專利名稱：銀碳化鎢電觸頭材料及其制造方法
技術領域：
本發明涉及電工電觸頭材料技術領域，具體涉及一種銀基電觸頭材料及制造方法。
背景技術：
電觸頭是電器開關的核心元件，是影響電器開關通斷能力和可靠性的關鍵因素， 它的性能直接影響著電器開關的可靠性、穩定性，因此電器開關要求電觸頭材料具有良好 的導電性能、良好的導熱性能、低而穩定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強等特點。對電觸頭材料的研究已有近100年的歷史，最初使用純Ag、純Au、純Pt等，60年代 以后發展了多元貴金屬和貴金屬復合材料。在對貴金屬材料的研究開發中，由于Ag在所有 的金屬中具有最好的導熱性能及極好的加工性能和較高的抗氧化能力，因此Ag是最重要、 經濟的貴金屬接觸材料，在低壓電器用觸頭領域中有著舉足輕重的作用，而銀鎢和銀碳化 鎢又是在重等和中等負荷條件下的的兩大系列代表性動點觸頭材料。銀鎢系列電觸頭材料主要使用于大電流開關中，其具有良好的熱、電傳導性、抗熔 焊性，機械磨損和電損蝕程度較其它材料小，但鎢易氧化為WO3和WO4使觸點的電阻增大而 使溫升升高，在使用過程中存在著接觸電阻不穩定的缺點。
發明內容
本發明的目的在于提供一種銀碳化鎢電觸頭材料，具有高熔點、高硬度，抗鹽霧能 力強、優良的抗熔焊性能和較高的耐電磨損性能，且高溫時不易氧化，溫升較銀鎢觸點低且 穩定等優點。銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產成本較低、產品合格率高的優點，采用 本發明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產的銀碳化鎢電觸頭材料具有良好的導 電性能、良好的導熱性能、低而穩定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強及金相組織中 缺陷少等優點。本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經壓制和燒結制成的銀 碳化鎢電觸頭材料基體，其特征在于，所述銀碳化鎢電觸頭材料基體自上表面而下熔滲有 銀。通過熔滲到銀碳化鎢電觸頭材料基體內的銀，使銀含量達到標準，提高銀碳化鎢 電觸頭材料的導電性能，降低由本發明制成的電觸頭的發熱量。通過在所述銀碳化鎢電觸 頭材料基體下表面設置一石墨層，防止銀滲透到工作面，在動、靜觸頭開閉期間出現觸頭熔 焊現象，保證系統的正常工作。實驗表明，銀碳化鎢電觸頭材料具有高熔點、高硬度，抗鹽霧能力強、優良的抗熔 焊性能和較高的耐電磨損性能，且高溫時不易氧化，溫升較銀鎢觸點低且穩定等優點，可應 用于量大面廣的塑殼斷路器及框架式斷路器中，可滿足大電流開關及我國船艦用電器的需要。銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，包括將Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合 工藝，將所述混合粉壓制成粉坯的粉末壓制工藝，其特征在于，首先運用所述粉末混合工藝得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構成的Ag、WC 混合粉末；然后運用所述粉末壓制工藝根據所需形狀，通過模壓將所述混合粉末壓制成粉 坯；接著運用熔滲燒結工藝，在所述粉坯上放上適量的薄銀片，送入燒結爐中，加熱到比銀的熔點高的溫度，銀片熔化并滲入所述粉坯，進而得到符合特定要求的銀碳化鎢電觸 頭材料；最后運用拋光等后處理工藝對銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以光飾美化處理。在運用熔滲燒結工藝之前還可以進行坯體表面處理，在所述粉坯將要生成銀碳化 鎢電觸頭材料工作面的一面噴膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層。上述的坯體表面處理，是為了防止在熔滲燒結工藝中Ag滲透到所述粉坯將要生 成銀碳化鎢電觸頭材料工作面的一面。銀碳化鎢電觸頭材料使用中，如果工作面含有純銀， 在動、靜觸頭開閉期間非常容易出現觸頭熔焊現象，這是非常危險的。因此，坯體表面處理 在電觸頭制造過程中起到非常關鍵的作用。所述坯體表面處理中形成的石墨層，可以很好 的阻擋純銀滲透到銀碳化鎢電觸頭材料工作面。所述熔滲燒結工藝，在還原氣氛或真空氣氛中進行，以防止氧化。所述加熱爐采用 電爐。以便精確控制溫度和減少雜質。熔融的銀在重力和毛細現象的作用下滲入所述粉 坯。采用熔滲燒結工藝得到的銀碳化鎢電觸頭材料，尺寸容易控制、燒結溫度低且晶粒細小 不易長大，表現出優異的理化性能。基于上述技術方案可見銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產成本較低、產 品合格率高的優點，采用本發明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產的銀碳化鎢電 觸頭材料具有良好的導電性能、良好的導熱性能、低而穩定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔 焊性能強等優點。
