專利名稱：含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電工合金領域的銀銅基電觸頭材料，具體是指一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料及其制備方法。
背景技術：
繼電器、接觸器、斷路器的核心元件為電觸頭(點)，它承擔著接通分斷電流的繁重任務，觸頭元件的優(yōu)劣取決于材料的優(yōu)選和科學有效的組合及制備工藝，它是電器安全的
重要保證。目前市場商用的的觸頭材料基本是銀基和銅基兩大類觸頭材料。銅基觸頭材料部分應用在斷路器及開關上，銅基觸頭材料雖然價格低廉，但銅基觸頭抗氧化性能差，在裝機后到商用的時間長短不一，電器擱置時間長使用時觸頭表面會形成氧化膜，再有使用時分斷會釋放大量熱也會氧化生成氧化膜，使接觸電阻增大影響導電性和導熱性，使溫升加快， 并出現(xiàn)惡性循環(huán)，使電器過熱導致?lián)p壞及出現(xiàn)熔焊釀成安全事故?，F(xiàn)有銀基觸頭材料廣泛應用在繼電器、接觸器、斷路器上。其典型代表是銀金屬氧化物觸頭材料。目前生產(chǎn)銀金屬氧化物觸頭材料有兩種制備方法，即合金熔煉內(nèi)氧化和粉末冶金兩大類。其中合金熔煉內(nèi)氧化法生產(chǎn)的觸頭雖然生產(chǎn)工藝簡單，但多為雙面氧化工藝，即由外表向芯部擴散氧化，使氧化物濃度由表及里呈遞減衰弱，在裝機使用承載分斷電流時，在初期抗電蝕磨損和中后期抗電蝕磨損差異很大，使電壽命大為降低熔焊的機率(機會)也雖之增大。而粉末冶金法生產(chǎn)的觸頭材料要求有高的抗熔焊特性。則中國專利公開號 CN101892400A公開的一種“銅一銀一鈦一氧化錫復合電觸頭材料及其制備方法”的復合電觸頭材料制備過程是按比例配取銅粉、銀粉、鈦粉和氧化錫粉球磨混粉成型、燒結(jié)復壓而制得觸頭材料。該專利工藝方法的不足之處在于氧化錫粉末沒有經(jīng)過表面改性處理，潤濕性不好，表面活性差，并直接與其它組元進行混合壓制成型為觸頭材料，使氧化錫粉末與其它組元粉末晶粒間的結(jié)合強度不高、結(jié)合力很低。使之觸頭在應用過程分斷時氧化錫晶粒易脫離基體，使材料的抗電蝕和抗磨損能力下降，導致電壽命縮短、抗熔焊性能降低。另外也有小型斷路器應用純銀及銀銅合金(如AgCu4)觸頭材料。但含銀量都很高，而銀氧化物觸頭材料的含銀量均在85%以上，且是目前觸頭材料市場的主流，每年耗銀量相當可觀，現(xiàn)在白銀資源逐漸匱乏價格昂貴。至使生產(chǎn)電觸頭材料的成本居高不下，企業(yè)經(jīng)濟效益下降，社會效益也大為削弱。并浪費了大量的白銀資源。為此需要尋求綜合銅基和銀基優(yōu)良性能的觸頭材料，低的材料成本及綜合電氣性能優(yōu)良的節(jié)銀電觸頭材料來替代銅基、銀基及銀銅合金觸頭材料。

發(fā)明內(nèi)容
為解決目前銀基觸頭材料成本過高，緩解生產(chǎn)商投放資金過大的壓力，并解決了銅基觸頭材料易氧化溫升高抗熔焊性能差及使用的局限性，并大可改善銀基氧化物觸頭材料抗電蝕性、抗熔焊性不強及電壽命不高的整體性能，本發(fā)明的第一個目的是提供一種成本低廉、綜合性能優(yōu)良的含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料。本發(fā)明的另一個目的是提供一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料的制備方法。為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，本發(fā)明的技術方案是包括以下組分，以質(zhì)量百分比計
銀(15 63) % ； 金屬氧化物(4 25) % ； 導電陶瓷(0.3 9) % ； 稀土元素總量(0. 01 3. 7) % ；
添加元素總量(0. 7 4. 9) %，該添加元素為Zr、Ni、Al、Ta、Te、Bi、Mo、Nb中的一種或兩種以上組合；
