CN114182126A - 一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，其步骤为：步骤一：将银粉、碳化钨粉和石墨粉按照一定比例进行配粉操作；步骤二：按照比例取好的粉全部放入不锈钢桶内，倒入铝合金球，混粉时间为8H；步骤三：按照正常银碳化钨石墨触点制备工艺制作骨架后，第一次烧结800℃，保温1H，整形初步致密，第二次烧结900℃，保温1.5H，再次整形致密形成预设尺寸的触点，完成制作；本发明通过将所需碳化钨颗粒分成20wt％粗颗粒(2‑2.5μm)和80wt％正常颗粒(0.6‑1.0μm)；同时混粉时候采用机械合金化球磨粉末并辅以复烧复压的生产工艺。使得本工艺制成的银碳化钨石墨触头具有低电阻，高致密，高电寿的特点。
Description
技术领域
本发明涉及触头生产工艺，特别涉及一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法。
背景技术
电触头是电器开关、仪器仪表等的接触元件，主要承担接通、分断电路及负载电流的作用。作为制备电触头的材料，银基电触头材料是其中用量最大和应用最广的一类。银碳化钨石墨是一种特殊的电接触材料,有着耐电弧侵蚀、抗熔焊性和抗氧化性等优点。但因其主要成分的熔点和物理性质不同，不能采用熔渗或者挤压工艺制作，只能采用粉末冶金法生产制作。该方法生产的触点金相组织间容易有孔隙，同时形成很多富银区，从而导致产品整体电阻高，导电性能下降。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种低电阻，高致密，高电寿的高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，
步骤一：将银粉、碳化钨粉和石墨粉按照AgWC12C3标准配比进行配粉操作；
步骤二：按照比例取好的粉全部放入不锈钢桶内，倒入铝合金球，混粉时间为8H；
步骤三：按照正常银碳化钨石墨触点制备工艺制作骨架后，第一次烧结800℃，保温1H，整形初步致密，第二次烧结900℃，保温1.5H，再次整形致密形成预设尺寸的触点，完成制作。
进一步的是：上述步骤二中，铝合金球占步骤一种配比好的粉的30％。
进一步的是：上述步骤二中，铝合金球按照1:4的比例选取φ15mm和φ5mm大小。
进一步的是：所述碳化钨粉包括20wt％粗颗粒和80wt％细颗粒，所述粗颗粒的大小为2-2.5μm，所述细颗粒的大小为0.6-1.0μm。
本发明的有益效果是：本发明通过在一定体积比的混合粉空间内，再加入一定比例的不同大小的合金球，在混合时对粉末进行变形，冷焊合，断裂，复合化等复杂过程，混合时在合金球的作用下使得各金属颗粒能更充分地在磨球、罐体之间发生强烈的压延、撞击、研磨和撕裂,粒度变得越来越细小,银、碳化钨及石墨颗粒也由此分散混合得更为均匀。提高产品的致密度,能够提高电触点耐磨性，间接提高开关电寿命，同时经过配比混料-初压-烧结-整形-复烧-复压后可以得到密度提升，机械耐磨性增强的效果。
附图说明
图1为本申请实施例的高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一：
本申请公开了一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法；
步骤一：将银粉、碳化钨粉和石墨粉按照AgWC12C3标准配比进行配粉操作(即银粉85wt％、碳化钨粉12wt％、石墨粉3wt％)；
步骤二：按照比例取好的粉全部放入不锈钢桶内，倒入铝合金球，混粉时间为8H；
步骤三：按照正常银碳化钨石墨触点制备工艺制作骨架后，第一次烧结800℃，保温1H，整形初步致密，第二次烧结900℃，保温1.5H，再次整形致密形成预设尺寸的触点，完成制作；
具体的，上述步骤二中，铝合金球占步骤一种配比好的粉的30％。
具体的，上述步骤二中，铝合金球按照1:4的比例选取φ15mm和φ5mm大小。
具体的，所述碳化钨粉包括20wt％粗颗粒和80wt％细颗粒，所述粗颗粒的大小为2-2.5μm，所述细颗粒的大小为0.6-1.0μm。
本申请实现上述发明目的的设计思路和作用机理是：原材料使用2种大小的碳化钨颗粒粉末，混合后大颗粒碳化钨粉之间会被剩余的小颗粒粉末填充，在减小颗粒间隙的同时，还能有效地隔开银聚集，减少富银区的分布，机械合金化对粉末进行球磨，通过在一定体积比的混合粉空间内，再加入一定比例的不同大小的合金球，在混合时对粉末进行变形，冷焊合，断裂，复合化等复杂过程，混合时在合金球的作用下使得各金属颗粒能更充分地在磨球、罐体之间发生强烈的压延、撞击、研磨和撕裂，从而使得粒度变得越来越细小,银、碳化钨及石墨颗粒也由此分散混合得更为均匀。提高产品的致密度，从而能够提高电触点的耐磨性，间接提高开关电寿命，由于银碳化钨石墨触头密度的因素除了烧结工艺外，还取决于压坯密度。而压坯在高温固相烧结下粉末粒度应力得到释放，再次受压后压坯内部空隙得到进一步填充，产品密度得到提升，而经过配比混料-初压-烧结-整形-复烧-复压后可以得到密度提升，机械耐磨性增强的效果。
对比例1：
步骤一：领料配粉时，将含量12wt％的碳化钨全部采用细颗粒(0.6-1.0μm)；
步骤二：按照比例取好的粉全部放入不锈钢桶内，倒入占总体积30％的铝合金球，铝合金球选取φ5mm大小，总混粉时间为8H；
步骤三：按照正常银碳化钨石墨触点制备工艺制作骨架后，第一次烧结800℃(保温1H)，整形致密，完成制作。
实验结果：
实施例一：将该触点应用于额定电流1600A的塑壳断路器上，分断指标达到100KA，电寿命2416次，通过电阻率测试仪测得其电阻率为2.65-2.8μΩ.cm。
对比例一：将该触点应用于额定电流1600A的塑壳断路器上，分断指标达到100KA，电寿命1500次，通过电阻率测试仪测得其电阻率为2.9-3.08μΩ.cm。
从上述实验结果中可看出，本申请通过将所需碳化钨颗粒分成20wt％粗颗粒(2-2.5μm)和80wt％正常颗粒(0.6-1.0μm)；同时混粉时候采用机械合金化球磨粉末并辅以复烧复压的生产工艺。使得本工艺制成的银碳化钨石墨触头具有低电阻，高致密，高电寿的特点。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，其特征在于，
步骤一：将银粉、碳化钨粉和石墨粉按照AgWC12C3标准配比进行配粉操作；
步骤二：按照比例取好的粉全部放入不锈钢桶内，倒入铝合金球，混粉时间为8H；
步骤三：按照正常银碳化钨石墨触点制备工艺制作骨架后，第一次烧结800℃，保温1H，整形初步致密，第二次烧结900℃，保温1.5H，再次整形致密形成预设尺寸的触点，完成制作。
2.如权利要求1所述的高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，其特征在于：上述步骤二中，铝合金球占步骤一种配比好的粉的30％。
3.如权利要求2所述的高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，其特征在于：上述步骤二中，铝合金球按照1:4的比例选取φ15mm和φ5mm大小。
4.如权利要求1所述的高性能银碳化钨石墨触头材料制备方法，其特征在于：所述碳化钨粉包括20wt％粗颗粒和80wt％细颗粒，所述粗颗粒的大小为2-2.5μm，所述细颗粒的大小为0.6-1.0μm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220315 |