專(zhuān)利名稱：電觸頭用銅基電工復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
人們對(duì)電觸頭材料的基本物理性能的要求是長(zhǎng)壽命、耐腐蝕、抗熔焊、滅弧、強(qiáng)度高、耐機(jī)械沖擊、硬度高、電阻率低、導(dǎo)流性好、溫升低、易加工和易焊接。目前，電觸頭材料已經(jīng)在該領(lǐng)域中產(chǎn)生了兩大分支，一種是以銀基合金為代表的電觸頭系列，它的發(fā)展是向無(wú)鎘化、環(huán)?；案呶锢砘瘜W(xué)性能化方向發(fā)展，是以制造工藝過(guò)程的高自動(dòng)化和一體成型技術(shù)為特征。由于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)采取技術(shù)和原料的封鎖，對(duì)于我們這樣的貧銀國(guó)家，在該領(lǐng)域的技術(shù)躍遷和發(fā)展就受到了很大限制，國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)的自主研發(fā)進(jìn)展不容樂(lè)觀。另一種是以銅作為基體相的銅基觸頭材料，它可以替代大量進(jìn)口銀，減少外匯流出量，并且達(dá)到了在一定電觸頭型號(hào)范圍內(nèi)的通用化，同時(shí)減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)約研發(fā)時(shí)間，降低商品化生產(chǎn)成本。但是以往的銅基觸頭材料主要是單相粒子的簡(jiǎn)單物理組合和添加，經(jīng)生產(chǎn)和研究發(fā)現(xiàn)，有些物理性能指標(biāo)無(wú)法達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，具體表現(xiàn)為耐腐蝕性差、易電解、強(qiáng)度低、抗電弧燒蝕能力差和易于被高壓電弧吹濺，始終難以確定不同添加元素與性能參數(shù)的最優(yōu)化及最佳正態(tài)分布狀態(tài)；另外由于現(xiàn)行的很多銅基觸頭材料含有有毒的鎘和鉛，不僅在加工、使用和廢棄過(guò)程中嚴(yán)重?fù)p害了人們的健康，對(duì)環(huán)境造成了污染，而且對(duì)終端產(chǎn)品的出口也造成了不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)把賦予電觸頭材料各項(xiàng)指標(biāo)的元素與銅合金化，生成二元合金，再以該二元合金與其它二元合金和銅融合在一起，提供一種壽命長(zhǎng)、抗焊熔、易焊接成型、耐腐蝕、硬度高和具有較低電阻率，并且符合環(huán)保要求的電觸頭用銅基復(fù)合材料，以達(dá)到提高電觸頭材料各項(xiàng)性能指標(biāo)、降低成本、減少危害和污染的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種電觸頭用銅基電工復(fù)合材料，該復(fù)合材料由下列重量百分?jǐn)?shù)的材料經(jīng)燒合而成金剛0.1---5.0銅鋁合金0.1---5.0銅錫合金(或銅鋅合金)0.1---5.0銅鎳合金0.1---5.0銅鈮合金0.1---5.0銅合金 0.1---2.0銅 75.0---99.0其中，銅鋁合金中鋁含量為0.1-1％；銅錫合金(或銅鋅合金)中錫(或鋅)含量為5-10％；銅鎳合金中鎳含量為1-5％；銅鈮合金中鈮含量為0.5-5％；銅合金為鈦含量0.1-5％的銅鈦合金、鉻含量0.1-5％的銅鉻合金、鉬含量0.1-5％的銅鉬合金和鎢含量0.1-5％的銅鎢合金中的一種。這種銅基電工復(fù)合材料以銅作為基體相，在保證材料的良好導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能前提下，通過(guò)添加相互潤(rùn)濕性較好的金屬銅合金，改善了在銅晶粒結(jié)晶和成長(zhǎng)過(guò)程中各項(xiàng)組分的連接特性，加強(qiáng)晶粒之間的連接，使固相部分充分被低熔點(diǎn)金屬包圍，減少了缺陷及氣泡的形成和存在，保證該觸頭材料具有較低的電阻率，溫升符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)起到滅弧作用；添加的耐腐蝕金屬銅合金，可以改善觸頭材料在潮濕和酸性較強(qiáng)等環(huán)境中的生存壽命及導(dǎo)流能力；另外，添加銅包覆氧化鋁，可以有效地提高抗熔焊能力。在這種銅基電工復(fù)合材料中，金剛石起到加強(qiáng)硬度、滅弧和抗熔焊作用；銅鋁合金作為金剛石的補(bǔ)充相，可以進(jìn)一步增加銅基電工復(fù)合材料的強(qiáng)度，提高抗沖擊力；銅錫合金(或銅鋅合金)起到滅弧作用；銅鎳合金改善銅基電工復(fù)合材料的耐腐蝕特性；銅鈮合金降低銅基電工復(fù)合材料的表面電阻；銅鈦合金或銅鈷合金、或銅鉬合金、或銅鉻合金或銅鎢合金作為前面兩種材料的補(bǔ)充，可以提高強(qiáng)度及耐腐蝕性。
