專利名稱：纖維結構性銀基電觸頭材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種材料技術領域的電觸頭材料及其制備方法，具體地說，涉及的是
一種纖維結構性銀基電觸頭材料及其制備方法。
背景技術：
隨著電器行業(yè)的快速發(fā)展，電器開關的應用對于電觸頭材料的性能提出了越來越 高的使用要求。具體為高的抗熔焊性，高的耐電弧燒蝕能力及優(yōu)良的導電率。針對以上要 求，國內(nèi)外研究者作了大量工作。主要從材料組分設計及增強相彌散均勻程度上去改善性 能。其中發(fā)現(xiàn)當采用擠壓方法制備的材料中，增強相顆粒具有纖維狀結構，相比于彌散分布 的增強相結構而言，此種結構具有更加優(yōu)良的抗熔焊和耐電弧燒蝕能力。但是單純的通過 混粉、燒結、擠壓法，所形成的纖維狀結構不明顯，并且連續(xù)性不夠。 經(jīng)對現(xiàn)有技術進行檢索發(fā)現(xiàn)，王永根童意平在《第五屆全國電工合金技術交流會》 2006年上發(fā)表的文章~"纖維復合AgNi線材的工藝研究"，該文中提出通過改進擠壓方 式，增大變形量的方式可以獲得具有較明顯纖維狀的Ni纖維增強相，并且指出纖維狀的Ni 纖維增強相有助于提高材料的電接觸性能。但是純粹通過后續(xù)的變形方法獲得的纖維增強 相，其纖維狀結構依然存在纖維結構連續(xù)性不夠的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，提供一種纖維結構性銀基電觸頭材 料及其制備方法，可以得到具有明顯纖維狀結構的電觸頭材料，該材料抗熔焊性和耐電弧 燒蝕性能均有較大程度的提高。 為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術方案是 本發(fā)明提供一種纖維結構性銀基電觸頭材料，該材料具有明顯的纖維狀增強相， 包括纖維狀增強銀基電觸頭材料B，銀基電觸頭材料B為一切可以采用擠壓方法制備的電 觸頭材料體系。纖維狀增強相區(qū)域直徑在1 P m-100 ii m之間；增強相形態(tài)為纖維或顆粒形 式。 本發(fā)明提供一種上述纖維結構性銀基電觸頭材料的制備方法，包括以下步驟 1)首先獲得一種適合擠壓方法制備的銀基電觸頭材料粉末A。 所述電觸頭材料粉末A，其特征為一切適合擠壓的銀基電觸頭材料粉末。 2)將絲材固定于模具中。絲材直徑為1 10mm，絲材固定的位置以模具中心對稱
分布。絲材的直徑、數(shù)目及相應模具直徑以材料成分配方所需量計算獲得。 所述絲材種類是指所有可以采用擠壓方法制備的一切電觸頭材料體系或電觸頭
材料增強相。 3)將第一步獲得的電觸頭材料粉末A倒入第二步的模具中進行預壓成型。
4)將第三步預壓成型獲得的坯體進行冷等靜壓。
5)將冷等靜壓獲得的坯體進行燒結。
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6)將熱壓后坯體進行熱擠壓，得到纖維結構性電觸頭材料。 進一步的，步驟6)熱擠壓獲得的絲材根據(jù)材料成分設計需要可以作為步驟2)中 絲材，按照上述步驟循環(huán)制備。 本發(fā)明所獲得的材料，采用坯體預先設計與擠壓方法相結合，使得材料結構中具 有明顯的纖維狀增強相組織結構，其耐電弧燒蝕能力比單純的顆粒分散增強的相同材料體 系觸頭材料提高10-20 %，沿擠壓方向?qū)щ娐侍岣?_10%，抗熔焊性提高10-20%。
具體實施例方式
以下對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明技術方案