銅余量。進一步設置是還包括有鑭鎳合金(0. 7 1. 8) wt %。所述的金屬氧化物為Sn02、 ZnO, CuO, Fe203> CdO, In203> Bi203> A1203> Mo03> ZrO2 中的一種或多種組合。所述的導電陶瓷為Ti3SiC2, Zr3Al5C5, Ti3AlC20所述的鑭鎳合金的各組分的質(zhì)量百分比為:La彡(32士 1)%， Ni ^ (68士 1)%。所述的稀土元素為La、Ce、Y中的兩種或多種組合以上，并以稀土銅合金、 稀土鋁合金、鋯釔合金以熔煉的方式加入。為實現(xiàn)本發(fā)明的第二個目的，本發(fā)明的技術方案是包括以下工序
(1)、霧化制粉，包括制備銀銅合金粉末和銀金屬合金粉末，
其中，制備銀銅合金粉末，將銀銅合金加入稀土銅合金和鋯釔合金進行升溫熔煉，熔煉溫度為1090 1450°C，合金化后進行高壓水霧化成制備銀銅合金粉末；并烘干和過 400-600目篩，其中所用原料按質(zhì)量百分比計為
銀銀(10 55) %、稀土銅合金(1.2 8) %、鋯釔合金(1.2 5) 銅余量進行配比；[Cl]
其中，制備銀金屬合金粉末，將銀、金屬合金和稀土鋁合金，進行升溫熔煉，熔煉溫度為 1030 1300°C，合金化后進行高壓水霧化成制備銀金屬合金粉末；并烘干和過400-600目篩，其中所用原料按質(zhì)量百分比計為銀(55 80) %、稀土鋁合金(1. 5 6. 5)、銦(3 7) %、鉍(0.5 2. 5) %、鉬(0.5 2. 5) %、(其中銦、鉍、鉬或一種或多種組合)，余量為鎘或錫或鋅或銅進行配比
(2)、將銀金屬合金粉末經(jīng)焙燒氧化處理得到銀金屬氧化物粉末，氧化溫度為350 690°C，氧氣壓強為0. 3 3. 2Mpa，時間為1. 5 20小時；
(3)、在超聲波鍍槽中加入銀氨溶液后加入導電陶瓷微粉震蕩分散處理4 10分鐘， 再加入還原劑震蕩處理10 25分鐘制備出銀包覆導電陶瓷微粉并用去離子水洗滌烘干備用；
(4)、將上述制備的銀銅合金粉末、銀金屬氧化物粉末和銀包覆導電陶瓷微粉按質(zhì)量百分比銀金屬氧化物粉末(20 50) %、銀包覆導電陶瓷微粉(0.3 9) %、銀銅合金粉末余量進行混合球磨，混粉時間為2. 5 7. 5小時，球料比為(7 70) 1 ；
(5)、將步驟4得到的混合物進行成型燒結(jié)得到錠坯；等靜壓初坯成型壓強90 450Mpa,控制密度為理論密度的75 88%，初坯裝入燒結(jié)爐后抽真空沖入惰性氣體保護，燒結(jié)溫度為680 930°C，時間為4 12小時，而后隨爐冷卻至60 80°C出爐；
(6)、復壓擠壓和軋制拉拔，將錠坯進行復壓和擠壓，然后進行軋制拉拔獲得含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料成品。進一步設置是所述的步驟(4)之前還進行在超聲波分散槽中加入無水乙醇后加入鑭鎳合金粉末震蕩分散處理10分鐘，形成鑭鎳合金粉末溶液，并將該鑭鎳合金粉末(占合金質(zhì)量百分比的0. 7% 1. 8%)溶液與銀金屬氧化物粉末(20 50) %、銀包覆導電陶瓷微粉(0.3 9) %、銀銅合金粉末余量進行混合球磨，球料比為(8 20) 1。進一步設置是所述的(6)中復壓后的密度為理論密度的93%以上，壓力為155 655Mpa ；擠壓溫度為580 930°C 其中帶材擠壓比為28 280或者絲材擠壓比為95 450。進一步設置是帶材經(jīng)熱軋覆焊接層，一次壓下量不低于65 %，溫度為705 895 °C 或者絲材拉拔退火溫度為530 830°C。技術效果對比
本發(fā)明與一種“銅一銀一鈦一氧化錫復合觸頭材料及其制備方法”(CN101892400A)相比(1)材料組成體系設計不同它是以銅粉、銀粉、鈦粉、氧化錫粉混合組成，本發(fā)明則是銀銅合金粉、銀金屬氧化物合金粉、導電陶瓷微粉和鑭鎳合金粉混合組成。它沒有添加元素。 本發(fā)明添加有鎳鋁鋯等元素。(2)制備工藝方法不同它是粉末配比后直接混粉、成型、燒結(jié)、復壓制備材料。本發(fā)明則是熔煉合金霧化制粉、球磨混粉、成型燒結(jié)、復壓擠壓制備材料使各組元分布均勻。(3)它沒有對氧化錫粉進行表面改性處理，與基體的潤濕性差，界面結(jié)合強度低且不能均勻分布在基體中。增強了晶界電子散射，晶界析出增多，使電蝕和抗磨損能力下降。本發(fā)明則是銀金屬合金粉末是經(jīng)過氧化處理的，使其牢固的彌散在基體中。經(jīng)超聲波分散方法表面鍍銀處理的導電陶瓷微粉提高了表面活性及潤濕性，增強了晶粒間的結(jié)合能力。本發(fā)明的觸頭材料有如下優(yōu)點及積極效果
