專利名稱：一種AgTiB₂觸頭材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AgTiB2觸頭材料的制備方法。
背景技術(shù)：
AgTB2觸頭材料具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性和良好的耐電弧侵蝕性能，在觸頭材料中有著廣泛的應(yīng)用潛力。隨著對開關(guān)電器的小型化、長壽命和可靠性要求的不斷提高，對觸頭材料的性能提出了愈來愈高的要求。目前Ag基觸頭材料的制備主要采用傳統(tǒng)粉末冶金法，制備的產(chǎn)品致密度不高，導(dǎo)致低的導(dǎo)電性和差的耐電弧侵蝕性能。如果對強化相和材料組織進(jìn)行調(diào)控，既能提高致密度，又能分散電弧，減少電弧對觸頭材料的集中侵蝕，可顯著提高 AgTiB2觸頭材料耐電弧侵蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種AgTB2M頭材料的制備方法，克服了現(xiàn)有方法制備的Ag 基觸頭材料致密度低，導(dǎo)致導(dǎo)電性和耐電弧侵蝕性能差的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種AgTihM頭材料的制備方法，按以下步驟實施步驟1，球磨將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨， 并在球磨機中添加過程控制劑，控制球磨機轉(zhuǎn)速為150 400rpm，球磨時間為60 120h ；步驟2，混粉將步驟1球磨好的TiB2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99%的 Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TiB2顆粒占TB2顆粒與Ag粉總質(zhì)量的0. 1 10%，混粉時間為1 5h ；步驟3，壓制將經(jīng)步驟2混合好的粉末進(jìn)行冷壓，壓強為200 400MPa，保壓時間為10 40s ；步驟4，燒結(jié)將經(jīng)過步驟3壓制的壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10-3 ，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到400°C 600°C時，保溫 30min ；再升溫到600°C 700°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度700°C 900°C 時，保溫120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即獲得AgTB2觸頭材料。本發(fā)明的特點還在于，步驟1中磨球為瑪瑙球，球料比為20 1 60 1。步驟1中的過程控制劑為無水乙醇，添加量為TW2顆?？傎|(zhì)量的2 5%。步驟3中通過模具控制壓坯直徑為20 40mm，壓坯高度為10 30mm。步驟4中3次升溫過程中的升溫速度均為10 30°C /min。本發(fā)明的方法制成的觸頭材料，提高了 AgTB2觸頭材料的致密度和硬度，制備的AgTiB2觸頭材料具有優(yōu)良的耐電弧侵蝕性能。


圖1是本發(fā)明制備方法的流程圖；圖2是現(xiàn)有方法制備的AgTB2觸頭材料顯微組織照片；圖3是本發(fā)明實施例1中采用球磨的TB2粉末制備的AgTB2觸頭材料顯微組織照片；圖4是現(xiàn)有方法制備的AgTB2觸頭材料電弧侵蝕形貌顯微組織照片；圖5是本發(fā)明實施例1中采用球磨的TB2粉末制備的AgTB2觸頭材料電弧侵蝕形貌顯微組織照片。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種AgTiB2觸頭材料的制備方法，如圖1所示，按以下步驟實施步驟1，球磨將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨，磨球為瑪瑙球，球料比為20 1 60 1，并在球磨機中添加無水乙醇作為過程控制劑，添加量為TW2粉總質(zhì)量的2 5%，控制球磨機轉(zhuǎn)速為150 400rpm，球磨時間為60 120h ；步驟2，混粉將步驟1球磨好的TiB2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99%的 Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TiB2顆粒占總質(zhì)量的0. 1 10%，兩種組分的質(zhì)量百分比總和為100%，混粉時間為1 釙；步驟3，壓制將經(jīng)步驟2混合好的粉末進(jìn)行冷壓，壓強為200 400MPa，保壓時間為10 40s ； 通過模具控制壓坯直徑為20 40mm，壓坯高度為10 30mm ；步驟4，燒結(jié)將經(jīng)過步驟3壓制的壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10-3 ，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到400°C 600°C時，保溫 30min ；再升溫到600°C 700°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度700°C 900°C 時，保溫120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即可獲得AgTB2觸頭材料，其中3次升溫過程中的升溫速度均為10 30°C /min。實施例1將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨，磨球為瑪瑙球，球料比為60 1，并在球磨機中添加無水乙醇作為過程控制劑，添加量為TW2 粉總質(zhì)量的2%，控制球磨機轉(zhuǎn)速為200rpm，球磨時間為60h ；將球磨好的TB2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99 %的Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TW2顆粒占總質(zhì)量的4%，兩種組分的質(zhì)量百分比總和為100%，混粉時間為4h ；將混合好的粉末進(jìn)行冷壓， 壓強為350MPa，保壓時間為30s ；通過模具控制壓坯直徑為30mm，壓坯高度為25mm ；將壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C時，保溫30min ；再升溫到600°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度750°C時，保溫120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即可獲得AgTB2觸頭材料，其中3次升溫過程中的升溫速度均為15°C /min。