结炉中进行烧结；（6）冷却后再次进行压制；（7）放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为600‑800℃。本发明的复合触点材料，密度较大，致密性佳，具有很好的力学性能，同时使用寿命长。

Description

一种复合触点材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子材料领域，具体涉及一种复合触点材料及其制备方法。
背景技术
触点材料是开关、仪器仪表和继电器等的关键材料之一，主要负责接通、断开、导流、隔离电流的工作，其性能的好坏直接影响电器的可靠性、稳定性、精确度和使用寿命，所以触点材料既是电子、电器的关键，又是其致命点，是电子技术中不可缺少的重要材料。随着科学技术的迅猛发展，电子、电器产品的持续更新换代，触点材料的应用越来越广泛，用量也越来越大，大到从电力设备、通讯器材、各类接触器和继电器，小到精密电子仪器中的连接器和各种开关等，为触点材料的研究和开发应用提供了广阔的空间。银基材料是电子电器工业中应用最广泛的触点材料，但纯银触点具有抗硫化能力差、硬度低和在直流电下工作有材料转移倾向等缺点，因此，需要不断对银基触点材料进行改进，不断提高其力学和电学性能，同时节约其成本，创造更广阔的使用空间。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种复合触点材料，密度较大，致密性佳，具有很好的力学性能，同时使用寿命长。
技术方案：一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉30-50份、铜粉15-30份、铝粉5-10份、一氧化钛1-2份、二氧化锡2-5份、氧化铜1-2份、氮化硼3-5份、乙烯基双硬脂酰胺4-8份、三硬脂酸甘油酯2-5份、硬脂酸锌1-2份、聚丙烯酸乙酯1-3份、硬脂酸正丁酯2-5份、液体石蜡2-4份。
进一步优选的，所述的一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉35-45份、铜粉20-25份、铝粉6-9份、一氧化钛1.2-1.8份、二氧化锡3-4份、氧化铜1.2-1.8份、氮化硼3.5-4.5份、乙烯基双硬脂酰胺5-7份、三硬脂酸甘油酯3-4份、硬脂酸锌1.2-1.7份、聚丙烯酸乙酯1.5-2.5份、硬脂酸正丁酯3-4份、液体石蜡2.5-3.5份。
上述复合触点材料的制备方法包括以下步骤：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速150-180r/min下搅拌5-10分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨20-40分钟，其中，球料比为10:1-5:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合5-10分钟后进行压制成型，压制温度为800-850℃，压制力为15-18t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900-920℃，烧结时间为7.5-8小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为800-850℃，压制力为20-24t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为600-800℃。
进一步优选的，步骤（1）中转速为160-170r/min，搅拌时间为6-9分钟。
进一步优选的，步骤（2）中球磨时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤（4）中搅拌时间为6-9分钟，压制温度为810-840℃，压制力为16-17t/mm2。
进一步优选的，步骤（5）中烧结温度为910℃，烧结时间为7.75小时。
进一步优选的，步骤（6）中压制温度为810-840℃，压制力为21-23t/mm2。
进一步优选的，步骤（7）中挤压温度为700℃。
有益效果：本发明的复合触点材料的密度较大，致密性佳，具有很好的力学性能，其抗拉强度最高可达277MPa，同时使用寿命长，当在220V、15A、105次/min、闭合力100g、分断力75g和功率因子l的条件下保持良好的力学性能的次数可达到15.8万次。
具体实施方式
实施例1
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉30份、铜粉15份、铝粉5份、一氧化钛1份、二氧化锡2份、氧化铜1份、氮化硼3份、乙烯基双硬脂酰胺4份、三硬脂酸甘油酯2份、硬脂酸锌1份、聚丙烯酸乙酯1份、硬脂酸正丁酯2份、液体石蜡2份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速150r/min下搅拌5分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨20分钟，其中，球料比为10:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合5分钟后进行压制成型，压制温度为800℃，压制力为15t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900℃，烧结时间为7.5小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为800℃，压制力为20t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为600℃。
实施例2
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉35份、铜粉20份、铝粉6份、一氧化钛1.2份、二氧化锡3份、氧化铜1.2份、氮化硼3.5份、乙烯基双硬脂酰胺5份、三硬脂酸甘油酯3份、硬脂酸锌1.2份、聚丙烯酸乙酯1.5份、硬脂酸正丁酯3份、液体石蜡2.5份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速160r/min下搅拌6分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨25分钟，其中，球料比为9:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合6分钟后进行压制成型，压制温度为810℃，压制力为16t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为910℃，烧结时间为7.75小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为810℃，压制力为21t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为700℃。
实施例3
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉40份、铜粉22.5份、铝粉7.5份、一氧化钛1.5份、二氧化锡3.5份、氧化铜1.5份、氮化硼4份、乙烯基双硬脂酰胺6份、三硬脂酸甘油酯3.5份、硬脂酸锌1.5份、聚丙烯酸乙酯2份、硬脂酸正丁酯3.5份、液体石蜡3份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速165r/min下搅拌7分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨30分钟，其中，球料比为7:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合7分钟后进行压制成型，压制温度为830℃，压制力为16t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900-920℃，烧结时间为7.75小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为830℃，压制力为22t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为700℃。
实施例4
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉45份、铜粉25份、铝粉9份、一氧化钛1.8份、二氧化锡4份、氧化铜1.8份、氮化硼4.5份、乙烯基双硬脂酰胺7份、三硬脂酸甘油酯4份、硬脂酸锌1.7份、聚丙烯酸乙酯2.5份、硬脂酸正丁酯4份、液体石蜡3.5份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速170r/min下搅拌9分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨35分钟，其中，球料比为6:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合9分钟后进行压制成型，压制温度为840℃，压制力为17t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为910℃，烧结时间为7.75小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为840℃，压制力为23t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为700℃。
实施例5
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉50份、铜粉30份、铝粉10份、一氧化钛2份、二氧化锡5份、氧化铜2份、氮化硼5份、乙烯基双硬脂酰胺8份、三硬脂酸甘油酯5份、硬脂酸锌2份、聚丙烯酸乙酯3份、硬脂酸正丁酯5份、液体石蜡4份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速180r/min下搅拌5-10分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨40分钟，其中，球料比为5:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合10分钟后进行压制成型，压制温度为850℃，压制力为18t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为920℃，烧结时间为8小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为850℃，压制力为24t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为800℃。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有一氧化钛和氧化铜。具体地说是：
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉50份、铜粉30份、铝粉10份、二氧化锡5份、氮化硼5份、乙烯基双硬脂酰胺8份、三硬脂酸甘油酯5份、硬脂酸锌2份、聚丙烯酸乙酯3份、硬脂酸正丁酯5份、液体石蜡4份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、二氧化锡和氮化硼混合，在转速180r/min下搅拌5-10分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨40分钟，其中，球料比为5:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合10分钟后进行压制成型，压制温度为850℃，压制力为18t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为920℃，烧结时间为8小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为850℃，压制力为24t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为800℃。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌。具体地说是：
一种复合触点材料，由以下成分以重量份制备而成：银粉50份、铜粉30份、铝粉10份、一氧化钛2份、二氧化锡5份、氧化铜2份、氮化硼5份、乙烯基双硬脂酰胺8份、聚丙烯酸乙酯3份、硬脂酸正丁酯5份、液体石蜡4份。
上述复合触点材料的制备方法为：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速180r/min下搅拌5-10分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺，装入高能球磨机进行球磨40分钟，其中，球料比为5:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合10分钟后进行压制成型，压制温度为850℃，压制力为18t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为920℃，烧结时间为8小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为850℃，压制力为24t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为800℃。
本发明材料的实施例和对比例的电阻率见下表，我们可以看到，本发明材料的密度较大，致密性佳，具有很好的力学性能，其抗拉强度最高可达277MPa，同时使用寿命长，当在220V、15A、105次/min、闭合力100g、分断力75g和功率因子l的条件下保持良好的力学性能的次数可达到15.8万次。
表1 复合触点材料的力学性能和寿命
产品名称 密度（g/cm3） 抗拉强度（MPa） 开关次数（万次）
实施例1 8.81 271 14.9
实施例2 8.81 272 15.2
实施例3 8.82 274 15.6
实施例4 8.82 277 15.8
实施例5 8.82 275 15.3
对比例1 8.56 253 15.1
对比例2 7.97 272 15.2
注：开关次数的测定为在220V、15A、105次/min、闭合力100g、分断力75g、功率因子l的条件下保持良好的力学性能的次数。