(1)由于銅具有與銀極相似的物理和電學等性能，低的電阻率高的導熱率，低廉的價格加之銀金屬不易氧化的特性，經(jīng)熔煉合金化后銀銅固熔體已增強了銅的抗氧化性能，而將銅與銀科學有效的組合制成合金做為基材可達到銀基同樣的性能和效果。銀銅合金基體在承受通斷時還可緩解金屬氧化物的失效，從而提高了抗電弧的侵蝕性能。并使材料成本大幅度下降，實用價值高，市場前景廣闊，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。(2)在霧化制備銀銅合金粉末熔煉中添加元素以鋯釔合金和稀土銅合金的形式加入，可表現(xiàn)出完好的合金化，更好的固熔體及成分分布均勻的合金粉末，從而可準確控制添加元素及稀土的含量。鑭和鈰在電弧作用時使弧根不穩(wěn)定，并迅速將電弧轉(zhuǎn)移出觸頭表面， 并被熄滅。同時鈰先行被分解消耗了電弧產(chǎn)生的熱使觸頭材料的溫升得到控制。同時表面也生成氧化鈰強化相，使材料的抗金屬轉(zhuǎn)移能力得到加強。從而使基體減少電弧的燒蝕，強化了電蝕性和抗熔焊性。鑭抑制材料中氧化銅的形成，在晶界沉積的鑭釔顆粒增強了銅在高溫下的抗氧化能力。合金中添加鋯或鈮可進一步提高抗熔焊能力，提升高溫強度且高溫下氧化鋯能改善觸頭的導電性和散熱性使觸頭溫升穩(wěn)定。(3)霧化制備銀金屬合金粉末，并在熔煉合金中添加稀土鋁合金、銦、鉍及鉬，使合金粉末容易氧化、處使組織細化，使電阻率降低、氧化溫度下降、氧化時間縮短。合金粉末經(jīng)氧化處理使氧化物均勻牢固的彌散在銀的基體中使組織分布均勻，不存在偏析。不但解決了熔煉內(nèi)氧化法生產(chǎn)的觸頭材料由表及里氧化物濃度遞減的缺欠弊端也解決了直接用金屬氧化物粉末與組元混粉使晶粒間結(jié)合力不強的問題。從而提升了抗電蝕的能力使電壽命得以提高。(4)濕法高能球磨混粉，用無水乙醇為分散劑，加入富鑭稀土一 Ni做活性促進劑， 可在燒結(jié)過程中還原金屬粉末表面氧化的微膜，降低氧化微膜對原子擴散的阻礙，加速原子擴散提高晶粒的粘性及流動性，使組元結(jié)合更牢固。促進燒結(jié)過程，使合金材料燒結(jié)體更致密。(5)由于銀銅合金粉末與銀氧化物粉末、鍍銀導電陶瓷微粉混合其中都有銀組元經(jīng)燒結(jié)相互滲透能力強，粉末晶粒間的親和能力大其結(jié)合力強。使其在電弧侵蝕下免受金屬氧化物的損耗，提高了抗電弧侵蝕性能。(6)使用該材料冷鐓制打復合鉚釘擴散去應力退火結(jié)合強度高。覆層材料中的銅組元晶粒擴散去應力退火和基體銅晶粒親和力強相互滲透容易結(jié)合。(7)由銀銅合金做為基體替代了傳統(tǒng)的銀基，可大幅度降低原材料的成本，并節(jié)約大量白銀，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步介紹。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領域的技術工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1
