專利名稱：碳化鈦基電觸頭材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳化鈦基電觸頭材料及其制備方法和用途，屬于材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電觸頭材料大致可以劃分成以下幾類銀基觸頭材料、鎢基觸頭材料、銅基觸頭材料以及貴金屬基弱電接點(diǎn)材料。其中，最具代表性的觸頭材料為Cu-W合金及Ag基觸頭材料(AgSn02、AgCd0、Ag-W系等)兩大類。由于W、Ag等均屬于貴金屬，資源儲(chǔ)量有限， 而且采用該類貴金屬作為原料使得觸頭材料的成本過于昂貴，不利于推廣應(yīng)用。另外，現(xiàn)有的觸頭材料耐磨性能差而很難使用在滑動(dòng)觸頭上。因此，開發(fā)其它種類的導(dǎo)電性能良好、硬度高、資源豐富、耐磨損、成本低的觸頭材料成為一種趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種新的電觸頭材料。本發(fā)明電觸頭材料為碳化鈦基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成 碳化鈦80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料，其優(yōu)選由下述重量配比的組分制備而成碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優(yōu)選選自Co，Cu，Ni，Mo， Cr中至少一種；所述的合金優(yōu)選選自Cu-Cr合金、Cu-Ni合金、Co-Cr合金、Co-Ni合金、 Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。本發(fā)明選擇的C、合金或金屬的優(yōu)點(diǎn)為1)、抗氧化性好。2)、與TiC顆粒潤濕性好。 3)、添加的C能從這些單質(zhì)或合金中彌散析出，有利于C的均勻分布。4)、導(dǎo)電性好。加Co、 Ni主要是起粘結(jié)劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結(jié)劑固結(jié)在一起，同時(shí)還有改善導(dǎo)電性的作用；加Cu和C主要是增加導(dǎo)電性，另外，加C還有增強(qiáng)壓坯(燒結(jié)中間產(chǎn)品)成型性的作用，加Cu也有粘結(jié)劑的作用；加Mo有改善潤濕性作用；加Cr有增強(qiáng)導(dǎo)電性作用、粘結(jié)劑和提高機(jī)械性能的作用。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種制備上述碳化鈦基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件(真空條件的真空度優(yōu)選為4X 10_4 5 X I(T4Pa)下于1000 1600°C保溫3 6小時(shí)，即得碳化鈦基電觸頭材料。其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中優(yōu)選按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優(yōu)選選自 Co, Cu,Ni,Mo, Cr中至少一種；a步驟中所述的合金優(yōu)選選自Cu-Cr合金、Cu-Ni合金、Co-Cr 合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利于燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會(huì)導(dǎo)致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優(yōu)選為200 400目。本發(fā)明還提供了上述碳化鈦基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。本發(fā)明還提供了由上述碳化鈦基電觸頭材料制備的電觸頭。本發(fā)明具有如下有益效果與普通的Cu-W，Ag-ff, Ag-SnO2等系列的電觸頭材料相比，本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料采用導(dǎo)電性、耐磨損和抗氧化的碳化鈦陶瓷與金屬或合金混合燒制成金屬陶瓷，該材料中碳化鈦與金屬結(jié)合強(qiáng)度高，接觸電阻低，抗熔焊性好，抗電弧腐蝕能力強(qiáng)。材料的制備工藝簡單可行，成本低，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明電觸頭材料為碳化鈦基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成 碳化鈦80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料，其優(yōu)選由下述重量配比的組分制備而成碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。其中，本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優(yōu)選選自Co，Cu，Ni，Mo， Cr中至少一種；所述的合金優(yōu)選選自Cu-Cr合金、Cu-Ni合金、Co-Cr合金、Co-Ni合金、 Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。本發(fā)明選擇的C、合金或金屬的優(yōu)點(diǎn)為1)、抗氧化性好。2)、與TiC顆粒潤濕性好。 3)、添加的C能從這些單質(zhì)或合金中彌散析出，有利于C的均勻分布。4)、導(dǎo)電性好。加Co、 Ni主要是起粘結(jié)劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結(jié)劑固結(jié)在一起，同時(shí)還有改善導(dǎo)電性的作用；加Cu和C主要是增加導(dǎo)電性，另外，加C還有增強(qiáng)壓坯(燒結(jié)中間產(chǎn)品)成型性的作用，加Cu也有粘結(jié)劑的作用；加Mo有改善潤濕性作用；加Cr有增強(qiáng)導(dǎo)電性作用、粘結(jié)劑和提高機(jī)械性能的作用。本發(fā)明還提供了一種制備上述碳化鈦基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件(真空條件的真空度優(yōu)選為4X 10_4 5 X I(T4Pa)下于1000 1600°C保溫3 6小時(shí)，即得碳化鈦基電觸頭材料。其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中優(yōu)選按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。
