專利名稱：含不銹鋼系材料的電觸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種抗熔著、耐消耗與低接觸阻抗的電觸頭。
背景技術(shù)：
電觸頭為各種開關(guān)的核心組件，廣泛地應(yīng)用于日常生活領(lǐng)域，其中，電觸頭的材料的選擇對于開關(guān)的電氣壽命以及可靠度有關(guān)鍵性的影響，目前市面常用的電觸頭的材料包括下列幾種:銀氧化鎘(AgCdO):具備良好溫升、耐消耗與抗熔著特性，但鎘屬于毒性物質(zhì)，已逐漸為環(huán)保材質(zhì)所取代。銀氧化錫(AgSnO2):具良好抗熔著能力，然而卻存有阻抗過大且不易加工的缺點(diǎn)。銀氧化鋅(AgZnO):在中低負(fù)載條件下具有燃弧時(shí)間短、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，但材料的延展性與塑性較差，不易加工。銀鎢(AgW):擁有良好的抗熔著特性，但在非保護(hù)性氣氛通斷時(shí)，會(huì)引發(fā)阻抗過高問題。銀鎳(AgNi):在低壓開關(guān)上有著廣泛的應(yīng)用，擁有低接觸阻抗、易焊接等優(yōu)點(diǎn)，但存在抗熔著性不佳的缺點(diǎn)。銀鐵(AgFe):銀鐵受高溫環(huán)境生成的氧化鐵，具有良好耐電弧與抗熔著效果，但生成的氧化物逐漸堆棧于接觸表面，將導(dǎo)致溫升的遽然劣化之問題。不銹鋼(Stainless Steel):由于不銹鋼(不含銀)為鉻和鎳等對鐵固熔強(qiáng)化的合金，故純不銹鋼系觸頭具有耐蝕性、耐磨耗性佳的優(yōu)點(diǎn)，然而相較于含有銀基材料的電觸頭，純不銹鋼材料制成的電觸頭具有阻抗高的缺點(diǎn)。另一方面，美國發(fā)明專利US7015406揭示一種多層結(jié)構(gòu)的電觸頭，其主體為銅或不銹鋼，并在該主體上面加置銀或鎳層為中間層，接續(xù)設(shè)置由鉬族金屬構(gòu)成的接觸層。此外，日本專利特開2007-138237A揭示另一種電觸頭，其是在純不銹鋼主體的表面被覆銀材料(以電鍍的方式在鍍銀前須先預(yù)鍍一層0.01 0.1 μ m鎳以及0.05 0.2 μ m厚的銅或銅合金，并施以活性化處理，以改善彼此間的鍵結(jié))，但此種純不銹鋼系的主體仍具有加工性不良阻抗過高的缺點(diǎn)，難以泛用于各種輕、中負(fù)荷開關(guān)等應(yīng)用上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電觸頭，可用于各種開關(guān)(switch)、繼電器(relay)與斷路器(breaker)，且具備抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，并可避免因開關(guān)長時(shí)間開閉所引起的性能劣化。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電觸頭包含銀基及不銹鋼系材料，其中，不銹鋼系材料分散于銀基中，且不銹鋼系材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。上述的電觸頭，所述電觸頭可進(jìn)一步包含鎳材料，所述不銹鋼系材料與鎳材料分散于銀基當(dāng)中。不銹鋼系材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%，鎳材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。上述的電觸頭，其中所述不銹鋼系材料較佳是占所述電觸頭的重量百分比0.01%至 30%。上述的電觸頭，其中所述不銹鋼系材料選自鐵素體系(Ferrite)、奧氏體系(Austenite)、馬氏體系(Martensite)其中一種或其組合。相較先前技術(shù)，本發(fā)明的電觸頭的特征為其復(fù)合材料含有任一種或一種以上不銹鋼材料，且另含有銀或鎳的強(qiáng)化相混合復(fù)合材質(zhì)，故可以獲得良好的綜合性能。其中，銀為主要導(dǎo)電路徑的材料，且為排除熱能不可或缺的角色。不銹鋼為強(qiáng)化基材，可提供良好的抗熔著、耐消耗與優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。鎳則提供銀與不銹鋼間的潤濕作用，使本發(fā)明的電觸頭得以保有較低的接觸阻抗，從而延長了所述電觸頭的使用壽命。


圖1顯示制成本發(fā)明的電觸頭的復(fù)合材料，包含銀及不銹鋼材料的光學(xué)顯微鏡金相組織圖(倍率=XlOO)圖2顯示制成本發(fā)明的電觸頭的復(fù)合材料，包含銀、不銹鋼及鎳材料的光學(xué)顯微鏡金相組織圖(倍率:χιοο)。主要符號(hào)說明1:銀、2:不銹鋼、3:鎳
