CN112126810A - 一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，涉及电触头材料技术领域，所述电触头材料包括触头基体和焊接银层；具体制备方法包括以下步骤：(1)混粉；(2)等静压；(3)覆银制锭；(4)烧结；(5)热挤压；(6)带材轧制；(7)成品触点。本发明通过烧结热挤压方法制备银碳化钨石墨电触头材料，使其具有更高的材料致密度、电导率，焊接后具有更高的剪切力，进而具有更高的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性，延长其使用寿命，解决了现有技术中采用粉末压型工艺制备的电触头材料致密度低、耐磨性差、电导率低、触点焊接后剪切力偏低、耐电弧烧蚀性偏差、使用寿命较低的问题，本工艺流程简单，成本较低，适宜广泛生产。

Description

一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法
技术领域
本发明涉及电触头材料技术领域，具体是一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法。
背景技术
电触头是电器开关的核心元件，这些产品主要用于高、低压开关电器，通常采用焊接方式实现电触头与接触板、触桥的有效连接，焊接质量的好坏对电器操作的可靠性、电器的温升、触头的通断能力、电弧烧损及使用寿命有着非常重要的直接关系。
银碳化钨石墨电触头材料被广泛应用在塑壳断路器、框架断路器、漏电断路器等开关上，因为该种材料含有高熔点的碳化钨以及添加有少量的石墨，碳化钨、石墨颗粒弥散分布在银基体中，其具有良好的导电性，抗电弧烧损性，抗熔焊性和低而稳定的接触电阻。
但是，目前市场上的银碳化钨石墨电触头材料通常采用粉末压型工艺制备而成，采用此方法制备的银碳化钨石墨电触头材料致密度低、耐磨性差、电导率低、触点焊接后剪切力偏低、耐电弧烧蚀性偏差，使用寿命较低，已不能满足现有市场的需求。因此，本领域技术人员提供了一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，本发明通过烧结热挤压方法制备银碳化钨石墨电触头材料，使其具有更高的材料致密度、电导率，焊接后具有更高的剪切力，进而具有更高的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性，延长其使用寿命，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，所述电触头材料包括触头基体和焊接银层；具体制备方法包括以下步骤：
(1)混粉：将碳化钨粉、石墨粉、银粉按照比例进行混合均匀，得到混合粉末；
(2)等静压：将上述混合粉末在等静压设备中压制成锭坯，锭坯直径为70～100mm，长度为200～500mm；
(3)覆银制锭：将上述锭坯进行包覆银层，在等静压设备中压制成覆银锭坯，锭坯直径为80～120mm，长度为200～500mm；
(4)烧结：将上述覆银锭坯在保护气氛中进行烧结；
(5)热挤压：将覆银锭坯热挤压加工成带材；
(6)带材轧制：将挤压带材的头尾去除，在冷轧机上轧制至所需厚度，中途至少退火一次；
(7)成品触点：采用分条-切点方法或者模具冲压方法获得成品触点。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(1)中的混合方式为干式，且混合时间为0.5～3h。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(1)中各组分的质量比为：碳化钨11～27％，石墨1～3％，余量为银。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(2)中等静压压力为50～300MPa。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(3)中等静压压力50～300MPa。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)中烧结温度为700～920℃，时间为2～6h，保护气氛为氮气。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(5)中锭坯热挤压温度为800～900℃。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤(6)中退火在氮气保护气氛中进行，退火温度为400～700℃，退火时间为1～5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，本发明通过混粉、等静压、覆银制锭、烧结、热挤压、带材轧制、成品触点步骤制得银碳化钨石墨电触头材料，本发明通过烧结热挤压方法制备银碳化钨石墨电触头材料，使其具有更高的材料致密度、电导率，焊接后具有更高的剪切力，进而具有更高的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性，延长其使用寿命，解决了现有技术中采用粉末压型工艺制备的电触头材料致密度低、耐磨性差、电导率低、触点焊接后剪切力偏低、耐电弧烧蚀性偏差、使用寿命较低的问题，本发明制备工艺流程简单，操作方便，成本较低，适宜广泛生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，
实施例1
一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，电触头材料包括触头基体和焊接银层；具体制备方法包括以下步骤：