其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優(yōu)選選自 Co, Cu,Ni,Mo, Cr中至少一種；a步驟中所述的合金優(yōu)選選自Cu-Cr合金、Cu-Ni合金、Co-Cr 合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。其中，本發(fā)明制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利于燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會(huì)導(dǎo)致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優(yōu)選為200 400目。本發(fā)明還提供了上述碳化鈦基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。本發(fā)明還提供了由上述碳化鈦基電觸頭材料制備的電觸頭。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將8g TiC粉末(粒度200目)與2g Co混勻，然后于20MPa的液壓機(jī)上壓制成型， 取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將7g TiC粉末(粒度300目)與3g Cu混勻，然后于25MPa的液壓機(jī)上壓制成型， 取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將6g TiC粉末(粒度400目)與4g Ni混勻，然后于20MPa的液壓機(jī)上壓制成型， 取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1600°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將9. 8g TiC粉末(粒度350目)與0. 2g碳粉混勻，然后于30MPa的液壓機(jī)上壓制成型，取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時(shí)間為3. 5小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例5本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將8g TiC粉末(粒度250目)與0. 2g Mo和1. 8g Cr混勻，然后于20MPa的液壓機(jī)上壓制成型，取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1800°C，保溫時(shí)間為4. 5小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例6本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將7g TiC粉末(粒度300目)與3g Cu-Cr合金(Cu-Cr合金中的Cu含量為 60wt% )混勻，然后于20MPa的液壓機(jī)上壓制成型，取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時(shí)間為3小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例7本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將8g TiC粉末(粒度200目)與2g Co-Ni合金(Co-Ni合金中的Co含量為60wt% )混勻，然后于22MPa的液壓機(jī)上壓制成型，取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，保溫時(shí)間為5小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。實(shí)施例8本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料的制備將6g TiC粉末(粒度200目)與4g Cu-Ni合金(Cu-Ni合金中的Cu含量為 60wt% )和40g Ni混勻，然后于27MPa的液壓機(jī)上壓制成型，取出壓塊放進(jìn)真空燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400°C，保溫時(shí)間為4. 5小時(shí)，得到碳化鈦基電觸頭材料。測(cè)定所得碳化鈦基電觸頭材料的性能，結(jié)果如表1所示。表1本發(fā)明碳化鈦基電觸頭材料性能測(cè)定結(jié)果
權(quán)利要求
1.碳化鈦基電觸頭材料，其特征在于由下述重量配比的組分制備而成碳化鈦80 99 份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鈦基電觸頭材料，其特征在于由下述重量配比的組分制備而成碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳化鈦基電觸頭材料，其特征在于所述的金屬選自Co， Cu，Ni, Mo, Cr中至少一種；所述的合金選自Cu-Cr合金、Cu-Ni合金、Co-Cr合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。
4.制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其特征在于包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 99份，粘結(jié)劑20 1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻后的原料于20 30MPa的壓力下壓制成型，然后在真空條件下于1000 1600°C保溫3 6小時(shí)，即得碳化鈦基電觸頭材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其特征在于a步驟中按重量配比取下述原料混勻碳化鈦80 85份，粘結(jié)劑20 15份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其特征在于a步驟中所述的金屬選自Co，Cu，Ni，Mo，Cr中至少一種；a步驟中所述的合金選自Cu-Cr合金、Cu-Ni 合金、Co-Cr合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-Mo合金、Cu-Mo合金、Ni-Mo合金、Ni-Cr合金、Mo-Cr合金中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6任一項(xiàng)所述的制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其特征在于a 步驟中的原料的粒度為200 400目。
8.根據(jù)權(quán)利要求4 7任一項(xiàng)所述的制備碳化鈦基電觸頭材料的方法，其特征在于b 步驟中所述的真空條件的真空度為4X 10_4 5X 10_4Pa。
9.權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的碳化鈦基電觸頭材料在制備電觸頭中的用途。
10.由權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的碳化鈦基電觸頭材料制備的電觸頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及碳化鈦基電觸頭材料及其制備方法和用途，屬于材料領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了一種新的電觸頭材料及其制備方法和用途。本發(fā)明電觸頭材料為碳化鈦基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分制備而成碳化鈦80～99份，粘結(jié)劑20～1份；其中，所述的粘結(jié)劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
文檔編號(hào)H01B1/06GK102436864SQ201110213668
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉松利, 同艷維, 龐立娟, 張雪峰, 方民憲, 李會(huì)容, 李玉和, 鄧剛 申請(qǐng)人:攀枝花學(xué)院