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解并據(jù)以實(shí)施本發(fā)明，以下配合附圖及符號(hào)詳細(xì)說明，但不以此為限。實(shí)施例1.1-1.6請參照表I，實(shí)施例1.1至1.6為本發(fā)明的電觸頭，其由復(fù)合材料制成，所述復(fù)合材料包含不同重量百分比的銀基及不銹鋼系材料，其中，不銹鋼系材質(zhì)均勻分散于所述銀基中。本發(fā)明的電觸頭的制作工序?yàn)?首先將平均粒徑106 μ m以下的銀粉與不銹鋼粉(選自 022Crl9Nil0(AISI304L),00Crl7Nil4Mo2(AISI316L)系列與05Crl7Ni4Cu4Nb(AISI630)不銹鋼粉其中一種或任兩種的混合)依表I中所顯示的不同的組成比例進(jìn)行混合，然后將混合粉以15ton/cm2壓力成型，獲得成型胚體，并于裂解氨還原性氣氛下850°C進(jìn)行燒結(jié)一小時(shí)，制得尺寸為(p4.75x〗mm的片狀電觸頭。在得到由所述復(fù)合材料所制成的電觸頭后，將上述實(shí)施例中1.1至1.6的電觸頭置于電觸頭試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行電氣特性試驗(yàn)，其測試條件為:AC110V、額定電流30A、觸頭間接觸力150g、開離力150g，并利用各項(xiàng)檢驗(yàn)設(shè)備觀察其觸頭電氣與機(jī)械性質(zhì)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示如表2。其中，實(shí)施例1.1及1.2的電觸頭，均使用銀及022Crl9Nil0不銹鋼粉的材料混合制成，惟其不銹鋼材料的重量 百分比分別為0.01wt%及0.lwt%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，實(shí)施例1.1及1.2的電觸頭的電氣壽命分別為17，418次與21，535次，這代表實(shí)施例1.2的電觸頭相對于實(shí)施例1.1的電觸頭，其電氣壽命增強(qiáng)了 24%〔 (21,535-17,418)/17,418)0故，可知如在一定的范圍內(nèi)，提高電觸頭的復(fù)合材料中的不銹鋼材料的混合比例，將可進(jìn)一步提高電觸頭的電氣壽命。實(shí)施例1.3,1.4,1.5,1.6的電觸頭，皆為銀材料混合比例為90wt%以及不銹鋼材料混合比例 IOwt %，且不銹鋼材料選自 022Crl9Nil0、00Crl7Nil4Mo2 與 05Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼粉依表I的混合比例所組成。試驗(yàn)結(jié)果顯示，這些實(shí)施例的電觸頭的電氣壽命分別為實(shí)施例1.3為26，227次、實(shí)施例1.4為29，521次、實(shí)施例1.5為29，257次、實(shí)施例1.6為27，822次。其中，電氣壽命最高者為實(shí)施例1.4的29，521次，取其與實(shí)施例1.1的電觸頭相比較，實(shí)施例1.4的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)69%。再取實(shí)施例1.4的電觸頭與實(shí)施例1.2的電觸頭相比較，實(shí)施例1.4的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)37%。由此可知,所述電觸頭在其混合材料中的不銹鋼材料混合比例10wt%的范圍內(nèi)(即含IOwt%以下)，其電氣壽命會(huì)隨著不銹鋼材料的混合比例提高而增強(qiáng)。比較例1.1、1.2、1.3、1.6比較例1.1,1.2,1.3及1.6顯示幾種已知的電觸頭，這些電觸頭的材料是利用平均粒徑106 μ m以下的銀粉、鎳粉與鐵粉按照如表I中的組成比例配制，并按照前述與實(shí)施例1.1相同的工序制作銀鎳、銀鐵的片狀電觸頭。接續(xù)將比較例中1.1、1.2、1.3及1.6在與上述實(shí)施例1.1相同的條件下，進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。比較例1.1的純銀電觸頭與比較例1.6的純不銹鋼電觸頭，其試驗(yàn)結(jié)果分別測得其電觸頭的電氣壽命為11，978次及249次。