之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。 實施例一 以制備Ag-5Cd0-5Ni觸頭材料為例 第一步獲得Ag-10Cd0顆粒增強銀電觸頭復合材料粉末 將AgCd(Cd重量占8X，余量為銀)合金粉末過100目篩，然后將AgCd合金粉末置 于60(TC高溫中，氧壓lMPa，預氧化3小時。 第二步將直徑為lmm的Ni絲置于模具中，Ni絲數(shù)目為60根，模具直徑為36mm，Ni 絲按模具底座中心對稱垂直模具壓制面排布即可。 第三步將第一步獲得的Ag-10Cd0粉末倒入第二步模具中進行預壓成型，壓力為 50MPa。 第四步將第三步獲得的預壓坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓壓力為200MPa
第五步將第四步獲得的冷等靜壓坯體進行燒結，燒結溫度為85(TC，燒結5小時。
第六步將熱壓好的坯體進行熱擠壓，熱擠壓溫度65(TC，保溫2小時，擠壓比為 300。 最終獲得具有連續(xù)Ni纖維增強結構與彌散CdO顆粒增強結構相結合的 Ag-5CdO-5Ni材料。其中Ni增強相直徑為1 y m，抗拉強度285MPa，沿擠壓方向電阻率為 2. 3ii Q. cm，硬度為85HV。 實施例二以制備Ag-4ZnO_8Sn02材料為例 第一步獲得Ag-6ZnO顆粒增強銀電觸頭復合材料粉末 將AgZn(Zn重量占7X，余量為銀)合金粉末過100目篩，然后將AgZn合金粉末置 于60(TC高溫中，氧壓lMPa，預氧化3小時，獲得Ag-8ZnO粉末。第二步將直徑為2mm的Ag_15Sn02絲材置于模具中，絲材數(shù)目為60根，直徑為2mm， Ag-15Sn02絲按模具底座中心對稱垂直模具壓制面排布即可，其中模具直徑為24mm。
第三步將第一步獲得的Ag-6ZnO粉末倒入第二步模具中進行預壓成型，壓力為 60MPa。 第四步將第三步獲得的預壓坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓壓力為100MPa
第五步將第四步獲得的冷等靜壓坯體進行燒結，燒結溫度為83(TC，燒結8小時。
第六步將熱壓好的坯體進行熱擠壓，熱擠壓溫度75(TC，保溫2小時，擠壓比為 150。最終獲得具有Sn02纖維狀增強與彌散ZnO顆粒增強相結合的Ag-4ZnO-8Sn02
實施例三以制備Ag-4ZnO-6CdO材料為例 第一步獲得Ag-8ZnO顆粒增強銀電觸頭復合材料粉末 將AgZn(Zn重量占7X，余量為銀)合金粉末過100目篩，然后將AgZn合金粉末置 于60(TC高溫中，氧壓lMPa，預氧化3小時，獲得Ag-8ZnO粉末。 第二步將直徑為10mm的Ag-12CdO絲材置于模具中，絲材數(shù)目為60根，Ag-12CdO 絲按模具底座中心對稱垂直模具壓制面排布即可，模具直徑為80mm。 第三步將第一步獲得的Ag-8ZnO粉末倒入第二步模具中進行預壓成型，壓力為 70MPa。 第四步將第三步獲得的預壓坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓壓力為150MPa
第五步將第四步獲得的冷等靜壓坯體進行燒結，燒結溫度為88(TC，燒結6小時。
第六步將熱壓好的坯體進行熱擠壓，熱擠壓溫度65(TC，保溫2小時，擠壓比為 200。 最終獲得具有Ag-12CdO纖維狀增強相與彌散ZnO顆粒增強相結合的 Ag-4ZnO-6CdO材料。其中纖維狀增強相區(qū)域直徑為100iim，抗拉強度為258MPa，沿擠壓方 向電阻率為3. 4 ii Q . cm，硬度為76HV。
實施例四以制備Ag-Ni 10材料為例