本發(fā)明所提供的電觸頭用銅基電工復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和較高的硬度和強(qiáng)度，滅弧性能良好，溫升較低，更易加工成型，便于加工過(guò)程自動(dòng)化程度的提高，成本更低，性價(jià)比較好，并且符合環(huán)境保護(hù)的要求，是現(xiàn)行電觸頭用銅基電工復(fù)合材料理想的替代產(chǎn)品，具有良好的市場(chǎng)前景。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.分別稱取金剛石0.1千克、含鋁1％的銅鋁合金0.1千克、含錫(或鋅)10％的銅錫合金(或銅鋅合金)0.1千克、含鎳5％的銅鎳合金0.1千克、含鈮5％的銅鈮合金0.1千克和含鈦2.5％的銅鈦合金1.0千克，與98.5千克銅一起燒制成電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
這種銅基電工復(fù)合材料的性能參數(shù)為電阻率2.02μΩ·cm密度8.79g/cm3硬度HB(HV)72實(shí)施例2.分別稱取金剛石5千克、含鋁0.1％的銅鋁合金5千克、含錫(或鋅)5％的銅錫合金(或銅鋅合金)5千克、含鎳1％的銅鎳合金5千克、含鈮0.5％的銅鈮合金5千克和含鈷5％的銅鈷合金0.1千克，與74.9千克銅一起燒制成電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
這種銅基電工復(fù)合材料的性能參數(shù)為電阻率2.00μΩ·cm密度8.80g/cm3硬度HB(HV)72實(shí)施例3.分別稱取金剛石2.5千克、含鋁0.5％的銅鋁合金2.5千克、含錫(或鋅)8％的銅錫合金(或銅鋅合金)2.5千克、含鎳3％的銅鎳合金2.5千克、含鈮3％的銅鈮合金2.5千克和含鉻2.5％的銅鉻合金2千克，與85.5千克銅一起燒制成電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
這種銅基電工復(fù)合材料的性能參數(shù)為電阻率2.01μΩ·cm密度8.80g/cm3硬度HB(HV)72實(shí)施例4.分別稱取金剛石0.5千克、含鋁0.5％的銅鋁合金2.0千克、含錫(或鋅)8％的銅錫合金(或銅鋅合金)2.0千克、含鎳3％的銅鎳合金1.0千克、含鈮3％的銅鈮合金1.0千克和含鉬2.5％的銅鉬合金0.5千克，與93千克銅一起燒制成電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
這種銅基電工復(fù)合材料的性能參數(shù)為電阻率2.03μΩ·cm密度8.78g/cm3硬度HB(HV)72
實(shí)施例5.分別稱取金剛石0.5千克、含鋁0.5％的銅鋁合金4.0千克、含錫(或鋅)8％的銅錫合金(或銅鋅合金)5.0千克、含鎳3％的銅鎳合金2.0千克、含鈮3％的銅鈮合金2.0千克和含鎢2.5％的銅鎢合金1.0千克，與85.5千克銅一起燒制成電觸頭用銅基電工復(fù)合材料。
這種銅基電工復(fù)合材料的性能參數(shù)為電阻率1.98μΩ·cm密度8.81g/cm3硬度HB(HV)7權(quán)利要求
1.一種電觸頭用銅基電工復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料由下列重量百分?jǐn)?shù)的材料經(jīng)燒合而成金剛0.1---5.0銅鋁合金0.1---5.0銅錫合金(或銅鋅合金)0.1---5.0銅鎳合金0.1---5.0銅鈮合金0.1---5.0銅合金 0.1---2.0銅 75.0---99.0其中，銅鋁合金中鋁含量為0.1-1％；銅錫合金(或銅鋅合金)中錫(或鋅)含量為5-10％；銅鎳合金中鎳含量為1-5％；銅鈮合金中鈮含量為0.5-5％；銅合金為鈦含量0.1-5％的銅鈦合金、鉻含量0.1-5％的銅鉻合金、鉬含量0.1-5％的銅鉬合金和鎢含量0.1-5％的銅鎢合金中的一種。
全文摘要
一種電觸頭用銅基電工復(fù)合材料，是一種含有金剛石、鋁、錫(或鋅)、鎳、鈮、鈦等組分的銅基復(fù)合材料，其添加組分大部分是以銅合金的形式加入，提高了各項(xiàng)物理參數(shù)指標(biāo)，耐腐蝕性、電阻率、硬度、強(qiáng)度等都有比較明顯改善和提升，更重要的是為進(jìn)一步自動(dòng)化成型加工預(yù)留了更大的拓展空間；同時(shí)特別強(qiáng)調(diào)該觸頭材料具有更好的環(huán)保性和更高的性價(jià)比。
文檔編號(hào)C22C1/05GK1485454SQ03143970
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月6日
發(fā)明者劉偉, 劉 偉 申請(qǐng)人:劉偉, 劉 偉