(1)混粉：将碳化钨粉、石墨粉、银粉按照比例进行混合均匀，混合方式为干式，且混合时间为0.5h，得到混合粉末，其中，各组分的质量比为：碳化钨11％，石墨1％，余量为银；
(2)等静压：将上述混合粉末在等静压设备中压制成锭坯，锭坯直径为70mm，长度为200mm，等静压压力为50MPa；
(3)覆银制锭：将上述锭坯进行包覆银层，在等静压设备中压制成覆银锭坯，锭坯直径为80mm，长度为200mm，等静压压力为50MPa；
(4)烧结：将上述覆银锭坯在保护气氛中进行烧结，烧结温度为700℃，时间为2h，保护气氛为氮气；
(5)热挤压：将覆银锭坯热挤压加工成带材，锭坯热挤压温度为800℃；
(6)带材轧制：将挤压带材的头尾去除，在冷轧机上轧制至所需厚度，中途退火一次，其中，退火在氮气保护气氛中进行，退火温度为400℃，退火时间为1h；
(7)成品触点：采用分条-切点方法或者模具冲压方法获得成品触点。
实施例2
一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，电触头材料包括触头基体和焊接银层；具体制备方法包括以下步骤：
(1)混粉：将碳化钨粉、石墨粉、银粉按照比例进行混合均匀，混合方式为干式，且混合时间为3h，得到混合粉末，其中，各组分的质量比为：碳化钨27％，石墨3％，余量为银；
(2)等静压：将上述混合粉末在等静压设备中压制成锭坯，锭坯直径为100mm，长度为500mm，等静压压力为300MPa；
(3)覆银制锭：将上述锭坯进行包覆银层，在等静压设备中压制成覆银锭坯，锭坯直径为120mm，长度为500mm，等静压压力为300MPa；
(4)烧结：将上述覆银锭坯在保护气氛中进行烧结，烧结温度为920℃，时间为6h，保护气氛为氮气；
(5)热挤压：将覆银锭坯热挤压加工成带材，锭坯热挤压温度为900℃；
(6)带材轧制：将挤压带材的头尾去除，在冷轧机上轧制至所需厚度，中途退火两次，其中，退火在氮气保护气氛中进行，退火温度为400～700℃，每次退火时间为5h；
(7)成品触点：采用分条-切点方法或者模具冲压方法获得成品触点。
实施例3
一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，电触头材料包括触头基体和焊接银层；具体制备方法包括以下步骤：
(1)混粉：将碳化钨粉、石墨粉、银粉按照比例进行混合均匀，混合方式为干式，且混合时间为1.75h，得到混合粉末，其中，各组分的质量比为：碳化钨19％，石墨2％，余量为银；
(2)等静压：将上述混合粉末在等静压设备中压制成锭坯，锭坯直径为85mm，长度为350mm，等静压压力为200MPa；
(3)覆银制锭：将上述锭坯进行包覆银层，在等静压设备中压制成覆银锭坯，锭坯直径为100mm，长度为350mm，等静压压力为200MPa；
(4)烧结：将上述覆银锭坯在保护气氛中进行烧结，烧结温度为810℃，时间为4h，保护气氛为氮气；
(5)热挤压：将覆银锭坯热挤压加工成带材，锭坯热挤压温度为850℃；
(6)带材轧制：将挤压带材的头尾去除，在冷轧机上轧制至所需厚度，中途退火一次，其中，退火在氮气保护气氛中进行，退火温度为550℃，退火时间为2.5h；
(7)成品触点：采用分条-切点方法或者模具冲压方法获得成品触点。
本工艺流程操作简单，成本较低，本发明通过混粉、等静压、覆银制锭、烧结、热挤压、带材轧制、成品触点步骤制得银碳化钨石墨电触头材料，通过烧结热挤压方法制备的银碳化钨石墨电触头材料，具有更高的材料致密度、电导率，焊接后具有更高的剪切力，进而具有更高的抗熔焊性、耐电弧烧蚀性，延长其使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述电触头材料包括触头基体和焊接银层；
具体制备方法包括以下步骤：
(1)混粉：将碳化钨粉、石墨粉、银粉按照比例进行混合均匀，得到混合粉末；
(2)等静压：将上述混合粉末在等静压设备中压制成锭坯，锭坯直径为70～100mm，长度为200～500mm；
(3)覆银制锭：将上述锭坯进行包覆银层，在等静压设备中压制成覆银锭坯，锭坯直径为80～120mm，长度为200～500mm；
(4)烧结：将上述覆银锭坯在保护气氛中进行烧结；
(5)热挤压：将覆银锭坯热挤压加工成带材；
(6)带材轧制：将挤压带材的头尾去除，在冷轧机上轧制至所需厚度，中途至少退火一次；
(7)成品触点：采用分条-切点方法或者模具冲压方法获得成品触点。
2.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的混合方式为干式，且混合时间为0.5～3h。
3.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中各组分的质量比为：碳化钨11～27％，石墨1～3％，余量为银。
4.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中等静压压力为50～300MPa。
5.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中等静压压力50～300MPa。
6.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中烧结温度为700～920℃，时间为2～6h，保护气氛为氮气。
7.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中锭坯热挤压温度为800～900℃。
8.根据权利要求1所述的一种银碳化钨石墨电触头材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中退火在氮气保护气氛中进行，退火温度为400～700℃，退火时间为1～5h。
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