專利名稱：一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電接觸材料的制備方法，特別是一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，屬于電工材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電接觸元件中的電觸頭是中低壓電器的關(guān)鍵元件之一，其功能是接通和切斷電流。它既是載流體，又是機(jī)械零部件，必須具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性及耐電弧燒損、抗熔焊、小的電磨損、低而穩(wěn)定的接觸電阻、不與使用介質(zhì)起化學(xué)變化、有一定的強(qiáng)度和易于機(jī)械加工等通性。目前，電接觸元件制造材料以銀基電接觸材料為主，主要有銀一金屬氧化物、銀基假合金、銀基合金三大類。公知的銀一金屬氧化物系列電觸頭材料主要有AgCdO，AgSnO2, AgSiO，AgSiO2,銀稀土氧化物(AgREO)等。AgCdO電接觸材料的特點(diǎn)是耐損蝕性好、抗熔焊能力強(qiáng)、接觸電阻低而穩(wěn)定，具有良好的使用性能，應(yīng)用的電流從幾十安到幾千安，廣泛應(yīng)用于從幾伏到上千伏的多種低壓電器中，曾被稱為“萬能觸點(diǎn)”。而在AgCdO中，依靠Cd蒸汽的揮發(fā)和A溢出來冷卻基體材料并熄滅電弧，CdO的分解溫度比Ag的熔點(diǎn)低，且CdO在較低的溫度下就可以升華；CdO的存在同時(shí)提高了表面熔融物的粘度，可防止銀被電弧吹離。 但由于金屬鎘蒸汽有毒，污染環(huán)境廠對(duì)人體有害，近二十年來，許多國家都展開了代鎘材料的研究，取得了很大的進(jìn)步，其中AgSnO2觸頭作為一種新型的銀金屬氧化物觸頭材料，在國際上已部分商業(yè)化，該材料除了具有一般金屬氧化物的特點(diǎn)外，還具有較高的熱穩(wěn)定性 (1925°C )、良好的電學(xué)性能、較高的抗熔焊性能及耐電弧性能，特別適用于大功率的接觸器及低壓開關(guān)中，成為取代Ag-CdO電接點(diǎn)材料的理想候選者。但由于AgSr^2電接觸材料存在銀一二氧化錫界面結(jié)合較差，導(dǎo)致材料塑性差，難于加工；銀氧化錫材料溫升高，氧化錫不能分解導(dǎo)致滅弧作用比銀氧化鎘差；氧化錫與銀的潤濕性差異出現(xiàn)分層現(xiàn)象等問題。且公知的制備AgSnA電接觸材料的制備方法中，二氧化錫(SnO2)含量一般不超過12% (重量百分比)；目前，銀是昂貴的貴金屬，資源緊缺，而在銀基電接觸材料中含銀量高達(dá)60—95%， 是電器工業(yè)中耗銀量最大的地方。近幾年來銀價(jià)上漲迅猛，給電器制造業(yè)帶來很大壓力。為了降低成本，減少銀的消耗量，研究開發(fā)價(jià)格便宜，性能可靠的電接觸材料具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，可替代有毒的銀氧化鎘電接觸材料，較好的解決了電接觸材料的材料塑性差，難于加工以及溫升問題，使材料的綜合性能提高，且制備的電接觸材料能減少銀的消耗量，成本較低，使用壽命較長。本發(fā)明給出的技術(shù)解決方案是一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，是在銀基體粉中加入二氧化鈦粉，五氧化二釩粉，二氧化鋯粉，蘭鎢粉，錫粉余量的原料成份，混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下磨細(xì)到320—350目，壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度850°C — 900°C，時(shí)間2— 5小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在950°C — 1200°C下復(fù)燒，時(shí)間2— 4小時(shí)；最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在600°C — 650°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材；其原料化學(xué)成份及其所占重量百分比為
銀粉45— 55 %，二氧化鈦粉12— 20 %，五氧化二釩粉5—13 %，二氧化鋯粉1一2 %，蘭鎢粉15— 21%，錫粉5— 9% ；
所述的素坯成形壓力采用鋼模雙向壓制，壓力為750MPa — 900MPa ； 所述的蘭鎢粉是一種鎢的氧化物粉末，分子式是W02.9，湖南省郴州市的郴州鉆石鎢制品有限責(zé)任公司專門生產(chǎn)此材料。所述的原料的混合粉的磨細(xì)是在行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備，轉(zhuǎn)速900r / min—1200r / min，球磨時(shí)間8—20小時(shí)。本發(fā)明用粉末冶金方法制造的鎢一鈦一釩一鋯一銀一錫合金，兼有銀的良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和鎢的耐磨性。利用錫一鈦和錫一鋯合金機(jī)械強(qiáng)度大，塑性大，容易加工； 由本發(fā)明的方法制得的電接觸材料抗拉強(qiáng)度>220MPa;密度>9. Og / cm3;電阻率 <2. 8μ Ω · cm;硬度HV 90—130 ；延伸率10—洸％ ；組織均勻。因此，它成為制造閘刀開關(guān)、斷路器、點(diǎn)焊電極等的工作部件非常的效的觸頭材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是電阻率低、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好、觸頭接觸電阻小而穩(wěn)定、抗氧化能力強(qiáng)，具有優(yōu)異的抗電燒蝕和抗熔焊能力，并且大幅度降低了銀的用量，可節(jié)約大量貴重金屬。解決了 AgSr^2電接觸材料的材料塑性差，難于加工以及溫升問題，使材料的綜合性能提高，且制備的電接觸材料能減少銀的消耗量，成本較低，使用壽命較長，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境無污染或少污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，取銀粉45 %，二氧化鈦粉20 %， 五氧化二釩粉8%，二氧化鋯粉2%，蘭鎢粉17%，錫粉8% ；混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下投入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨細(xì)到350目；磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備， 轉(zhuǎn)速1200r / min，球磨時(shí)間15小時(shí)；再將研磨好的粉料送鋼模雙向壓制，壓力為800MPa ； 壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度900°C，時(shí)間2小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在100(TC下復(fù)燒2 小時(shí)；最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在650°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材。由該方法制備的絲材組織均勻，經(jīng)檢測銀含量為44.9%，抗拉強(qiáng)度為 230MPa，密度為9. 7 g / cm3，電阻率為2. 2μ Ω · cm，硬度為90HV，延伸率為25%。實(shí)施例2