再觀比較例1.2與比較例1.3的電觸頭，其中的銀材料的混合比例皆為90wt%，而實(shí)驗(yàn)測試所得的電氣壽命分別為比較例1.2的16，404次以及比較例1.3的25，001次。相較之下，實(shí)施例1.1的電觸頭的電氣壽命較比較例1.1的電觸頭增強(qiáng)45%，較比較例1.6的電觸頭增強(qiáng)6，895%。故可得知電觸頭的復(fù)合材料中，不銹鋼材料混合比例自0.01wt%起即能增進(jìn)電觸頭的電氣壽命。而實(shí)施例1.2相對于比較例1.1，其電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)80%，相對于比較例1.6，其電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)8，549%。由此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知，本發(fā)明所提供的復(fù)合材料所制成的電觸頭，具有增強(qiáng)的電氣壽命。然后再以實(shí)施例1.3、1.4、1.5、1.6與比較例1.2、1.3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，以電氣壽命最高的實(shí)施例1.4與比較例1.2相比為例，其電氣壽命增強(qiáng)80%，明顯地可得知實(shí)施例1.4的電氣壽命較比較例1.2強(qiáng)化。從上述實(shí)施例與比較例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可得知，本發(fā)明由包含銀及不銹鋼材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭在電氣壽命上的表現(xiàn)較佳，改善了已知銀鎳抗熔著性不佳的缺點(diǎn)。除此之外，在上述實(shí)施例的不銹鋼材料選自022Crl9Nil0、00Crl7Nil4Mo2或05Crl7Ni4Cu4Nb其中一種或其組成，由于00Crl7Nil4Mo2不銹鋼中含有高熔點(diǎn)的鑰(Mo)以及少量具備抗熔著與還原效果的碳(C)，通過固熔強(qiáng)化可以提高不銹鋼的強(qiáng)度，使得材料的硬度與耐磨耗性能提升。在質(zhì)量損大的表現(xiàn)上，銀不銹鋼觸頭介于銀鐵與銀鎳間，可謂兼具了兩者間的共同優(yōu)點(diǎn)。另一 05Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼材質(zhì)具備著優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，也可使電觸頭獲得良好的電氣壽命，且改善觸頭的耐弧與耐消耗性能。此外，在05Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼本身屬于可利用熱處理方式加以強(qiáng)化的馬氏體系(Martensite)不銹鋼，在高溫操作下仍能確保良好的機(jī)械強(qiáng)度，雖然05Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼的電阻較奧氏體系(Austenite)不銹鋼如022Crl9Nil0與00Crl7Nil4Mo2為高，但導(dǎo)熱性能卻略優(yōu)于后者，因而可獲得較佳的溫升性倉泛。實(shí)施例1.7、1.8請參照表1，如實(shí)施例1.7與實(shí)施例1.8為本發(fā)明的電觸頭的其它實(shí)施樣態(tài)，其中，不銹鋼系材料分別占復(fù)合材料的重量百分比為實(shí)施例1.7的15%與實(shí)施例1.8的30%。其工序如前述實(shí)施例1.1至1.6相同的工序制成片狀電觸頭，此處容不贅述。比較例1.4、1.5比較例1.4及1.5的電觸頭，是以銀粉、鎳粉按照如表I中的組成比例進(jìn)行配制，并與實(shí)施例1.1相同工序制造而成。接著并將上述實(shí)施例1.7、1.8與比較例1.4、1.5按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。實(shí)施例1.7與比較例1.4的電觸頭，其銀材料占復(fù)合材料的重量百分比皆為85 %。且如表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，實(shí)施例1.7的電觸頭的電氣壽命為34，558次，而比較例1.4的電觸頭的電氣壽命為25，604次。相較之下，實(shí)施例1.7的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)35%。