CN113245547A - 一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头的制备方法，包括以下步骤：(1)混粉，将银粉、镍粉和石墨粉混合均匀；(2)初压成型；(3)烧结，将压坯在还原性气氛下进行烧结；(4)复压，将烧结后的压坯进行复压，得到复压坯；(5)脱碳，将复压坯置于压缩空气中加热进行脱碳，从而在其表面形成连续脱碳层；(6)切分或铣，将脱碳后的银镍石墨坯一分为二，获得两片触点；或者铣去一面银层，获得单片触点；(7)清洗，将经步骤(6)得到的触点进行研磨抛光烘干处理；(8)退火，将清洗后的产品在还原性气氛下进行退火，通过退火将被氧化的镍还原回来，得到成品。本发明制得的银镍石墨电触头，石墨分布为任意结构，触点的抗熔焊能力强；侧边具有连续的脱碳层，触点的机械寿命长。

Description

一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头的制备方法
技术领域
本发明涉及电触头材料科学领域，具体是指一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头的制备方法及其产品。
背景技术
采用粉末冶金工艺生产的银镍石墨电触头，主要用于框架断路器中作为静点。由于用镍来代替部分银，材料成本比较低。
银镍石墨电触头的加工工艺主要为模压工艺，是将石墨粉、镍粉和银粉的混合粉填充到模腔中进行单片压制，压坯分为两层：银镍石墨层为工作层，另外覆一层银层作为焊接层，经过烧结、复压等工序加工成片状触点。
目前微型断路器用静点基本采用挤压银石墨材料，优点是使用寿命高，缺点是材料成本高，且抗熔焊能力一般。近年来，低压断路器行业降低材料成本的要求越来越多，因此，如何制备出既有足够的抗熔焊能力，使用寿命长，又能降低材料成本的电触头，具有重要的应用价值。
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，提供一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头及其制备方法。通过该方法制备的银镍石墨电触头不仅具有良好的抗熔焊性能，而且具有较高的机械寿命和电寿命，材料成本又明显低于银石墨触点。
为实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头的制备方法，其技术方案是包括以下步骤：
(1)混粉，将银粉、镍粉和石墨粉按银镍石墨电触头的组分配比称重，混合均匀，得到银镍石墨混合粉；
(2)初压成型，将银镍石墨混合粉初压成单层结构的压坯，其中石墨为无序分布；
(3)烧结，将压坯在还原性气氛下进行烧结；
(4)复压，将烧结后的压坯进行复压，得到复压坯；
(5)脱碳，将复压坯置于压缩空气中加热进行脱碳，从而在其表面形成连续脱碳层；
(6)切分或铣，将脱碳后的银镍石墨坯一分为二，获得两片触点；或者铣去一面银层，获得单片触点；
(7)清洗，将经步骤(6)得到的触点进行研磨抛光烘干处理；
(8)退火，将清洗后的产品在还原性气氛下进行退火，通过退火将被氧化的镍还原回来，得到成品。
进一步设置是所述的步骤(1)中镍含量为2～6wt％，石墨含量为2～6wt％。
进一步设置是所述的步骤(3)中烧结温度在800～950℃，保温2-8小时。
进一步设置是所述的步骤(4)中复压压力为9-12t/cm2。
进一步设置是所述的步骤(5)中脱碳温度在500～900℃。
进一步设置是连续脱碳层的厚度控制在0.02～0.60mm。
进一步设置是所述的步骤(8)中退火温度在200～700℃，保温2-8小时。
本发明的第二个目的是提供一种如所述的制备方法所制备的侧面具有连续脱碳层的银镍石墨电触头。
本发明的创新机理和有益效果是：本发明提供了一种侧面具有连续脱碳层的任意结构的银镍石墨电触头的制作方法。本发明的创新之处在于将模压烧结工艺与挤压工艺中用到的脱碳切分工艺结合起来，并且在银石墨中加入适量的镍。采用模压工艺，任意结构的石墨分布使得触点拥有良好的抗熔焊能力；采用脱碳工艺，使触点侧面具有连续的脱碳层，借助脱碳层的塑性，使触点在闭合过程的受力情况下变形量大大减小，从而提高了机械寿命；通过适量镍的加入，提高了触点的硬度，改善了银石墨不耐电弧烧损的缺点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1本发明侧面具有连续脱碳层的任意结构的银镍石墨电触头的加工流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例一：
1)将18.6kg银粉、0.4kg镍粉与1kg石墨粉混合均匀，得到AgNi2C5混合粉；
2)将AgNi2C5混合粉采用模压法压制成型；
3)将压坯放于烧结炉中烧结，940℃保温2小时，氢气保护；
4)将压坯用11t/cm2的压力进行复压；
5)将压坯置于脱碳炉中600℃下脱碳；
6)将产品从厚度的中间位置一切为二，得到两片触点；
7)清洗，将触点进行研磨抛光烘干处理；
8)退火，将产品于烧结炉中氢气保护600℃保温2小时进行退火，得到最终成品，或在此基础上进一步复焊料得到最终成品。
本实施例最终获得侧面具有连续脱碳层的任意结构的AgNi2C5电触头，与传统的任意结构AgNi2C5电触头相比，电寿命提高100％，与传统的挤压AgNi2C5电触头相比，抗熔焊能力提升50％。
实施例二：
1)将47kg银粉、1kg镍粉与2kg石墨粉混合均匀，得到AgNi2C4混合粉；
2)将AgNi2C4混合粉采用模压法压制成型；
3)将压坯放于烧结炉中烧结，900℃保温3小时，氢气保护；
4)将压坯用10t/cm2的压力进行复压；
5)将压坯置于脱碳炉中700℃下脱碳；
6)将产品的一面银层用专用设备铣掉，保留另一面银层用于焊接，得到单片触点；
7)清洗，将触点进行研磨抛光烘干处理；
8)退火，将产品于烧结炉中氢气保护500℃保温3小时进行退火，得到最终成品，或在此基础上进一步复焊料得到最终成品。
实施例三
1)将9.4kg银粉、0.3kg镍粉与0.3kg石墨粉混合均匀，得到AgNi3C3混合粉；
2)将AgNi3C3混合粉采用模压法压制成型；
3)将压坯放于烧结炉中烧结，860℃保温4小时，氢气保护；
4)将压坯用9t/cm2的压力进行复压；
5)将压坯置于脱碳炉中800℃下脱碳；
6)将产品从厚度的中间位置一切为二，得到两片触点；
7)清洗，将触点进行研磨抛光烘干处理；
8)退火，将产品于烧结炉中氢气保护400℃保温4小时进行退火，得到最终成品，或在此基础上进一步复焊料得到最终成品。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种侧面具有连续脱碳层的任意结构的银镍石墨电触头的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)混粉，将银粉、镍粉和石墨粉按配比称重，混合均匀；
(2)初压成型，将银镍石墨混合粉初压成单层结构的压坯，石墨为无序分布；
(3)烧结，将成型的压坯在还原性气氛下进行烧结；
(4)复压，将烧结后的压坯进行复压；
(5)脱碳，将压坯置于压缩空气中加热进行脱碳，从而形成连续脱碳层，连续脱碳层厚度为0.02～0.60mm；
(6)切分/铣，将脱碳后的银镍石墨坯一分为二，获得两片触点；或者铣去一面银层，获得单片触点；
(7)清洗，将经步骤(6)得到的触点进行研磨抛光烘干处理；
(8)退火，将清洗后的产品在还原性气氛下进行退火，通过退火将被氧化的镍还原回来，得到最终成品，或在此基础上进一步复焊料得到最终成品。
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