CN107675017A - 一种银铁镍电触头材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银铁镍电触头材料，其材料组成及质量百分含量为：各组分的质量百分含量为：5%≤铁镍总量≤30%，0.01%≤石墨≤1%，0.01%≤镧≤2%，余量为银；铁镍总量铁占电触头材料的总量的质量百分比为1%≤铁≤29%，余量为镍。这种银铁镍电触头材料的生产工艺采用混粉‑挤压工艺。本发明通过添加镍元素以及微量的石墨和镧，减少电接触过程中表面氧化膜的连续性和厚度，起到降低接触电阻和温升的目的，提高材料的抗熔焊性能。本发明制备的材料可用于替代银铁材料和银镍材料，应用于交流接触器和继电器中。

Description

一种银铁镍电触头材料及其制备方法

技术领域

本发明属于电触头材料领域，具体是指一种银铁镍电触头材料及其制备方法。

背景技术

在电触头领域，银镍电触头材料具有良好的导电性能和导热性能，小电流条件下抗电弧烧损能力优良，接触电阻低且稳定。AgNi材料加工性能优良，制造成本较低，易于大批量生产，而且是一种环保材质的电触头材料，所以在25A及以下电流等级的交流接触器和继电器中得到广泛应用。银铁电触头材料也具有良好的导电性能和抗电磨损能力，但是由于在电接触过程中表面容易形成连续的氧化薄膜层而导致接触电阻升高，所以一直没有得到广泛的应用。

如何解决银铁材料接触过程中表面接触电阻升高的问题，具有重要的实际应用价值。通过检索，专利CN1080766C公开了一种烧结银-铁电触头材料及其制备方法，通过使用碳含量大于0.25%且显微硬度大于200HV0.025的铁粉作为原材料，配合其他的添加物，通过粉末冶金法制备银铁，改善银铁材料的高温性能，在温升和电寿命方面可以与银镍材料相当。专利CN1101421B公开了一种银-铁电触头材料，通过添加锰、铜、锌、锑、氧化钼、氧化钨等添加物来改善银铁材料的接触电阻，与传统的AgFe10材料相比接触电阻和温升方面都有所改善。但是锌、锑等低熔点添加元素的加入增加了材料的熔焊倾向，因此有必要对此进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种银铁镍电触头材料，该材料解决银铁材料在电接触过程中接触电阻较大的问题，使银铁体系的材料可以替代银镍电触头材料，得到更加广泛的应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是各组分的质量百分含量为：5%≤铁镍总量≤30%，0.01%≤石墨≤1%，0.01%≤镧≤2%，余量为银；铁镍总量中1%≤铁≤29%，余量为镍。

进一步设置是该材料采用混粉-挤压工艺生产，原材料为银粉、铁粉、镍粉、石墨粉、镧粉。

进一步设置是铁粉和镍粉由铁镍合金粉替代，镧粉由镧镍合金粉替代。

进一步设置是其中镍粉为羰基镍粉，平均粒度1～7μm；铁粉为羰基铁粉，平均粒度2～8μm；铁镍粉为羰基铁镍粉，平均粒度2～10μm；石墨粉为-200目胶体石墨粉；镧粉粒度-40目；镧镍粉粒度-100目。

本发明采用的方法，是在银铁材料中加入镍、微量的石墨以及稀土镧。在不影响材料加工性能的前提下，利用镍的抗氧化性和石墨的还原性，解决银铁材料在电接触过程中形成氧化膜而导致的接触电阻偏高的问题；石墨的加入可以提高材料的抗熔焊性；稀土镧的加入可以改善触头材料的抗氧化、硫化以及大气腐蚀的能力，使触头表面膜变薄、变脆且膜电阻降低，使银铁镍材料具有低而稳定的接触电阻。

本发明具有的优点和积极效果：1、与银铁材料相比，银铁镍材料是一种新型的材料体系，具有较低的接触电阻，通过铁镍混合加入，可以有效防止接触过程中形成连续的氧化膜，可明显改善银铁材料在使用过程中温升较高问题；2、添加微量的石墨粉，利用其还原性，可以有效降低银铁材料在电接触过程中表面形成氧化膜的厚度和连续性，降低电接触过程中的温升；3、添加微量的石墨粉，利用其抗熔焊性，可以有效减少银铁镍材料在接触过程中的熔焊倾向；4、稀土镧的加入可以改善触头材料的抗氧化、硫化以及大气腐蚀的能力，使触头表面膜变薄、变脆且膜电阻降低，使银铁镍材料具有低而稳定的接触电阻。5、本发明设计的工艺路线简单，与常规的银镍材料生产工艺基本相同，材料利用率高，生产周期短，适合大批量生产。