而實(shí)施例1.8與比較例1.5的電觸頭，其銀材料占復(fù)合材料重量百分比皆為70%。并如表2所示，實(shí)施例1.8的電觸頭的電氣壽命為20，537次，比較例1.5的電觸頭的電氣壽命為19,047次。相較之下,實(shí)施例1.8的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)8%。實(shí)施例1.9實(shí)施例1.9為本發(fā)明的另一種電觸頭實(shí)施樣態(tài)，所述電觸頭同樣由包含銀基及不銹鋼系材料的復(fù)合材料所制成，其中，所述不銹鋼系材料占復(fù)合材料的重量百分比為10 %。其工序大致相同于前述實(shí)施例1.1的電觸頭，此處容不贅述，只在燒結(jié)完畢后，將燒結(jié)完畢的胚體投入擠壓機(jī)內(nèi)，再以溫度800°c擠制成線，并將線材抽制至所需尺寸，在將此線材接續(xù)以鉚釘成型機(jī)在室溫下冷打成型，制成鉚釘型電觸頭。鉚釘為頭徑4mm，頭厚1mm，腳徑2臟，腳長2.2mm的鉚釘型電觸頭。比較例1.7比較例1.7的電觸頭，是將銀粉、鎳粉材料按照表I的組成比例配制，并按照與實(shí)施例1.9相同工序制成鉚釘型電觸頭。接著，將上述實(shí)施例1.9與比較例1.7在與實(shí)施例1.1相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。實(shí)施例1.9的銀不銹鋼觸頭的電氣壽命為33，329次，比較例1.7的銀鎳觸頭的電氣壽命為4，232次。相較之下，實(shí)施例1.9的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)688%。相對于比較例1.7的銀鎳鉚釘型電觸頭，本發(fā)明的銀不銹鋼鉚釘型電觸頭，由于不銹鋼擁有良好的耐弧與化學(xué)穩(wěn)定性，可同時(shí)改善已知銀鎳材料消耗大、不抗熔著等缺點(diǎn)。實(shí)施例2.1-2.9請參照表3，實(shí)施例2.1至實(shí)施例2.9為本發(fā)明所提供的另一種的電觸頭，其由另一種類型的復(fù)合材料所制成，所述復(fù)合材料除了包含銀基、不銹鋼系材料外，還進(jìn)一步包含鎳材料，不銹鋼系材料與鎳材料均勻分散于銀基當(dāng)中，且不銹鋼系材料與鎳材料分別占電觸頭材料的重量百分比，如表3中的復(fù)合材料混合比例數(shù)據(jù)所公開。并依據(jù)如同實(shí)施例1.1中相同的工序制成片狀電觸頭。
比較例 2.1、2.2、2.3、2.6比較例2.1、2.2、2.3是將銀粉、鎳粉與鐵粉按照如表3的組成比例配制，而比較例2.6則是純不銹鋼材料。且上述比較例2.1,2.2,2.3,2.6并分別以如實(shí)施例2.1相同工序制成片狀電觸頭。接續(xù)將上述實(shí)施例中2.1至2.9的電觸頭與比較例中2.1、2.2、2.3、2.6的電觸頭，按實(shí)施例1.1相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可得知，實(shí)施例2.2與實(shí)施例2.3的電觸頭分別與實(shí)施例2.1比較，實(shí)施例2.2增強(qiáng)15%，而實(shí)施例2.3增強(qiáng)則為更高的58%。由此可知，如固定銀混合比例，提聞不鎊鋼材料與鎮(zhèn)材料當(dāng)中不鎊鋼材料的混合比例，可進(jìn)一步提聞電觸頭的電氣壽命。比較例2.1與比較例2.6的電觸頭，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果所測得的電氣壽命分別為比較例2.1的11，978次與比較例2.6的249次。相較之下，實(shí)施例2.1的電觸頭的電氣壽命與比較例2.1的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)52%。而實(shí)施例2.1的電觸頭電氣壽命相對于比較例2.6增強(qiáng)7，214%。接著進(jìn)一步以實(shí)施例2.2進(jìn)行比較，實(shí)施例2.2相對于比較例2.1，電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)75%,相對于比較例2.6,電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)8，335%。