Claims (4)

1.一种复合触点材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：银粉30-50份、铜粉15-30份、铝粉5-10份、一氧化钛1-2份、二氧化锡2-5份、氧化铜1-2份、氮化硼3-5份、乙烯基双硬脂酰胺4-8份、三硬脂酸甘油酯2-5份、硬脂酸锌1-2份、聚丙烯酸乙酯1-3份、硬脂酸正丁酯2-5份、液体石蜡2-4份,包括以下步骤：
（1） 将银粉、铜粉、铝粉、一氧化钛、二氧化锡、氧化铜和氮化硼混合，在转速150-180r/min下搅拌5-10分钟；
（2） 加入乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯和硬脂酸锌，装入高能球磨机进行球磨20-40分钟，其中，球料比为10:1-5:1；
（3） 过200目筛，去除大颗粒；
（4） 加入聚丙烯酸乙酯、硬脂酸正丁酯和液体石蜡，搅拌混合5-10分钟后进行压制成型，压制温度为800-850℃，压制力为15-18t/mm2；
（5） 将压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为900-920℃，烧结时间为7.5-8小时；
（6） 冷却后再次进行压制，压制温度为800-850℃，压制力为20-24t/mm2；
（7） 放入烧结炉中再次烧结后进行挤压成型，挤压温度为600-800℃。
2.根据权利要求1所述的一种复合触点材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：银粉35-45份、铜粉20-25份、铝粉6-9份、一氧化钛1.2-1.8份、二氧化锡3-4份、氧化铜1.2-1.8份、氮化硼3.5-4.5份、乙烯基双硬脂酰胺5-7份、三硬脂酸甘油酯3-4份、硬脂酸锌1.2-1.7份、聚丙烯酸乙酯1.5-2.5份、硬脂酸正丁酯3-4份、液体石蜡2.5-3.5份。
3.根据权利要求1所述的一种复合触点材料，其特征在于：所述步骤（4）中搅拌时间为6-9分钟，压制温度为810-840℃，压制力为16-17t/mm2。
4.根据权利要求1所述的一种复合触点材料，其特征在于：所述步骤（6）中压制温度为810-840℃，压制力为21-23t/mm2。
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