CN1328401C

CN1328401C - 低压电器用高铜无银触头材料及其加工方法

Info

Publication number: CN1328401C
Application number: CNB2004101552509A
Authority: CN
Inventors: 吴康楼; 刘本义
Original assignee: QUEQING NANDA ALLOY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Xianju NANDA Alloy Technology Co., Ltd.
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN1609245A

Abstract

本发明关于一种低压电器行业和家用电器行业的电工触头材料及其制造方法。发明技术方案为：一种低压电器用高铜无银触头材料，以铜为基料，其特征还包括有以下元素的组合的一种，或是铝、镉、镧、钇、金刚石，其成分配比(重量百分数)为铝0.1～2，镉0.05～2，镧0.01～1.5，钇0.01～0.15，金刚石0.05～2，其余为铜及不可避免的杂质；或是铝，钇，锆，镧，金刚石，其成分配比(重量百分数)为铝0.1～2，钇0.01～1.5，锆0.01～2，镧0.05～1.5，金刚石0.05～2，其余为铜及不可避免的杂质；或是铝、钇、镧，锆及碳化铬，其成份配比(重量百分数)为铝0.1～2、钇0.01～1.5、镧0.01～1.5，锆0.01～2，碳化铬0.5～10，其余为铜及不可避免的杂质。本发明合金合体具有导电导热性好、耐电弧烧损、抗熔焊、耐高温氧化、接触电阻低、价格便宜等。

Description

低压电器用高铜无银触头材料及其加工方法

技术领域：本发明关于一种低压电器行业和家用电器行业的电工触头材料及其制造方法

背景技术：目前，在电器行业中使用银基触点材料已成为传统工艺。如：Ag-MeO、Ag-c、Ag-Ni等系列。这些材料在使用中都有较好的效果，但是这些材料都以银为基体。而目前国内外白银的价格都在不断上涨，且银资源越来越紧缺。为此，大家的注意力都在向节银，代银方向转向，铜基低压电工触头材料的开发迎合了该领域的技术发展趋势，业已公开的Z L.94102452.0及Z L.98120087.7在这方面做了些很有意义的技术开发，但均存在合金理论成本较高的问题，再目前市场上没有符合上述文献公开的配比组分合金材料流通。对其特定组分配比的材料优劣还不能断然肯定与否认。

发明内容：本发明目的是要提出一组也是特定组份与配比的低压电器用高铜无银触点材料，仍具有良好的导电导热性能及耐电弧烧损等性能。本发明的另一个目的是要提供一种独特的合金加工工艺使其合金达到优良的性能及良好的性价比。

发明技术方案为：一种低压电器用高铜无银触头材料，以铜为基料，其特征还包括有以下元素的组合的一种，或是铝、镉、镧、钇、金刚石，其成分配比(重量百分数)为铝0.1～2，镉0.05～2，镧0.01～1.5，钇0.01～0.15，金刚石0.05～2，其余为铜及不可避免的杂质；或是铝，钇，锆，镧，金刚石，其成分配比(重量百分数)为铝0.1～2，钇0.01～1.5，锆0.01～2，镧0.05～1.5，金刚石0.05～2，其余为铜及不可避免的杂质；或是铝、钇、镧，锆及碳化铬，其成份配比(重量百分数)为铝0.1～2、钇0.01～1.5、镧0.01～1.5，锆0.01～2，碳化铬0.5～10，其余为铜及不可避免的杂质。

本发明独特的工艺加工方法为：按上述合金组份配比组成的元素均以粉未配制，并经压制，烧结，挤压或锻造，轧制冲片得成品。

本发明中各特定元素的加入对改善触点材料需要的优良导电导热性能起到很好的作用，铝的加入，提高了铜的高温抗氧化能力，少量氧化铝的存在也起弥散强化作用，减少金刚石用量。锆加入后可提高抗熔焊能力，提高高温强度。高温下的氧化锆能改善触头的导电性散热性。镧、钇的加入能使材料组织晶粒细化，在铜晶界沉积的镧、钇颗粒增强了铜基体的高温下的抗氧化能力。金刚石具有高的硬度，它以微粉状态加入，分散性好，对基体有弥散强化作用。在高温下，随石未化过程产生的还原性气体缓解内部基体的氧化。其中镉的加入使灭弧作用更好，在瞬间高温电弧的作用下，镉被气化成氧化镉，这种氧化镉的蒸气阻止了电弧的燃烧和扩展，从而达到灭弧的目的。碳化铬比金刚石硬度稍低，但可取代金刚石作用，降低成本等，各元素的合理加入使本发明合金合体具有导电导热性好、耐电弧烧损、抗熔焊、耐高温氧化、接触电阻低、价格便宜等。