再進(jìn)一步以實(shí)施例2.3做比較,實(shí)施例2.3相對于比較例2.1，電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)140%，相對于比較例2.6，其電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)11，460%。由此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知，本發(fā)明的上述實(shí)施例2.1至2.9的含有鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭可大幅增強(qiáng)電觸頭的電氣壽命。如實(shí)施例2.4至2.9，其中電觸頭中的銀材料的混合比例皆為90wt%，而不銹鋼與鎳材料的混合比例分別如表3所示，所述不銹鋼使用00Crl7Nil4Mo2不銹鋼粉。實(shí)施例2.4至2.9的電觸頭的測試結(jié)果如表4所示，其電氣壽命分別為實(shí)施例2.4為28，273次、實(shí)施例2.5為25，510次、實(shí)施例2.6為26，313次、實(shí)施例2.7為26，026次、實(shí)施例2.8為24，201次、實(shí)施例2.9為27，583次。其中，電氣壽命最高的為實(shí)施例2.4的電觸頭，其不銹鋼材料的混合比例為9wt%，鎳材料的混合比例為lwt% ;電氣壽命次高的則為實(shí)施例
2.9的27，583次，其不銹鋼材料的混合比例為2.5wt%，鎳材料的混合比例為7.5wt% ;電氣壽命最低的則為實(shí)施例2.8，其不銹鋼材料的混合比例為3.75wt%，鎳材料的混合比例為6.25wt%。相較之下，測試結(jié)果最高的實(shí)施例2.4的電觸頭比起比較例2.1的電觸頭，其電氣壽命增加了 136%。此外，即使以測試結(jié)果最低的實(shí)施例2.8的電觸頭與比較例2.1的電觸頭相比，實(shí)施例2.8的電氣壽命依然增加了 102%。由此可見，本發(fā)明以包含銀、不銹鋼與鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，其在電氣壽命上比起純銀的電觸頭，能相當(dāng)程度地提升其電氣壽命。如表4所示，比較例2.2與比較例2.3的電觸頭經(jīng)由試驗(yàn)所測得的電氣壽命分別為比較例2.2的16，404次、比較例2.3的9，890次。相較之下，實(shí)施例2.4至2.9的電觸頭與比較例2.2,2.3的電觸頭，取電氣壽命最高的實(shí)施例2.4與比較例2.2相比，實(shí)施例2.4增強(qiáng)72%，而取這些實(shí)施例中電氣壽命最低的實(shí)施例2.8與比較例2.2相比，實(shí)施例2.8亦增加48%。另外，取電氣壽命最高的實(shí)施例2.4與比較例2.3相比，實(shí)施例2.4的電氣壽命增加186%，而取電氣壽命最低的實(shí)施例2.8與比較例2.2相比，實(shí)施例2.8的電氣壽命亦提升了 145%。由此可見，在同樣具有銀材料，且其混合比例固定的情況下，本發(fā)明混合有不銹鋼與鎳材料的電觸頭，比起混合有純鎳或鎳鐵材料的銀基電觸頭，其電氣壽命有明顯的提升。
從上述實(shí)施例及實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，可以觀察到本發(fā)明由包含銀、不銹鋼及鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭在電氣壽命上的表現(xiàn)較佳，其中不銹鋼材質(zhì)選自022Crl9Nil0、00Crl7Nil4Mo2或05Crl7Ni4Cu4Nb其中一種或其組成，由于00Crl7Nil4Mo2不銹鋼中含有高熔點(diǎn)的鑰(Mo)以及少量具備抗熔著與還原效果的碳(C)，因而強(qiáng)化了觸頭的高溫特性，且碳與鉻的親和力大，能夠形成鉻的碳化物，通過固熔強(qiáng)化可以提高不銹鋼的強(qiáng)度，使得材料的硬度與耐磨耗性能提升。實(shí)施例2.10、2.11實(shí)施例2.10與實(shí)施例2.11為本發(fā)明另一種電觸頭實(shí)施樣態(tài)，其與實(shí)施例2.1至
2.9同樣以包含銀基、不銹鋼系材料及鎳材料的復(fù)合材料所制成，不同之處在于，實(shí)施例
