CN1408888A - 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 - Google Patents
用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1408888A CN1408888A CN 02132898 CN02132898A CN1408888A CN 1408888 A CN1408888 A CN 1408888A CN 02132898 CN02132898 CN 02132898 CN 02132898 A CN02132898 A CN 02132898A CN 1408888 A CN1408888 A CN 1408888A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ceramic material
- copper
- base metal
- chromium
- niobium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Contacts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料，属于电工材料技术领域，为解决稀贵金属的大量消耗、耐电弧烧蚀性不好、硬度低、抗熔焊性差、机械强度低的问题而设计，该铜基金属陶瓷材料的构成成分、配比是：金刚石微粉：0.01－1.0、镉：0.5－2.0、氮化硼：0.05－0.5、钒：0.1－4.0、铌：0.2－3.0、钼：0.2－3.0、铬：0.2－1.0、铜：余量，难熔金属钒、铌、钼、铬总含量(10％；制作工艺：将上述材料在混粉机中混合1－1.2小时，用钢质模具、压强为3－5KPa压制成坯料，在烧结温度为800－1000℃的保护气氛中进行烧结，为提高材料密度，在压强为10－15KPa的条件下进行复压，最后在温度为400－600℃的条件下退火以消除应力和优化组织，本发明具有抗烧蚀性、抗熔焊性、提高界面结合力、简化工艺、降低成本的有益效果。
Description
技术领域：本发明涉及一种用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料，属于电工材料技术领域，
背景技术：众所周知：大多数低压电器触头材料都是贵金属，特别是银基合金或复合材料合金，尽管银基材料可保证触头的良好服役特性和电器的可靠工作，但却导致了稀贵金属的大量消耗；节银和代银触头既要节约银，又要保证材料的质量，同时又要价格低廉，这就使人们开始尝试以铜代银，铜作为电接触材料具有许多优越的物理特性，如导热性、导电性、热容性、熔点、沸点、熔化潜热和汽化潜热等指标均较高；在现有的触头材料中，铜也是一个基本的添加组，现在已经有一种铜基触头材料，但这种材料的持久强度水平不高，有喷溅和形成金属须现象出现，导致触头在重负载(AC4)条件下触头经几个周期的循环操作后，发生快速损坏，这主要是由于金刚石粒子与铜基体之间的润湿性较差，结果使开关电器的可靠性降低。
发明内容：为解决稀贵金属的大量消耗、耐电弧烧蚀性不好、硬度低、抗熔焊性差、机械强度低的问题而研制生产，本发明的构成成份、配比(wt％)如下：金刚石微粉：0.01-1.0、镉：0.5-2.0、氮化硼：0.05-0.5、钒：0.1-4.0、铌：0.2-3.0、钼：0.2-3.0、铬：0.2-1.0、铜：余量，难熔金属钒、铌、钼、铬总含量＜10％；用如下的制作工艺制成：将上述材料粉末按一定配比盛取，然后在混粉机中混合1-1.2小时，用钢质模具、压强为3-5KPa压制成坯料，在烧结温度为800-1000℃的保护气氛中进行烧结，为提高材料密度，在压强为10-15KPa的条件下进行复压，最后在温度为400-600℃的条件下退火以消除应力和优化组织，制成用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料。
本发明具有如下的有益效果、优点和性能指标：
1、组成成份的金属元素具有较高的熔点、沸点、熔化潜热和汽化潜热，因而改善了材料的抗烧蚀性和抗熔焊性。
2、由于含铬的铜固溶体与金刚石粒子界面发生碳化，使界面结合力提高，形成了较高的界面结合强度，因而使材料在周期循环载荷作用下的强度大大提高；同时还发现，冶金过程中形成的NbCr2金属间化合物粒子的弥散强化作用，提高了材料的强度。
3、在一定的加热条件下，铬具有较高的抗氧化能力，因此，添加铬对材料接触电阻的影响不大。
4、添加元素铬在固相铜中的固溶度较低，因此对电导率影响不大，对基体的强度却起到强化作用，提高了基体的硬度；另外，铬和铌的相互作用，会使其相互之间的固溶度较低，从而提高了假合金的电导率，并会在一定程度上减降材料的过剩塑性。
5、本发明在不降低触头材料服役性能的前题下，适当的添加其它组元还可降低价格较为昂贵的金刚石、钒、和铌的含量。
6、利用本发明所制备出的触头件性能指标：密度为8.3-8.8g/cm3；硬度为HB＝750-850MPa；电阻率为2.3-3.0μΩ.cm。
7、除上述优点外，由于本发明材料中金刚石含量降低，使触头无须加焊接覆层，具有简化了工艺过程、降低了材料成本和工艺成本的有益效果。
具体实施方式：