含銀量為35%士 1%的銀銅基氧化鎘電觸頭材料及其制備方法 (1)、本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化鎘合金34%，導電陶瓷3%，鑭鎳合金1%，銀銅合金余量。(2)、本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀鎘合金銀62. 11%、稀土鋁合金3. 1%、鎘余量。(氧化后銀氧化鎘合金的質(zhì)量百分比為銀58. 82%、氧化鋁及稀土氧化物3. 53%、氧化鎘余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2)3%。C、鑭鎳合金1%。d、銀銅合金銀24. 19%、稀土銅合金4. 84%、鋯釔合金3. 23%、銅余量。(3)、本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀鎘合金，先將銀置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的鎘及稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高1100 1200°C合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為0. 8Mpa,時間為6小時。b、按其(2)、d的成分含量配比熔煉銀銅合金，先于銅置入中頻熔煉爐中再加入銀待熔化后升溫至1150 1350°C靜煉1分鐘，降溫至1100 1200°C加入用銅萡包裹的稀土銅合金和鋯釔合金并充分攪拌后升溫到1150 1250°C后進行高壓水霧化成合金粉末經(jīng)烘干過400 600目篩備用。剩余粗粉回爐
C、將(2)、b進行銀包覆處理，在超聲波鍍槽中加入銀氨溶液后加入導電陶瓷微粉震蕩分散處理10分鐘，再加入還原劑震蕩處理20分鐘，粉末經(jīng)去離子水洗滌烘干備用。d、將(2)、c進行分散處理在在超聲波分散槽中加入無水乙醇后加入鑭鎳合金粉末震蕩分散處理10分鐘。形成鑭鎳合金粉末溶液。e、將(3)中的a、b、c、d進行球磨混粉，球料比為8 :1，時間為4小時。f、將上述e的混合粉末在壓強250Mpa等靜壓成型錠坯，密度為理論密的80%，進行燒結(jié)，在爐溫為300°C時裝入錠坯，抽真空后沖入惰性氣體保護，隨爐升溫830°C，保溫6小時，隨爐冷至80°C以下出爐。g、將燒結(jié)后清理干凈的錠坯在300Mpa下復壓為理論密度的96%以上，再經(jīng)780°C 加熱4小時進行擠壓(帶材擠壓比為90、絲材擠壓比為310)成帶材或絲材。h、帶材經(jīng)惰性氣體保護熱軋覆焊接層，溫度為760°C，一次壓下量不低于70%。而后經(jīng)去應力退火，冷軋至所需板材的厚度。m、絲材經(jīng)730°C退火拉拔至Φ 1. 0 Φ 3. 0用以鉚釘型觸點材料。實施例2
含銀量為40%士 1%的含添加元素銀銅基氧化鋅電觸頭材料及其制備方法 (1)、本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化鋅合金38%，導電陶瓷3%，鑭鎳合金1%，銀銅合金余量。(2)、本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀鋅合金銀70. 45%、稀土鋁合金3.四％、鋅余量。(氧化后銀氧化鋅合金的質(zhì)量百分比為銀58. 82%、氧化鋁及稀土氧化物3. 53%、氧化鋅余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2) 3%。C、鑭鎳合金1%。d、銀銅合金銀26. 79%、稀土銅合金5. 36%、鋯釔合金3. 57%、銅余量。(3)、本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀鋅合金，先將銀置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的鋅及稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高1100 1200°C合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為0. 8Mpa,時間為6小時。b m同實施例1。實施例3