2.10及2.11中的銀基材料占復(fù)合材料的重量百分比均為85%，而不銹鋼系材料與鎳材料共占復(fù)合材料的重量百分比為15%。比較例2.4比較例2.4的電觸頭是以銀粉、鎳粉按照如表3的組成比例進(jìn)行配制并以實(shí)施例1.1相同的工序所制成。同樣地，將上述實(shí)施例2.10,2.11與比較例2.4按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。其中，實(shí)施例2.10的電觸頭的電氣壽命為27，221次，而比較例2.4的電觸頭的電氣壽命為25，604次，相較之下，實(shí)施例2.10的電氣壽命增強(qiáng)6%。實(shí)施例2.11的電觸頭的電氣壽命為31，580次，與比較例2.4的電觸頭的電氣壽命25，604次相比，增強(qiáng)23%。實(shí)施例2.12請參照表3，如實(shí)施例2.12為本發(fā)明另一種電觸頭實(shí)施樣態(tài)，其與上述實(shí)施例2.1至2.11同樣為包含銀基、不銹鋼系材料及鎳材料的復(fù)合材料所制成，不同之處在于，銀基材料占復(fù)合材料的重量百分比為70%，不銹鋼系材料占復(fù)合材料的重量百分比為22.5%，鎳材料占復(fù)合材料的重量百分比為7.5%，并按實(shí)施例1.1相同工序制成片狀電觸頭。比較例2.5比較例2.5的電觸頭是以銀粉、鎳粉按照如表3中組成比例進(jìn)行配制，并以實(shí)施例1.1相同工序制作而成。將上述實(shí)施例2.12與比較例2.5按實(shí)施例1.1相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。其中，實(shí)施例2.12的電觸頭的電氣壽命為21，940次，而比較例2.5的電觸頭的壽命為19，047次。相較之下，實(shí)施例2.12的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)15%。由上述實(shí)施例2.10,2.11與比較例2.4的比較，以及實(shí)施例2.12與比較例2.5的比較結(jié)果顯示，由混合有銀基、不銹鋼材料與鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，比起僅用銀鎳材料所制成的電觸頭，其電氣壽命有明顯的提升。實(shí)施例2.13,2.14實(shí)施例2.13與實(shí)施例2.14為本發(fā)明的另一種電觸頭實(shí)施樣態(tài)，電觸頭是由包含銀基、不銹鋼系材料及鎳材料的復(fù)合材料所制成，其將如表3所示的不同重量百分比的各種材料依前述實(shí)施例1.9相同工序制成鉚釘型電觸頭。比較例2.7
比較例2.7為含有銀、鎳材料并按照表3所示的重量百分比以實(shí)施例1.9相同工序制成的鉚釘型電觸頭。接續(xù)將上述實(shí)施例2.13,2.14與比較例2.7按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如4所示。其中，實(shí)施例2.13的電觸頭的電氣壽命為21，113次，比較例2.7的電觸頭的電氣壽命為4，232次。相較之下，實(shí)施例2.13的電觸頭的電氣壽命增強(qiáng)399%。此外，實(shí)施例2.14的電觸頭的電氣壽命23，860次，與比較例2.7相比，其電觸頭的電氣壽命增加了464%。相對于比較例2.7的鉚釘型電觸頭，本發(fā)明以包含銀、不銹鋼及鎳材料的復(fù)合材料所制成的鉚釘型電觸頭，由于具有強(qiáng)化相的不銹鋼材料擁有良好的耐弧與化學(xué)穩(wěn)定性，可同時(shí)改善已知銀鎳材料消耗大、不抗熔著等缺點(diǎn)。實(shí)施例1.15請參照表5，實(shí)施例2.15的電觸頭實(shí)施樣態(tài)，其是按照表5所示的重量百分比，依照實(shí)施例1.1相同工序制成片狀電觸頭。比較例2.8比較例2.8的電觸頭，為銀及不銹鋼材料依照表5所示的重量百分比，按照實(shí)施例1.1相同工序制成片狀電觸頭。接著，將上述實(shí)施例2.12與比較例2.8按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行電氣特性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。其中，實(shí)施例2.15的電觸頭測得溫升為26°C，比較例2.8的電觸頭測得溫升為28.95°C。相較之下，實(shí)施例2.15的溫升測試結(jié)果較為低溫。因此，由上述結(jié)果顯示，在復(fù)合材料中加入鎳材料所制成的電觸頭，比起單純僅含有銀及不銹鋼材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，可以降低電觸頭的溫升效能，進(jìn)一步影響電觸頭的壽命。實(shí)施例2.16,2.17,2.18請參照表5，實(shí)施例2.16,2.17,2.18的電觸頭實(shí)施樣態(tài)，是按照表5所示的重量百分比，依實(shí)施例1.1相同工序制成片狀電觸頭。