低壓電器用環保銅基觸頭材料及其加工方法
【專利摘要】本發明公開了低壓電器用環保銅基觸頭材料，其特征在于所述觸頭材料的組成按重量百分比為：0.1%～5%的金剛石粉、0.1%～5%的合金金屬、0.1%～10%的稀土氧化物或硫氧化釔，其余量為銅；所述合金金屬為鋁、鑭、鈰、釔、鎳、鉻、鋯、鈮、釩、鎢中的一種或二種或二種以上的組合，所述稀土氧化物為氧化錸、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔、氧化釤、氧化鋯中的一種或二種或二種以上的組合。采用上述材料制成的低壓電器觸頭，不僅具有優異的抗熔焊性能、耐磨性能和抗氧化性能，同時能夠長期安全使用，并符合國際電器通用標準規定的清潔環保要求；另外，本發明還提供了低壓電器用環保銅基觸頭材料的加工方法。
【專利說明】
低壓電器用環保銅基觸頭材料及其加工方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種低壓電器觸頭材料及其加工方法。
【背景技術】
[0002] 目前市場上低壓電器觸頭的觸頭材料主要分以銀為主成分的銀基電觸頭材料和 以銅為主成分的銅基電觸頭材料兩類。以銀為主成分的銀基電觸頭材料具有良好的導電 性、導熱性，具有接觸電阻小、抗氧化能力強等特性，如銀氧化錫、銀氧化鋅、銀鎳、銀稀土等 觸頭材料。但隨著國民經濟的發展，低壓電器不斷增多，白銀耗用量逐年增加，我國以及全 世界的白銀資源短缺而且價格昂貴，制約了銀基低壓電器觸頭材料的發展。所以以銅為主 成分的銅基觸頭材料開始應用到低壓電器行業，但是以銅為主成分的銅基觸頭材料的抗熔 焊能力較差，耐磨度、抗氧化性能等也不足，雖然目前通過加入抗熔焊彌散強化組分可以部 分解決抗熔焊問題，但這類觸頭長期接觸使用容易磨損及氧化等，導致觸頭電阻不穩，從而 存在安全隱患;而且觸頭材料中往往含有鎘、鉛、汞、六價鉻等元素，不符合國際電器通用標 準所規定的清潔環保要求。
【發明內容】
[0003] 鑒于目前公知技術存在的問題，本發明提供了一種低壓電器用環保銅基觸頭材料 及其加工方法，用上述材料及其加工方法制得的觸頭具有優異的抗熔焊性能、耐磨性能和 抗氧化性能，同時能夠長期安全使用，并符合國際電器通用標準規定的清潔環保要求。
[0004] 本發明是采取如下技術方案來實現的： 低壓電器用環保銅基觸頭材料，其特征在于所述觸頭材料的組成按重量百分比為： 0.1%~5%的金剛石粉、0.1%~5%的合金金屬、0.1%~10%的稀土氧化物或硫氧化紀，其余量 為銅;所述合金金屬為鋁、鑭、鈰、釔、鎳、鉻、鋯、鈮、釩、鎢中的一種或二種或二種以上的組 合，所述稀土氧化物為氧化錸、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔、氧化釤、氧化鋯中的一種或二種或 二種以上的組合。
[0005] 上述的觸頭材料中，金剛石粉的加入用于提高觸頭的整體抗耐磨度以及抗氧化性 能，從而有效保證觸頭長時間使用也能保持觸頭電阻的穩定，而合金金屬的加入起到提高 觸頭硬度的作用，保證觸頭表面均勻磨損，觸頭焊合瞬間產生的連接物具有較低強度，減少 接觸表面及觸頭基體裂紋的形成與擴展，最終達到降低電弧浸蝕的作用;稀土氧化物或硫 氧化釔的加入用于提高觸頭抗熔焊性和耐磨性，提高觸頭使用壽命；由于上述觸頭材料不 含鎘、鉛、汞、六價鉻等元素，因此能夠符合國際電器通用標準即達到清潔環保的要求。
[0006] 低壓電器用環保銅基觸頭材料的加工方法，其特征在于包括以下步驟:暖按重量 百分比將0.1%~5%的金剛石粉末、0.1%~5%的合金金屬粉末、0.1%~10%的稀土氧化物或硫 氧化釔粉末和其余量的銅粉末混合，通過研磨，得到200目以下超細混合粉;@)將上述獲得 的超細混合粉置入密閉容器中用冷等靜壓機壓制成加工所需的柱狀胚料，冷等靜壓機工作 壓力為200MPa~250MPa，保壓3分鐘;(|)胚料在保護氣體下進行燒結處理，燒結溫度950°C~ 1200°C，時間2~3小時;④燒結后的胚料通過擠壓或鍛造成型，再進行乳制，最后形成觸頭 材料。