圖1為銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝的工藝流程圖。圖2為粉坯6在進行熔滲燒結工藝前的剖面結構示意圖。圖3為銀碳化鎢電觸頭材料基體部分剖面結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示進一步闡述本發明。參照圖1和圖2，銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，首先運用所述粉末混合工藝1 得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構成的Ag、WC混合粉末。然后運用粉末壓制工藝2 根據所需形狀，通過模壓將所述混合粉末壓制成粉坯6。首先根據需要制取模具，然后利用 制得的模具對Ag、WC混合粉末進行模壓，獲得需要的粉坯6。接著進行坯體表面處理3，在粉坯6將要生成銀碳化鎢電觸頭材料工作面的一面噴膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層61。接著運用熔滲燒結工藝4，在粉坯6上放上準備好的薄銀片62，送入加熱 爐中，加熱到比銀的熔點高的溫度，銀片62熔化并滲入粉坯6，進而得到銀碳化鎢電觸頭材 料。最后運用拋光工藝5對銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以美化。原有的銀碳化鎢電觸頭材料，在使用中和試驗中體現出性能不理想的問題。通過 上述工藝生產的銀碳化鎢電觸頭材料，具有更優越的性能。上述工藝中通過所述熔滲燒結 工藝，將銀片62熔化并滲入粉坯6，補足了 Ag成分的含量，并且保證了銀碳化鎢電觸頭材料 的其他性能的優越性。加熱爐宜于采用電熱爐，特別宜于采用鉬絲燒結爐。鉬絲燒結爐具 有溫度穩定且宜于控制的特點。鉬絲燒結爐內充入還原氣，還原氣采用氫氣或氮氣，作為燒 結時的保護氣體。也可以同時充入氫氣和氮氣。坯體表面處理3，是為了防止在熔滲燒結工藝4中Ag滲透到粉坯6將要生成銀碳 化鎢電觸頭材料工作面的一面。銀碳化鎢電觸頭材料使用中，如果工作面含有純銀，在動、 靜觸頭開閉期間非常容易出現觸頭熔焊現象，這是非常危險的。因此，坯體表面處理3在銀 碳化鎢電觸頭材料制造過程中起到非常關鍵的作用。坯體表面處理3中形成的石墨層61， 可以很好的阻擋純銀滲透到銀碳化鎢電觸頭材料工作面。基于上述技術方案可見銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，具有生產成本較低、產 品合格率高的優點，采用本發明提供的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝生產的銀碳化鎢電 觸頭材料具有良好的導電性能、良好的導熱性能、低而穩定的接觸電阻、高耐侵蝕性、抗熔 焊性能強等優點。由上述工藝制造出的銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經 壓制形成粉坯6，粉坯6經燒結制成的銀碳化鎢電觸頭材料基體7，銀碳化鎢電觸頭材料基 體7自上表面而下熔滲有銀。通過熔滲到銀碳化鎢電觸頭材料基體7內的銀，提高銀碳化 鎢電觸頭材料的性能。通過在所述銀碳化鎢電觸頭材料基體下表面設置一石墨層61，防止 熔滲燒結工藝中銀滲透到工作面，在動、靜觸頭開閉期間出現觸頭熔焊現象，保證系統的正 常工作。熔滲燒結工藝結束后，石墨層61應當被除去。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
銀碳化鎢電觸頭材料，包括由Ag粉、WC粉混合成混合粉末經壓制和燒結制成的銀碳化鎢電觸頭材料基體，其特征在于，所述銀碳化鎢電觸頭材料基體自上表面而下熔滲有銀。
2.銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，包括將Ag粉、WC粉混合成混合粉末的粉末混合工 藝，將所述混合粉壓制成粉坯的粉末壓制工藝，其特征在于，首先運用所述粉末混合工藝得到混合均勻的由原料銀粉和碳化鎢粉構成的Ag、WC混 合粉末；然后運用所述粉末壓制工藝根據所需形狀，通過模壓將所述混合粉末壓制成粉坯； 接著運用熔滲燒結工藝，在所述粉坯上放上準備好的薄銀片，送入燒結爐中，加熱到比 銀的熔點高的溫度，銀片熔化并滲入所述粉坯，進而得到銀碳化鎢電觸頭材料； 最后運用拋光工藝對銀碳化鎢電觸頭材料的表面加以美化。
3.根據權利要求2所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，在運用熔滲 燒結工藝之前進行坯體表面處理，即在所述粉坯將要生成銀碳化鎢電觸頭工作面的一面噴 膠體石墨漿料，然后在低溫下烘干，形成一石墨層。
4.根據權利要求2或3所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，所述加熱 爐采用鉬絲燒結爐。
5.根據權利要求2或3所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，所述熔滲 燒結工藝，在還原氣氛或真空氣氛中進行。
6.根據權利要求5所述的銀碳化鎢電觸頭材料的制造工藝，其特征在于，還原氣采用氫氣。
全文摘要
銀碳化鎢電觸頭材料及其制造方法涉及電工電觸頭材料技術領域，具體涉及一種銀基電觸頭材料及制造方法。銀碳化鎢電觸頭材料的基體自上表面而下熔滲有銀。首先運用粉末混合工藝得到Ag、WC混合粉末；然后運用粉末壓制工藝壓制成粉坯；接著運用熔滲燒結工藝，在所述粉坯上放上準備好的薄銀片，送入加熱爐中加熱，銀片熔化并滲入所述粉坯，進而得到銀碳化鎢電觸頭；最后運用拋光工藝對銀碳化鎢電觸頭的表面加以美化。采用本發明提供的銀碳化鎢電觸頭的制造工藝生產的銀碳化鎢電觸頭具有良好的導電性能、良好的導熱性能、高耐侵蝕性、抗熔焊性能強等優點。
文檔編號H01H11/04GK101834070SQ20091004756
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優先權日2009年3月13日
發明者吳婷, 大場友樹, 張明軒 申請人:上海電科電工材料有限公司