含銀量為45%士 1%的含添加元素銀銅基氧化錫電觸頭材料及其制備方法 (1)本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化錫合金42%，導電陶瓷3%，鑭鎳合金1%，銀銅合金余量。(2)本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀錫合金制備的配比銀75. 87%、稀土鋁合金3. 37%、鉬0. 84、錫余量。(氧化后銀氧化錫合金的質(zhì)量百分比為銀71. 43%、氧化鋁及稀土氧化物3. 8%、氧化鉬0. 95、氧化錫余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2) 3%。C、鑭鎳合金1%。d、銀銅合金制備的配比銀27. 87%、稀土銅合金5. 56%、鋯釔合金3. 7%、銅余量。(3)本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀錫合金，先將銀置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高1100 1200°C合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為1. 2Mpa,時間為6小時。b m同實施例1。實施例4
含銀量為50%士 1%的含添加元素銀銅基氧化銅氧化錫電觸頭材料及其制備方法 (1)、本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化銅氧化錫合金44%，導電陶瓷2%，鑭鎳合金1%，銀銅合金余量。(2)、本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀銅錫合金制備的配比銀72. 73%、錫7. 64%、稀土鋁合金4. 04%、銅余量。(氧化后銀氧化銅氧化錫合金的質(zhì)量百分比為銀68. 18%、氧化錫9. 09、氧化鋁及稀土氧化物4. 55%、 氧化銅余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2) 2%。C、鑭鎳合金1%。d、銀銅合金制備的配比銀37. 74%、稀土銅合金5. 66%、鋯釔合金3. 77%、銅余量。(3)本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀銅錫合金，先將銀銅置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的錫及稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高 1100 120(TC合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為1. OMpa,時間為6小時。b m同實施例1。實施例5
含銀量為25%士 1%的銀銅基氧化鎘氧化錫電觸頭材料及其制備方法 (1)、本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化鎘氧化錫合金22%，導電陶瓷5%，鑭鎳合金1. 2%，銀銅合金余量。(2)、本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀鎘錫合金銀62. 64%、錫11. 41%、稀土鋁合金4. 02%、鎘余量。(氧化后銀氧化鎘氧化錫合金的質(zhì)量百分比為銀59. 09%、氧化錫13. 64%、氧化鋁及稀土氧化物4. 55%、氧化鎘
余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2) 5%。
C、鑭鎳合金 1. 2%。d、銀銅合金銀16. 71%、稀土銅合金6. 96%、鋯釔合金4. 18%、銅余量。(3)、本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀鎘錫合金，先將銀置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的鎘錫及稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高 1100 120(TC合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為0. 8Mpa,時間為6小時。b m同實施例1。實施例6