[0007] 采用上述加工方法制得的觸頭材料，不僅強度高而且結構穩定，使觸頭具有優異 的抗熔焊性能、耐磨性能和抗氧化性能，保證觸頭能夠長期安全使用；另外，在加工過程中， 金剛石粉還起到在高溫燒結和擠壓過程中易聚集產生層狀結構，提高觸頭材料的高溫強 度。
【具體實施方式】
[0008] 本發明的低壓電器用環保銅基觸頭材料，所述觸頭材料的組成按重量百分比為： 0.1%~5%的金剛石粉、0.1%~5%的合金金屬、0.1%~10%的稀土氧化物或硫氧化紀，其余量 為銅;所述合金金屬為鋁、鑭、鈰、釔、鎳、鉻、鋯、鈮、釩、鎢中的一種或二種或二種以上的組 合，所述稀土氧化物為氧化錸、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔、氧化釤、氧化鋯中的一種或二種或 二種以上的組合。
[0009] 本發明的低壓電器用環保銅基觸頭材料的加工方法，其特征在于包括以下步驟： ?按重量百分比將〇. 1%~5%的金剛石粉末、0.1%~5%的合金金屬粉末、0.1%~10%的稀土氧 化物或硫氧化釔粉末和其余量的銅粉末混合，通過研磨，得到200目以下超細混合粉;寢將 上述獲得的超細混合粉置入密閉容器中用冷等靜壓機壓制成加工所需的柱狀胚料，冷等靜 壓機工作壓力為200MPa~250MPa，保壓3分鐘;(|)胚料在保護氣體下進行燒結處理，燒結溫 度950°C~1200°C，時間2~3小時;@燒結后的胚料通過擠壓或鍛造成型，再進行乳制，最后 形成觸頭材料。
[0010] 實施例一：低壓電器用環保銅基觸頭材料，其組成按重量百分比：2%金剛石粉、 0.5%錯、0.5%絡、0.5%錯、1%氧化錸、1%氧化鑭，其余量為銅。觸頭材料加工方法如下:@將上 述重量百分比的金剛石粉、鋁、鉻、鋯、氧化錸、氧化鑭和銅的粉末充分混合，通過研磨，得到 200目以下超細混合粉;響將上述獲得的超細混合粉置入密閉容器中用冷等靜壓機壓制成 加工所需的柱狀胚料，冷等靜壓機工作壓力為250MPa，保壓3分鐘;議胚料在保護氣體下進 行燒結處理，燒結溫度ll〇〇°C，時間2小時;燒結后的胚料通過擠壓或鍛造成型，再進行乳 制，最后形成觸頭材料。
[0011] 實施例二：低壓電器用環保銅基觸頭材料，其組成按重量百分比：1.5%金剛石粉、 1%鎳、2%硫氧化釔，其余量為銅。觸頭材料加工方法如下:龜將上述重量百分比的金剛石粉、 鎳、硫氧化釔和銅的粉末充分混合，通過研磨，得到200目以下超細混合粉;國將上述獲得的 超細混合粉置入密閉容器中用冷等靜壓機壓制成加工所需的柱狀胚料，冷等靜壓機工作壓 力為200MPa，保壓3分鐘;輸胚料在保護氣體下進行燒結處理，燒結溫度1000°C，時間2.5小 時;@燒結后的胚料通過擠壓或鍛造成型，再進行乳制，最后形成觸頭材料。
[0012] 通過上述實施例制得的低壓電器用碳化鉻銅基觸頭材料，其性能如下：密度多 8.6g/cm3;硬度700~900MPa;電阻率<2·2μΩ · cm。
【主權項】
1. 低壓電器用環保銅基觸頭材料，其特征在于所述觸頭材料的組成按重量百分比為： 0.1%~5%的金剛石粉、0.1%~5%的合金金屬、0.1%~10%的稀土氧化物或硫氧化紀，其余量 為銅;所述合金金屬為鋁、鑭、鈰、釔、鎳、鉻、鋯、鈮、釩、鎢中的一種或二種或二種以上的組 合，所述稀土氧化物為氧化錸、氧化鑭、氧化鈰、氧化釔、氧化釤、氧化鋯中的一種或二種或 二種以上的組合。2. 低壓電器用環保銅基觸頭材料的加工方法，其特征在于包括以下步驟:①按重量百分 比將0.1%~5%的金剛石粉末、0.1%~5%的合金金屬粉末、0.1%~10%的稀土氧化物或硫氧化 釔粉末和其余量的銅粉末混合，通過研磨，得到200目以下超細混合粉;②將上述獲得的超 細混合粉置入密閉容器中用冷等靜壓機壓制成加工所需的柱狀胚料，冷等靜壓機工作壓力 為200MPa~250MPa，保壓3分鐘;?胚料在保護氣體下進行燒結處理，燒結溫度950°C~1200 tC，時間2~3小時;④燒結后的胚料通過擠壓或鍛造成型，再進行乳制，最后形成觸頭材料。
【文檔編號】H01H1/025GK106024433SQ201610437099
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】吳康樓
【申請人】仙居縣南大合金科技有限公司