一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，取銀粉50 %，二氧化鈦粉15 %， 五氧化二釩粉5 %，二氧化鋯粉1 %，蘭鎢粉20 %，錫粉9 % ；混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下投入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨細(xì)到320目；磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備，轉(zhuǎn)速IOOOr / min，球磨時(shí)間8小時(shí)；再將研磨好的粉料送鋼模雙向壓制，壓力為750MPa ；壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度880°C，時(shí)間3小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在1100°C下復(fù)燒4小時(shí)； 最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在600°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材。由該方法制備的絲材組織均勻，經(jīng)檢測銀含量為49. 8%，抗拉強(qiáng)度為230MPa，密度為9. 7 g / cm3，電阻率為2. 0μ Ω · cm，硬度為90HV，延伸率為25%。
實(shí)施例3
一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，取銀粉陽%，二氧化鈦粉12 %， 五氧化二釩粉5 %，二氧化鋯粉2 %，蘭鎢粉21 %，錫粉5 % ；混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下投入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨細(xì)到330目；磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備，轉(zhuǎn)速920r / min，球磨時(shí)間10小時(shí)；再將研磨好的粉料送鋼模雙向壓制，壓力為900MPa ；壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度900°C，時(shí)間4小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在1200°C下復(fù)燒3小時(shí)； 最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在650°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材。由該方法制備的絲材組織均勻，經(jīng)檢測銀含量為54. 7%，抗拉強(qiáng)度為280Mpa，密度為9. 3 g / cm3，電阻率為2. 2μ Ω · cm，硬度為110HV，延伸率為18%。實(shí)施例4
一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，取銀粉48 %，二氧化鈦粉16 %， 五氧化二釩粉13%，二氧化鋯粉1%，蘭鎢粉15%，錫粉7% ；混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下投入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨細(xì)到350目；磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備， 轉(zhuǎn)速900r / min，球磨時(shí)間20小時(shí)；再將研磨好的粉料送鋼模雙向壓制，壓力為820MPa ；壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度850°C，時(shí)間5小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在950°C下復(fù)燒4小時(shí)； 最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在600°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材。由該方法制備的絲材組織均勻，經(jīng)檢測銀含量為47.7%，抗拉強(qiáng)度為^OMpa，密度為9. 3 g / cm3，電阻率為2. 2μ Ω · cm，硬度為130HV，延伸率為18%。
權(quán)利要求
1.一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，是在銀基體粉中加入二氧化鈦粉，五氧化二釩粉，二氧化鋯粉，蘭鎢粉，錫粉余量的原料成份，混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下磨細(xì)到320— 350目，壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度850°C — 900°C，時(shí)間2— 5 小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在950°C — 1200°C下復(fù)燒，時(shí)間2— 4小時(shí)；最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在 600°C—650°C下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材；其特征在于原料化學(xué)成份及其所占重量百分比為銀粉45—55%，二氧化鈦粉12—20%，五氧化二釩粉5—13%，二氧化鋯粉1一 2%，蘭鎢粉15— 21%，錫粉5—9%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法其特征在于所述的素坯成形壓力采用鋼模雙向壓制，壓力為750MPa — 900MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法其特征在于所述的原料的混合粉的磨細(xì)是在行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨，磨球和磨罐采用剛玉或瑪瑙材料制備，轉(zhuǎn)速900r / min—1200r / min，球磨時(shí)間8 — 20小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料的制備方法，屬于電工材料技術(shù)領(lǐng)域。它是在銀基體粉中加入二氧化鈦粉，五氧化二釩粉，二氧化鋯粉，蘭鎢粉，錫粉余量的原料成份，混合得混合粉；在氬氣保護(hù)氣氛下磨細(xì)到320—350目，壓制成素坯；控制素坯燒結(jié)溫度850℃—900℃，時(shí)間2—5小時(shí)；對(duì)燒結(jié)錠坯復(fù)壓，在950℃—1200℃下復(fù)燒，時(shí)間2—4小時(shí)；最后對(duì)復(fù)壓復(fù)燒坯在600℃—650℃下擠壓成型、拉絲，制成合格的銀稀有難熔金屬氧化物電接觸材料絲材；本發(fā)明可替代有毒的銀氧化鎘電接觸材料，較好的解決了電接觸材料的材料塑性差，難于加工以及溫升問題，使材料的綜合性能提高，且制備的電接觸材料能減少銀的消耗量，成本較低，使用壽命較長。
文檔編號(hào)H01B1/08GK102151830SQ20111005446
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者曹孝義, 李躍林, 譚光華, 譚雄玉 申請人:郴州雄風(fēng)稀貴金屬材料股份有限公司