實施例2將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨，磨球為瑪瑙球，球料比為20 1，并在球磨機中添加無水乙醇作為過程控制劑，添加量為TW2 粉總質(zhì)量的4%，控制球磨機轉(zhuǎn)速為150rpm，球磨時間為IOOh ；將球磨好的TB2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TiB2顆粒占總質(zhì)量的0. 1%，兩種組分的質(zhì)量百分比總和為100%，混粉時間為Ih ；將混合好的粉末進(jìn)行冷壓， 壓強為200MPa，保壓時間為40s ；通過模具控制壓坯直徑為20mm，壓坯高度為30mm ；將壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到400°C時，保溫30min ；再升溫到650°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度700°C時，保溫120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即可獲得AgTB2觸頭材料，其中3次升溫過程中的升溫速度均為10°C /min。實施例3將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨，磨球為瑪瑙球，球料比為40 1，并在球磨機中添加無水乙醇作為過程控制劑，添加量為TW2 粉總質(zhì)量的5%，控制球磨機轉(zhuǎn)速為400rpm，球磨時間為120h ；將球磨好的TW2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TiB2顆粒占總質(zhì)量的10%，兩種組分的質(zhì)量百分比總和為100%，混粉時間為證；將混合好的粉末進(jìn)行冷壓， 壓強為400MPa，保壓時間為IOs ；通過模具控制壓坯直徑為40mm，壓坯高度為IOmm ；將壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到600°C時，保溫30min ；再升溫到700°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度900°C時，保溫120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即可獲得AgTB2觸頭材料，其中3次升溫過程中的升溫速度均為30°C /min。表1傳統(tǒng)AgTW2觸頭材料和本發(fā)明所制備AgTW2觸頭材料的性能對比
材料名稱致密度％硬度Hv傳統(tǒng)AgTiB2觸頭材料91.4245.7本發(fā)明制備的AgTiB2觸頭材料94.6768.1從上表可以看出，本發(fā)明方法制備的AgTW2M頭材料的致密度和硬度有了明顯的提尚。圖2和圖4是傳統(tǒng)方法制備的AgTB2觸頭材料的微觀組織和電弧侵蝕后的表面形貌，圖3和圖5是本發(fā)明方法制備的AgTB2觸頭材料的微觀組織和電弧侵蝕后的表面形貌。從圖2和圖3中可以明顯的看出本發(fā)明制備的AgTB2觸頭材料的微觀組織中TB2顆粒變的細(xì)小，而且分布均勻；從圖4和圖5的對比中可以看出，和傳統(tǒng)制備方法相比，本發(fā)明
5制備的AgTW2觸頭材料的表面電弧侵蝕形貌更加平坦,不存在大的侵蝕蝕坑，材料的耐電弧侵蝕性能得到了極大地提高。 本發(fā)明制備的AgTW2觸頭材料具有更好的綜合性能，尤其是具有優(yōu)異的耐電弧侵蝕性能。
權(quán)利要求
1.一種AgTB2觸頭材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟實施步驟1，球磨將平均粒徑為1 10 μ m、純度不低于99. 9%的TB2顆粒在高能球磨機中球磨，并在球磨機中添加過程控制劑，控制球磨機轉(zhuǎn)速為150 400rpm，球磨時間為60 120h ；步驟2，混粉將步驟1球磨好的TB2顆粒與平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉在混料機中進(jìn)行混合，TiB2顆粒占TB2顆粒與Ag粉總質(zhì)量的0. 1 10%，混粉時間為1 5h ；步驟3，壓制將經(jīng)步驟2混合好的粉末進(jìn)行冷壓，壓強為200 400MPa，保壓時間為10 40s ；步驟4，燒結(jié)將經(jīng)過步驟3壓制的壓坯置于高溫真空燒結(jié)爐中，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后對爐內(nèi)進(jìn)行加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到400°C 600°C時，保溫30min ；再升溫到600°C 700°C時，保溫30min ；再繼續(xù)升溫到最終燒結(jié)溫度700°C 900°C時，保溫 120min后，隨爐自然冷卻到室溫，即獲得AgTB2觸頭材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中磨球為瑪瑙球，球料比為 20 1 60 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中的過程控制劑為無水乙醇，添加量為TiB2顆粒總質(zhì)量的2 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中通過模具控制壓坯直徑為20 40mm，壓坯高度為10 30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，步驟4中3次升溫過程中的升溫速度均為10 30°C /min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種AgTiB2觸頭材料的制備方法，該方法以高純度的Ag粉和TiB2粉為原料，通過對原材料TiB2粉球磨，隨后與Ag粉進(jìn)行混粉；然后在壓力機下進(jìn)行壓制，最后對壓坯進(jìn)行真空燒結(jié)，即制得AgTiB2觸頭材料。與傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法可顯著提高AgTiB2觸頭材料的的致密度和硬度，從而使耐電弧侵蝕性能得到了提高。
文檔編號H01H1/023GK102534280SQ20121003677
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者劉啟達(dá), 劉馬寶, 張?zhí)烀? 梁淑華, 王獻(xiàn)輝, 鄒軍濤 申請人:西安理工大學(xué)