本专利声明的新材料，与常规材料制打同款规格的铆钉触点，装配在CJX2-18交流接触器中，在AC-4条件下电寿命试验1万次后，测试接线端子温升并取平均值，对比结果如下：

通过试验结果可知，同样的试验和测试条件下，银铁镍材料在温升方面与银镍材料接近，明显低于银铁材料，提升效果明显。

下面结合具体实施方式对本发明做进一步介绍。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例一：

a)取9.480kg银粉、0.250kg镍粉和0.250kg铁粉，过筛200目；

b)银铁镍混合粉与0.010kg的石墨粉、0.010kg的镧粉在混粉机中混合6h；

c)步骤b获得的混合粉在冷等静压机上压制成锭子，压力100MPa下，保压时间10S；

d)步骤c获得的锭子在氢气保护下，经800℃烧结3h，然后挤压为Φ6mm规格的丝材；

e)步骤d获得的丝材经冷拉拔加工，制打铆钉触点。

实施例二：

a)取10.050kg银粉、4.000kg铁粉和0.500kg镍粉，过筛100目；

b)银铁镍混合粉与0.150kg的石墨粉、0.300kg的镧粉在混粉机中混合8h；

c) 步骤b获得的混合粉在冷等静压机上压制成锭子，压力200MPa，保压时间60S；

d)步骤c获得的锭子在氩气保护下，经850℃烧结2h，然后挤压为40×4mm规格的带材；

e)步骤d获得的带材经冷轧-冲制，加工为片状触点。

实施例三：

a)取9.516kg银粉与2.400kg铁镍合金粉，过筛120目，其中铁镍合金成分为FeNi30；

b)银铁镍混合粉与0.060kg的石墨粉、0.024kg的镧镍粉在混粉机中混合4h，其中镧镍合金粉成分为LaNi5；

c)步骤b获得的混合粉在冷等静压机上压制成锭子，压力180MPa下，保压时间40S；

d)步骤c获得的锭子在氩气保护下，经830℃烧结4h，然后挤压为Φ6mm规格的丝材；

e)步骤d获得的丝材经冷拉拔加工，制打铆钉触点。

实施例四：

a)取8.999kg银粉与1.000kg铁镍合金粉，过筛200目，其中铁镍合金成分为FeNi50；

b)银铁镍混合粉与0.001kg的石墨粉、0.200kg的镧粉在混粉机中混合2h；

c)步骤b获得的混合粉在冷等静压机上压制成锭子，压力150MPa下，保压时间20S；

d)步骤c获得的锭子在氢气保护下，经780℃烧结5h，然后挤压为40×4mm规格的带材；

步骤d获得的带材经冷轧-冲制，加工为片状触点。

Claims (5)

1.一种银铁镍电触头材料，其特征在于包括以下组分，

各组分的质量百分含量为：5%≤铁镍总量≤30%，0.01%≤石墨≤1%，0.01%≤镧≤2%，余量为银；铁镍总量铁占电触头材料的总量的质量百分比为1%≤铁≤29%，余量为镍。

2.根据权利要求1所述的一种银铁镍电触头材料，其特征在于：该材料采用混粉-挤压工艺生产，原材料为银粉、铁粉、镍粉、石墨粉、镧粉。

3.根据权利要求2所述的一种银铁镍电触头材料，其特征在于：铁粉和镍粉由铁镍合金粉替代，镧粉由镧镍合金粉替代。

4.根据权利要求1所述的一种银铁镍电触头材料，其特征在于：其中镍粉为羰基镍粉，平均粒度1～7μm；铁粉为羰基铁粉，平均粒度2～8μm；铁镍粉为羰基铁镍粉，平均粒度2～10μm；石墨粉为-200目胶体石墨粉；镧粉粒度-40目；镧镍粉粒度-100目。

5.一种银铁镍电触头材料的制备方法，其特征在于，该银铁镍电触头材料包括以下组分，

各组分的质量百分含量为：5%≤铁镍总量≤30%，0.01%≤石墨≤1%，0.01%≤镧≤2%，余量为银；铁镍总量铁占电触头材料的总量的质量百分比为1%≤铁≤29%，余量为镍；

通过混粉-挤压工艺生产包括以下步骤，具体实现过程如下：

将银粉、铁粉、镍粉过筛，筛网目数100目-200目，或者将银粉、铁镍粉合金粉过筛，筛网目数100目-200目；

银铁镍混合粉和石墨粉、镧粉在混粉机中混合2～10h；

步骤（2）制备的混合粉在冷等静压机上压制成锭子，压力100～300MPa，保压时间10～60S；

步骤（3）制备的锭子经烧结-挤压，制成板材或者丝材，丝材用于冷镦制打铆钉触点，板材经轧制-冲制后生产片状触点。