用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料，由金刚石微粉、镉、氮化硼、钒、铌、钼、铬、铜组成，取各组份含量(wt％)如下：金刚石微粉：0.50、镉：1.50、氮化硼：0.40、钒：3.10、铌：2.50、钼：2.50、铬：0.90、铜：余量88.60，难熔金属钒、铌、钼、铬总含量＜10％，此处为9.00，用如下制作工艺制成：将上述材料在混粉机中混合1小时，用钢质模具、压强为4KPa压制成坯料，在烧结温度为1000℃的保护气氛中进行烧结，为提高材料密度，在压强为14KPa的条件下把烧结后坯料再进行复压，最后在温度为500℃的条件下退火以消除应力和优化组织，最后制成用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料。
按上述方法制备出的触头件与标准的触头标样在专用测试台上进行对比实验，测试额定电流条件下触头表面温升和接触压降详细数据列于下表中，对比样用X表示。
触头件与标准的触头标样表面温升和接触压降数据对比样表
| No | 添加成份 ％(wt) | 温升ΔT℃ | 压降ΔUmV | |||
| Cd | C(金刚石) | Nb | Cr | |||
| 1 | 0.4 | 2.0 | 8.0 | 0.5 | 58.6 | 80.7 |
| 2 | 1.2 | 0.1 | 6.0 | 0.3 | 46.2 | 64 |
| 3 | 1.4 | 0.2 | 4.0 | 0.7 | 38.9 | 53 |
| 4 | 1.9 | 0.5 | 2.0 | 1.0 | 41.3 | 60 |
| 5 | 2.8 | 1.0 | 1.0 | 0.2 | 47.3 | 68 |
| 6 | 3.6 | 0.01 | 0.5 | 0.4 | 47.0 | 69 |
| X | 1.1 | 1.0 | - | - | 62.0 | 102 |
试验条件满足国标GB14048-93。实验样机采用CJT1-40交流接触器，所测试的温升值为触头温度与环境温度的差值，所通电流为额定电流Ie＝40A；表中的试验结果为通电5小时后测定的6-12对触头温升值的平值；实验结果表明，使用本发明材料的电器完全满足GB14048-93低压电器标准及其它相关标准，触头试用中表现出服役性能稳定，持久强度高，保证了电器的可靠性。
由表中可见，服役触头表面的接触压降(即接触电阻)很低，温升值也非常低，通电30-60分钟后，表中数据值即已稳定，在之后的实验过程中一直保持不变。
Claims (1)
1、一种用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料，由金刚石微粉、镉、氮化硼、钒、铌、钼、铬、铜组成，其特征在于：各组份含量范围(wt％)如下：金刚石微粉：0.01-1.0、镉：0.5-2.0、氮化硼：0.05-0.5、钒：0.1-4.0、铌：0.2-3.0、钼：0.2-3.0、铬：0.2-1.0、铜：余量，难熔金属钒、铌、钼、铬总含量＜10％；用如下制作工艺制成：将上述材料在混粉机中混合1-1.2小时，用钢质模具、压强为3-5KPa压制成坯料，在烧结温度为800-1000℃的保护气氛中进行烧结，为提高材料密度，在压强为10-15KPa的条件下把烧结后坯料再进行复压，最后在温度为400-600℃的条件下退火以消除应力和优化组织最后制成用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02132898 CN1255564C (zh) | 2002-09-07 | 2002-09-07 | 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02132898 CN1255564C (zh) | 2002-09-07 | 2002-09-07 | 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1408888A true CN1408888A (zh) | 2003-04-09 |
| CN1255564C CN1255564C (zh) | 2006-05-10 |
Family
ID=4746976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02132898 Expired - Fee Related CN1255564C (zh) | 2002-09-07 | 2002-09-07 | 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1255564C (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101139515B (zh) * | 2007-05-18 | 2010-08-18 | 中南大学 | 一种高导热金刚石-铜复合封装材料及其制备方法 |
| CN105861872A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-08-17 | 成都工业学院 | 一种碳纳米管增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN108265193A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-10 | 柳州科瑞科技有限公司 | 一种耐高温金属陶瓷模具及其制备方法 |