含銀量為60%士 1%的含添加元素銀銅基氧化錫氧化銦電觸頭材料及其制備方法 (1)、本例電觸頭材料的質(zhì)量配比為
銀氧化錫氧化銦合金54. 2%，導電陶瓷3. 5%，鑭鎳合金1. 5%，銀銅合金余量。(2)、本例電觸頭材料其單質(zhì)組元的質(zhì)量配比為
a、銀錫銦合金銀77. 73%、銦6. 41%、稀土鋁合金3. 29%、祕0. 81%、錫余量。(氧化后銀氧化錫氧化銦合金的質(zhì)量百分比為銀73. 8%、氧化銦7. 38%、氧化鋁及稀土氧化物4. 06%、 氧化錫余量)。b、導電陶瓷(Ti3SiC2) 3. 5%。C、鑭鎳合金 1. 5%。d、銀銅合金銀49. 02%、稀土銅合金4. 9%、鋯釔合金2. 45%、銅余量。(3)、本例電觸頭材料的制備方法為
a、按其(2)、a的成分含量配比熔煉銀錫銦合金，先將銀置入中頻熔煉爐中待升溫至銀熔化加覆蓋劑，溫度在1100 1200°C靜煉1分鐘再將溫度降至1050 1150°C時快速加入用銀萡包裹的錫銦及稀土鋁合金至覆蓋層以下的銀熔液中，并充分攪拌，再將溫度升高 1100 120(TC合金化后高壓水霧化成合金粉末，經(jīng)烘干過400 600目篩，進行焙燒通入氧氣氧化處理，溫度為400 600°C，氧壓為1. 2Mpa,時間為6小時。b m同實施例1。上述實施例制備的電觸頭材料其物理與機械性能為密度8. 63 9. 78g/cm3、電阻率 2. 85 3. 47 μ Ω ·ο 、硬度 700 1325Mpa、抗拉強度 230 440Mpa、
延伸率加工態(tài)為彡11%、退火態(tài)為彡23%。
權利要求
1.一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于包括以下組分，以質(zhì)量百分比計銀(15 63) % ； 金屬氧化物(4 25) % ； 導電陶瓷(0.3 9) % ； 稀土元素總量(0. 01 3. 7) % ；添加元素總量(0. 7 4. 9) %,該添加元素為Zr、Ni、Al、Ta、Te、Bi、Mo、Nb中的一種或兩種以上組合；銅余量。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于還包括有鑭鎳合金(0.7 1.8) wt %。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于所述的金屬氧化物為 Sn02、ai0、CuO Je2OyCdOJn2OyBi2OyAl2Oy MoO3JiO2 中的一種或多種組合。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于所述的導電陶瓷為Ti3SiC2、Zr3A15C5、Ti3AlC215
5.根據(jù)權利要求2所述的一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于所述的鑭鎳合金組分的質(zhì)量百分比為La彡(32士 1)%，Ni彡(68士 1)%。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料，其特征在于所述的稀土元素為La、Ce、Y中的兩種或多種組合以上，并以稀土銅合金、稀土鋁合金、鋯釔合金以熔煉的方式加入。