本发明加工方法工艺独特，在传统粉末冶金工艺中加入了挤压或/与锻造后，使其材料的密度、硬度明显提高，电阻率、温升下降，高温机械性能大有改善，使本发明合金成为理想的替代银基的材料，可广泛应用于各种低压电器中。

触点材料是电气新产品的心脏部件。首先必须要有优良的导电导热性能、要耐电弧烧损、要有可靠的通断性和稳定性、还要有低的电阻率及良好的机械性能等。单一成分是不可能同时满足上述要求的。只有选取不同的组元，发挥不同组元各自优势，才有较好的应用效果。

下面结合实施例进一步阐述本发明，其中百分比数均以重量百分比数。

实施例1：

镉0.5％钇0.05％镧0.01％

铝1.5％金刚石0.05％铜余量

实施例2：

镉1.0％钇0.08％镧0.05％

铝0.5％金刚石0.08％铜余量

实施例3：

镉1.5％钇0.1％镧0.15％

铝0.4％金刚石1.0％铜余量

实施例4：

镉2.0％钇0.25％镧0.05％

铝1.0％金刚石0.8％铜余量

按上述(实例1-4)配料制作的新产品、性能如下：

密度≥8.6g/cm3

硬度HB 800-1200Mpa

电阻率≤2.3Ω·cm

实施例5

钇0.02％锆1.5％镧0.5％

铝1.0％金刚石0.5％铜余量

实施例6：

钇0.08％锆0.5％镧0.1％

铝1.0％金刚石0.5％铜余量

实施例7：

钇0.2％锆0.1％镧0.5％

铝1.0％金刚石0.5％铜余量

实施例8：

钇1.5％锆0.05％镧0.1％

铝1.0％金刚石0.5％铜余量

按上述(实例5-8)配料制作的新产品性能如下：

密度≥8.6g/cm3

硬度HB 800-1200Mpa

电阻率≤2.2μΩ·cm

实施例9：

钇0.02％锆1.5％镧0.1％

铝2.0％碳化铬0.5％铜余量

实施例10：

钇0.2％锆1.0％镧0.1％

铝1.5％碳化铬2.0％铜余量

实施例11：

钇0.08％锆1.0％镧0.1％

铝1.5％碳化铬6.0％铜余量

实施例12：

钇1.5％锆0.5％镧0.1％

铝1.5％碳化铬10％铜余量

按上述(实例9-12)配料制作的新产品性能如下：

密度≥8.4g/cm3

硬度HB 800-1200Mpa

电阻率≤2.6μΩ·cm

上述实施例的合金材料均采用在传统粉末治金工艺中加入挤压或/与特别是锻造工序的独特加工方法，优造的加工条件为组份元素粉未粒度在74微米以下，压制条件为3～8T/CM²，烧结条件为气体保护下800～980℃、时间2～5小时，挤压的条件为80～300KG/MM²与锻造的条件为30～100KG/MM²。

Claims

1.一种低压电器用高铜无银触头材料，以铜为基料，其特征还包括有以下元素铝、镉、镧、钇、金刚石，其成分配比(重量百分数)为铝0.1～2，镉0.05～2，镧0.01～1.5，钇0.01～0.15，金刚石0.05～2，其余为铜及不可避免的杂质。

2.一种按权利要求1所述的低压电器用高铜无银触头材料加工方法，其特征在于：将组成元素均以粉末配制，并经压制，烧结，挤压或锻造，轧制冲片得成品，其中，组份元素粉末粒度在74微米以下，压制条件为3～8T/CM²，烧结条件为气体保护下800～980℃、时间2～5小时，挤压的条件为80～300KG/MM²或锻造的条件为30～100KG/MM²。