第一步獲得純Ag材料粉末。 第二步將直徑為10mm的Ni絲材置于模具中，絲材數(shù)目為60根，Ni絲按模具底座 中心對稱垂直模具壓制面排布即可，模具直徑為140mm。 第三步將第一步獲得的Ag粉末倒入第二步模具中進行預壓成型，壓力為lOOMPa。
第四步將第三步獲得的預壓坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓壓力為160MPa
第五步將第四步獲得的冷等靜壓坯體進行燒結，燒結溫度為85(TC，燒結8小時。
第六步將熱壓好的坯體進行熱擠壓，熱擠壓溫度55(TC，保溫3小時，擠壓比為 360。 第七步將第六步所獲得的Ag-Ni絲材作為第二步中所需絲材，重復1)_6)步方法 循環(huán)制備獲得Ag-Ni絲材。再以第七步獲得Ag-Ni絲材作為第二步所需絲材，重復1)_6) 步方法循環(huán)制備獲得Ag-Ni絲材。 最終獲得具有Ni纖維增強的Ag-NilO電觸頭材料。其中纖維狀增強相區(qū)域直徑 為liim，抗拉強度為338MPa，沿擠壓方向電阻率為1.8y Q.cm，硬度為96HV。
權利要求
一種纖維結構性銀基電觸頭材料，其特征在于，具有纖維狀增強相及彌散的顆粒增強相，包括纖維狀增強相銀基電觸頭材料或纖維狀增強相B，銀基電觸頭材料B為一切能采用擠壓方法制備的電觸頭材料體系，纖維狀增強相區(qū)域直徑在1μm-100μm之間；增強相形態(tài)為纖維或顆粒形式。
2. —種如權利要求1所述的纖維結構性電觸頭材料的制備方法，其特征在于包括以下 步驟1) 首先獲得一種銀基電觸頭材料粉末A ;2) 將絲材固定于模具中，絲材直徑為1 lOmm，絲材固定的位置以模具中心對稱分布， 絲材的直徑、數(shù)目及相應模具直徑以所需制備材料成分計算；3) 將第一步獲得的電觸頭復合材料粉末A倒入第二步的模具中進行預壓成型；4) 將第三步預壓成型獲得的坯體進行冷等靜壓；5) 將冷等靜壓獲得的坯體進行燒結；6) 將熱壓后坯體進行熱擠壓，得到纖維結構性銀基電觸頭材料。
3. 如權利要求2所述的纖維結構性銀基電觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟1) 中，所述銀基電觸頭材料A是適合采用擠壓方法制備的一切銀基電觸頭材料體系。
4. 如權利要求2所述的纖維結構性銀基電觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟2) 中，所述絲材，其種類是指所有能采用擠壓方法制備的一切電觸頭材料體系或電觸頭材料 增強相。
5. 如權利要求2所述的纖維結構性銀基電觸頭材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟6)熱擠壓獲得的絲材作為步驟2)中絲材，按照上述步驟循環(huán)制備。
全文摘要
本發(fā)明公開一種纖維結構性銀基電觸頭材料及其制備方法，該材料具有連續(xù)或非連續(xù)纖維狀增強相，包括纖維狀增強相銀基電觸頭材料或纖維狀增強相B，銀基電觸頭材料B為一切能采用擠壓方法制備的電觸頭材料體系，纖維狀增強相區(qū)域直徑在1μm-100μm之間；增強相形態(tài)為纖維或顆粒形式。本發(fā)明復合材料采用粉末冶金方法與擠壓法相結合的制備手段獲得此類材料。本發(fā)明方法制備獲得材料，相比傳統(tǒng)方法制備的電觸頭材料，抗熔焊性和耐電弧燒蝕性能均有較大提高。
文檔編號C22C5/06GK101707145SQ20091019628
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權日2009年9月24日
發(fā)明者甘可可, 祁更新, 陳樂生, 陳曉 申請人:溫州宏豐電工合金有限公司