CN1109763C - 电触头用铜基复合材料 - Google Patents
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Abstract
一种电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.1～2.0，碳化钨0.01～1.0，镉0.1～4，碳化铌0.5～5，镍0.5～3，氧化铝0.5～5，氧化镧0.0 1～2，硅0.1～1，硼0.1～1，铜余量。材料具有良好的导热和导电性、较高的耐电弧烧蚀和抗熔焊能力、较低截流水平和较强的灭弧性、较高的介质强度恢复能力，烧结工艺更简化，具有优异的综合性能和较高的性能价格比，是一种新的取代银合金的触头材料。
Description
本发明属于冶金技术领域，是一种电触头用铜基复合材料。
目前，在已有技术电触头用材料中，以银基合金或银基复合材料为主。它们最大的不足在于昂贵的价格及在带负载线路中通断寿命不长。由于它们在抗熔焊性能上存在的问题导致电触头易熔化粘连从而造成用电设备被烧损酿成事故。为解决上述缺陷，也有人发明了无银电触头材料，如：“铜基合金电触头材料”(ZL87103076)、“高抗熔焊性铜基无银电触头复合材料“(ZL96101833)、“铜基粉末合金电触头材料”(ZL96115149)、“低压电器用铜合金触头材料”(ZL97106092)、“低压电器用特种合金电触头材料”(ZL97125818)、“电触头用无银复合材料及生产工艺”(ZL98116484)等。这些已有技术的无银铜合金为达到抗熔目的而添加了一些成份，但这些成份若选择不当就会造成触头的电阻率偏高，从而导致电阻变大使触头温升稍高而不符合有关标准的规定要求。
本发明的目的在于提供一种电触头用铜基复合材料，它电阻率低，抗腐蚀能力高，耐机械冲击性能好。
本发明的目的如下实现：一种电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.1～2.0，碳化钨0.01～1.0，镉0.1～4，碳化铌0.5～5，镍0.5～3，氧化铝0.5～5，氧化镧0.01～2，硅0.1～1，硼0.1～1，铜余量。
本发明以铜为基体，保证了材料具有良好的导热和导电性。同时添加了具有弥散强化，熔点和硬度较高的氧化物和碳化物等第二相粒子，提高触头的耐电弧烧蚀和抗熔焊能力；另外，加入了低熔点元素，使烧结工艺更简化，增强各成份间的液相粘接；而且加入了具有较低截流水平和具有灭弧作用的元素，提高触头分断时的介质强度恢复能力。具体上说，加入各元素的主要目的和作用是：
碳作为材料的骨架，使材料具有耐机械冲击和抗电弧烧蚀性能。碳化钨和碳化铌能提高材料的抗熔焊性能，降低触头表面电阻。镍使材料具有较强的耐腐蚀能力，提高触头的抗熔焊性。氧化铝和氧化镧起弥散强化作用，提高触头的抗熔焊性和抗氧化能力。硅和硼能增强触头的灭弧性。
本发明的优点在于：与银相近的导电和导热性，抗电弧烧蚀，抗机械冲击，同时具有较强的灭弧性和较低的截流水平，温升较低。因此它具有优异的综合性能和较高的性能价格比，是一种新的取代银合金的触头材料。
下面给出实施例。
实施例1
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.1，碳化钨0.01，镉0.1，碳化铌0.5，镍0.5，氧化铝0.5，氧化镧0.01，硅0.1，硼0.1，铜余量。其性能指标：电阻率1.82μΩ·cm，密度8.75g/cm3，硬度HB(HV)40。
实施例2
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.3，碳化钨0.03，镉0.4，碳化铌1.0，镍0.7，氧化铝1.0，氧化镧0.05，硅0.3，硼0.3，铜余量。其性能指标：电阻率2.10μΩ·cm，密度8.70g/cm3，硬度HB(HV)48。
实施例3
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.5，碳化钨0.05，镉1.0，碳化铌1.5，镍1.0，氧化铝1.5，氧化镧0.07，硅0.5，硼0.5，铜余量。其性能指标：电阻率2.23μΩ·cm，密度8.65g/cm3，硬度HB(HV)58。
实施例4
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳1.0，碳化钨0.08，镉1.5，碳化铌2.0，镍1.5，氧化铝2.0，氧化镧0.1，硅0.6，硼0.6，铜余量。其性能指标：电阻率2.50μΩ·cm，密度8.62g/cm3，硬度HB(HV)64。
实施例5
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳1.5，碳化钨0.09，镉2.0，碳化铌2.5，镍2.0，氧化铝2.5，氧化镧0.5，硅0.7，硼0.7，铜余量。其性能指标：电阻率2.75μΩ·cm，密度8.60g/cm3，硬度HB(HV)65。
实施例6
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳2.0，碳化钨0.1，镉2.5，碳化铌3.0，镍2.5，氧化铝3.0，氧化镧1.0，硅0.8，硼0.8，铜余量。其性能指标：电阻率2.95μΩ·cm，密度8.57g/cm3，硬度HB(HV)72。
实施例7
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳2.0，碳化镍0.3，镉3.0，碳化铌4.0，镍3.0，氧化铝3.5，氧化镧1.5，硅0.9，硼0.9，铜余量。其性能指标：电阻率3.82μΩ·cm，密度8.50g/cm3，硬度HB(HV)73。
实施例8
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳2.0，碳化钨0.5，镉3.5，碳化铌5.0，镍3.0，氧化铝4.0，氧化镧2.0，硅1.0，硼1.0，铜余量。其性能指标：电阻率4.20μΩ·cm，密度8.45g/cm3，硬度HB(HV)76。
实施例9
电触头用铜基复合材料，其材料的成份配比为(重量百分比)：碳2.0，碳化钨1.0，镉4.0，碳化铌5.0，镍3.0，氧化铝5.0，氧化镧2.0，硅1.0，硼1.0，铜余量。其性能指标：电阻率4.80μΩ·cm，密度8.25g/cm3，硬度HB(HV)86。
Claims (1)
1、一种电触头用铜基复合材料，其特征在于：材料的成份配比为(重量百分比)：碳0.1～2.0，碳化钨0.01～1.0，镉0.1～4，碳化铌0.5～5，镍0.5～3，氧化铝0.5～5，氧化镧0.01～2，硅0.1～1，硼0.1～1，铜余量。
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