| CN110504120A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-26 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种低成本铜铬复合触头制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110747366A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-04 | 谷文伟 | 一种复合纳米氧化物改性铜锆合金电接触材料及制备方法 |
-
2002
- 2002-09-07 CN CN 02132898 patent/CN1255564C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101139515B (zh) * | 2007-05-18 | 2010-08-18 | 中南大学 | 一种高导热金刚石-铜复合封装材料及其制备方法 |
| CN105861872A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-08-17 | 成都工业学院 | 一种碳纳米管增强铜基复合材料及其制备方法 |
| CN108265193A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-07-10 | 柳州科瑞科技有限公司 | 一种耐高温金属陶瓷模具及其制备方法 |
| CN110504120A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-26 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种低成本铜铬复合触头制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1255564C (zh) | 2006-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101246758B (zh) | 用于弱电流的滑动电接触材料 | |
| US5236523A (en) | Silver- or silver-copper alloy-metal oxide composite material | |
| CN102154572A (zh) | 一种梯度内氧化法制备银氧化锡氧化铟电接触材料的工艺方法及其材料 | |
| CN101345142A (zh) | 一种Ti3SiC2多层复合结构电触头材料及其制备工艺 | |
| CN102628114B (zh) | 一种含有陶瓷相的铜基真空电触头复合材料及其制备方法 | |
| CN101230429A (zh) | 弥散强化型Ag合金 | |
| CN1255564C (zh) | 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 | |
| CN102102157A (zh) | 多元复合铜合金电接触材料 | |
| JPH11269579A (ja) | Ａｇ−Ｗ／ＷＣ系焼結型電気接点材料およびその製造方法 | |
| CN1124353C (zh) | 铜碳化钨触头材料 | |
| JP4947850B2 (ja) | Ａｇ−酸化物系電気接点材料の製造方法 | |
| CN104103434A (zh) | 一种低压电器用铜基电接触复合材料及其温压成形工艺 | |
| JPH11229057A (ja) | 積層複合材料およびその製造方法 | |
| CN1328401C (zh) | 低压电器用高铜无银触头材料及其加工方法 | |
| EP0675514B1 (en) | Electrical contact compositions and novel manufacturing method | |
| JPH10177821A (ja) | 電気接点及びその製造法 | |
| CN114807665B (zh) | 一种银铜锌合金带材 | |
| JP3906852B2 (ja) | 高導電率高強度トロリ線の製造方法および高導電率高強度トロリ線 | |
| CN114457253B (zh) | 一种用于微动开关的银镍-氧化铋材料及其制造方法 | |
| JPS58144446A (ja) | 銀一酸化物系接点材料 | |
| JP2002053919A (ja) | 電気接点材料 | |
| CN100444295C (zh) | 低压电器用高铜无银无镉触头材料及其加工方法 | |
| JPH055141A (ja) | 銅又は銅銀合金−金属酸化物複合材料及びその製造方法 | |
| CN1180105C (zh) | 银基电接触复合材料 | |
| TW200427848A (en) | Ag-oxide based electric contact material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Si Yugui Document name: payment instructions |
|
| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Si Yugui Document name: Notification of Termination of Patent Right |
|
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |