一种表面无银层的银碳化钨触头材料及其制备方法与流程

本发明涉及材料涂层领域，具体涉及一种表面无银层的银碳化钨触头材料及其制备方法。

背景技术：

1、由于碳化钨的熔点高，耐电腐蚀性强，而银具有优良的导电导热性能，银碳化钨材料兼具有良好的耐电腐蚀性及导电导热性，因而银碳化钨触头材料被广泛地应用于低压塑壳断路器、框架式断路器上。触头起接通、承载和分断电流的作用，是断路器的心脏部件，其性能在很大程度上决定了断路器的性能及其运行的可靠性。因此断路器对触头有着苛刻的要求，要求具有：①良好的抗电弧烧损能力，②高的抗熔焊能力，③长的机械寿命，④良好的导电导热性能。对于银碳化钨触头材料，要符合断路器的要求，应达到如下要求：①碳化钨颗粒细小并均匀地分布于银基体上，②触头致密度高，③触头材料的电阻率低。

2、近年来，电器开关的小型化，使得工作状态下电触头的温升无法满足电触头的小型化，因而要求电触头具有更低的接触电阻。银碳化钨与银钨电触头是断路器中通常采用的触头，而在同等条件下碳化钨比钨更难氧化，以至于银碳化钨触头比银钨触头具有更好的抗氧化性、抗熔焊性，很好的通断性能，相对稳定的接触电阻。

3、目前涉及银碳化钨电接触材料，银含量小于70wt％(质量百分比)主要以熔渗法制备为主，大于70％主要以压粉法为主。先将银碳化钨粉压制成骨架，然后在银碳化钨骨架下面附银片通过高温熔渗，得到相对应的银碳化钨触点。现有技术中，银碳化钨触点表面易形成堆银、麻点、银层断裂、表面银层厚度不一等等异常，从而使电触头在使用中出现各种问题，例如焊接不良、分断能力差、抗腐蚀性差等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种表面无银层的银碳化钨触头材料及其制备方法。

2、本发明所采取的技术方案如下：一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1.配置骨料，所述骨料由c粉和无机金属氧化物粉混合得到；

4、s2.将s1所得骨料与有机溶剂一起进行球磨，得到触点表面喷涂材料；

5、s3.将银粉和碳化钨粉、添加物粉一起球磨分散，得到混合均匀的银碳化钨粉；

6、s4.将s3所得的银碳化钨粉烧结制粒；

7、s5.将s4所得的银碳化钨粉压制成骨架；

8、s6.将s5所得的银碳化钨骨架高温烧结；

9、s7.将s6所得银碳化钨骨架与氧化物磨料一起干抛；

10、s8.将s2所得的触点表面喷涂材料均匀地喷涂到s7所得银碳化钨骨架上；

11、s9.将s8所得的银碳化钨骨架与银片一起高温熔渗，获得一种表面无银层的银碳化钨电触头材料。

12、优选的，所述无机金属氧化物粉包括mgo粉、al2o3粉、cr2o3粉、al2(si2o5)(oh)4粉中的一种或多种，且所述c粉和各无机金属氧化物粉末等比例混合，如所述无机金属氧化物粉仅由al2o3粉构成时，c粉、al2o3粉的比例为1:1，所述无机金属氧化物包含al2o3粉、mgo粉时，c粉、al2o3粉、mgo粉的比例为1:1:1；其中，c粉的粒度为3-10μm，mgo粉的粒度为45-60μm，al2o3粉的粒度为 45-60μm，cr2o3粉的粒度为45-60μm，所述al2(si2o5)(oh)4粉的粒度为3-10μm。

13、优选的，所述s2以不锈钢球为球磨介质，所述骨料、有机溶剂、不锈钢球的质量份比为1:4-8:1，球磨时间为0.5-2h，转速为10-40rpm/min。

14、优选的，所述s3中，球磨时间为2-8h。

15、优选的，所述s4中，烧粉温度为600-900℃，烧粉时间为2-10h。

16、优选的，所述s6中，烧结温度为750-900℃，烧结时间为2-10h。

17、优选的，所述s7中，干抛转速为10-60rpn/min，氧化物磨料与骨架重量比为1.5-3:1，干抛时间为5-15min。

18、优选的，所述s8中，将s2所制喷涂材料均匀喷涂到s7所得银碳化钨骨架侧边及工作面。

19、一种如上所述的制备方法所制备的表面无银层的银碳化钨触头材料。

20、本发明的有益效果如下：

21、本发明通过对特定比例的碳粉、无机非金属氧化物、有机溶液球磨得到触点表面喷涂材料，并通过该喷涂材料对干抛后的银碳化钨触点的表面喷涂，使触点表面无银层，不易形成堆银、麻点、银层断裂、表面银层厚度不一等异常，能很好地提高触点的抗腐蚀性，同时操作简单。尤其是分断能力较差的组合开关，通过对触点表面喷涂所述材料，起到对银碳化钨触点的保护作用，从而使触点分断能力更强。

22、同时，本发明提供了一种熔渗工艺银碳化钨电接触材料的制备方法，高银含量保证了电接触过程中低而稳定的接触电阻，以及更低的体电阻，可以保证电接触过程中触头温升低而稳定，采用熔渗方式保证了材料抗电弧烧损性能和抗机械磨损性能，提高材料电寿命。

技术特征：

1.一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述无机金属氧化物粉包括mgo粉、al2o3粉、cr2o3粉、al2(si2o5)(oh)4粉中的一种或多种，且所述c粉和各无机金属氧化物粉末等比例混合；

3.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s2以不锈钢球为球磨介质，所述骨料、有机溶剂、不锈钢球的质量份比为1:4-8:1，球磨时间为0.5-2h，转速为10-40rpm/min。

4.根据权利要求1所述一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s3中，球磨时间为2-8h。

5.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s4中，烧粉温度为600-900℃，烧粉时间为2-10h。

6.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s6中，烧结温度为750-900℃，烧结时间为2-10h。

7.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s7中，干抛转速为10-60rpn/min，氧化物磨料与骨架重量比为1.5-3:1，干抛时间为5-15min。

8.根据权利要求1所述的一种表面无银层的银碳化钨触头材料的制备方法，其特征在于，所述s8中，将s2所制喷涂材料均匀喷涂到s7所得银碳化钨骨架侧边及工作面。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法所制备的表面无银层的银碳化钨触头材料。

技术总结
本发明具体涉及一种表面无银层的银碳化钨触头材料及其制备方法，其制备包括以下步骤：S1.配置骨料；S2.将S1所得骨料与有机溶剂一起进行球磨，得到触点表面喷涂材料；S3.将银粉和碳化钨粉、添加物粉一起球磨分散，得到混合均匀的银碳化钨粉；S4.将S3所得的银碳化钨粉烧结制粒；S5.将S4所得的银碳化钨粉压制成骨架；S6.将S5所得的银碳化钨骨架高温烧结；S7.将S6所得银碳化钨骨架与氧化物磨料一起干抛；S8.将S2所得的触点表面喷涂材料均匀地喷涂到S7所得银碳化钨骨架上；S9.将S8所得的银碳化钨骨架与银片一起高温熔渗，获得一种表面无银层的银碳化钨电触头材料。本发明采用熔渗方式保证了材料抗电弧烧损性能和抗机械磨损性能，提高材料电寿命。

技术研发人员：崔永刚,孔欣,费家祥,蹇清云,郭仁杰,万岱,宋林云,林万焕
受保护的技术使用者：浙江福达合金材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14