7.一種制備如權利要求1所述的含有添加元素銀銅基金屬氧化物觸頭材料的制備方法，其特征在于包括以下工序、霧化制粉，包括制備銀銅合金粉末和銀金屬合金粉末，其中，制備銀銅合金粉末，將銀銅合金加入稀土銅合金和鋯釔合金進行升溫熔煉，熔煉溫度為1090 1450°C，合金化后進行高壓水霧化成制備銀銅合金粉末；并烘干和過400-600目篩，其中所用原料按質(zhì)量百分比計為銀(10 55) %、稀土銅合金(1.2 8) %、鋯釔合金(1.2 5) %、銅余量進行配比；其中，制備銀金屬合金粉末，將銀、金屬和稀土鋁合金，進行升溫熔煉，熔煉溫度為 1030 1300°C，合金化后進行高壓水霧化成制備銀金屬合金粉末；并烘干和過400-600目篩，其中所用原料按質(zhì)量百分比計為 銀(55 80) % ； 稀土鋁合金(1.5 6. 5)；銦(3 7) %、鉍(0.5 2. 5) %和鉬(0.5 2. 5) %中的一種或多種組合； 余量為鎘或錫或鋅或銅進行配比；(2)、將銀金屬合金粉末經(jīng)焙燒氧化處理得到銀金屬氧化物粉末，氧化溫度為350 690°C，氧氣壓強為0. 3 3. 2Mpa，時間為1. 5 20小時；(3)、在超聲波鍍槽中加入銀氨溶液后加入導電陶瓷微粉震蕩分散處理4 10分鐘，再加入還原劑震蕩處理10 25分鐘制備出銀包覆導電陶瓷微粉并用去離子水洗滌烘干備用；(4)、將上述制備的銀銅合金粉末、銀金屬氧化物粉末和銀包覆導電陶瓷微粉按質(zhì)量百分比銀金屬氧化物粉末(20 50) %、銀包覆導電陶瓷微粉(0.3 9) %、銀銅合金粉末余量進行混合球磨，混粉時間為2. 5 7. 5小時，球料比為(7 70) 1 ；(5)、將步驟4得到的混合物進行成型燒結(jié)得到錠坯；等靜壓初坯成型壓強90 450Mpa,控制密度為理論密度的75 88%，初坯裝入燒結(jié)爐后抽真空沖入惰性氣體保護，燒結(jié)溫度為680 930°C，時間為4 12小時，而后隨爐冷卻至60 80°C出爐；(6)、復壓擠壓和軋制拉拔，將錠坯進行復壓和擠壓，然后進行軋制拉拔獲得含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料成品。
8.根據(jù)權利要求7所述的含有添加元素銀銅基金屬氧化物觸頭材料的制備方法，其特征在于所述的步驟(4)之前還進行在超聲波分散槽中加入無水乙醇后加入鑭鎳合金粉末震蕩分散處理8 12分鐘，形成鑭鎳合金粉末溶液，并將該鑭鎳合金粉末(占合金質(zhì)量百分比的0. 7% 1. 8%)溶液與銀金屬氧化物粉末(20 50)%、銀包覆導電陶瓷微粉(0. 3 9) %、銀銅合金粉末余量進行混合球磨，球料比為(8 20) 1。
9.根據(jù)權利要求7所述的含有添加元素銀銅基金屬氧化物觸頭材料的制備方法，其特征在于所述的(6)中復壓后的密度為理論密度的93%以上，壓力為155 655Mpa ；擠壓溫度為580 930°C 其中帶材擠壓比為28 280或者絲材擠壓比為95 450。
10.根據(jù)權利要求7所述的含有添加元素銀銅基金屬氧化物觸頭材料的制備方法，其特征在于帶材經(jīng)熱軋覆焊接層，一次壓下量不低于65%，溫度為705 895°C或者絲材拉拔退火溫度為530 830°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含添加元素的銀銅基金屬氧化物電觸頭材料及其制備方法，其特征是材料，其組成及質(zhì)量百分比為銀金屬氧化物合金(20～50)％，導電陶瓷(0.3～9)％，鑭鎳合金(0.7～1.8)％，添加元素(0.7～4.9)％，銀銅合金余量。其單質(zhì)元素質(zhì)量百分比為銀(15～63)％，金屬氧化物(4～25)％，導電陶瓷(0.3～9)％，稀土總量(0.01～5)％，添加元素總量(0.7～4.9)％，銅余量。其制備方法是材料按優(yōu)化性能配比熔煉霧化制粉(銀金屬合金粉、銀銅合金粉)、銀包覆導電陶瓷微粉、添加元素按其一定質(zhì)量的配比進行混粉、壓制錠坯、燒結(jié)擠壓、軋制或拉拔成觸頭材料。本發(fā)明具有成本低廉、綜合性能優(yōu)良的優(yōu)點。
文檔編號H01H1/021GK102290261SQ20111014019
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權日2011年5月27日
發(fā)明者張樹堂, 鄭曉杰 申請人:張樹堂, 浙江樂銀合金有限公司