比較例2.9比較例2.9的電觸頭，為銀及不銹鋼材料依照表5所示的重量百分比，按照實(shí)施例1.1相同工序制成片狀電觸頭。接著，將實(shí)施例2.16,2.17,2.18與比較例2.9按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行電氣特性試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。其中，實(shí)施例2.16的電觸頭測得溫升為40.5°C，比較例2.9的電觸頭測得溫升為43.03°C。相較之下，實(shí)施例2.16的溫升較低于比較例2.9。而另一實(shí)施例2.17與2.18的電觸頭所測得的結(jié)果分別為31.23°C與31.73°C，相對于比較例2.9，實(shí)施例2.17及2.18的溫升測試結(jié)果均低于比較例2.9。由上述結(jié)果顯示，在復(fù)合材料中的銀基材料的重量百分比固定的時(shí)候，在復(fù)合材料中加入不同的不銹鋼材料，將會(huì)使復(fù)合材料所制成的電觸頭具有不同的特性，其中，同時(shí)混合鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，更能有效地降低電觸頭的溫升效能。實(shí)施例2.19
實(shí)施例2.19為本發(fā)明的另一種電觸頭的實(shí)施樣態(tài)，其復(fù)合材料中的銀、不銹鋼及鎳材料的比例如表5所示，而其工序及測試條件等均如上述實(shí)施例，此處容不贅述。比較例2.10比較例2.10的電觸頭，為銀及不銹鋼材料按表5的比例以與實(shí)施例1.1相同工序制成電觸頭，并進(jìn)行如上述各實(shí)施例及比較例相同的電氣特性試驗(yàn)，其結(jié)果顯示如表5。其中，實(shí)施例2.19的電觸頭測得溫升為37.2°C，比較例2.10的電觸頭測得溫升為49.23°C。相較之下，實(shí)施例2.19的溫升低于比較例2.10。由上述結(jié)果顯示，在復(fù)合材料中加入鎳材料所制成的電觸頭，比起僅具有銀及不銹鋼材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，會(huì)具有較低的溫升特性。實(shí)施例2.20、2.21實(shí)施例2.20與實(shí)施例2.21的電觸頭，其復(fù)合材料中各組成的重量百分比如表5所示，并依照實(shí)施例1.9相同的工序制造而成。比較例2.11比較例2.11的電觸頭，是以銀及不銹鋼材料依表5的重量百分比依實(shí)施例1.9相同的工序制造而成。接著，將上述實(shí)施例2.20,2.21與比較例2.11按實(shí)施例1.1在相同的測試條件下進(jìn)行同樣的電氣特性試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。其中，實(shí)施例2.20的電觸頭測得溫升為32.3°C，比較例2.11的電觸頭測得溫升35.73V。相較之下，實(shí)施例2.20在溫升測試所得到的結(jié)果低于比較例2.11。而另一實(shí)施例
2.21的電觸頭實(shí)際測得溫升為32.55°C，相對于比較例2.11的溫升測試結(jié)果，實(shí)施例2.21低于比較例2.11。由上述結(jié)果顯示，在制作鉚釘型電觸頭時(shí)，于所述復(fù)合材料中加入鎳材料，同樣具有降低電觸頭的溫升的特性。綜上，由表5當(dāng)中實(shí)施例2.15至實(shí)施例2.21的測試數(shù)據(jù)，與比較例2.8至比較例
2.11的測試數(shù)據(jù)比較可知，在復(fù)合材料當(dāng)中，如進(jìn)一步混合鎳材料，可明顯降低由復(fù)合材料所制成的電觸頭的溫升特性，比起僅用銀及不銹鋼材料所制的電觸頭，具有更加的良好接觸電氣特性及觸頭壽命。圖1及圖2為本發(fā)明的電觸頭的復(fù)合材料的較佳實(shí)施例的金相組織圖。其中，不銹鋼系材料2與鎳材料3均勻分布于銀基I中。本發(fā)明由包含銀基、不銹鋼系材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，不論是片狀或鉚釘型的電觸頭，相對于已知的片狀或鉚釘型的純銀、純不銹鋼、銀鎳、銀鐵電觸頭，其電氣壽命明顯增強(qiáng)，且具抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學(xué)穩(wěn)定性，而可避免因開關(guān)長時(shí)間開閉所引起的性能劣化。此外，本發(fā)明由包含銀基、不銹鋼系材料及進(jìn)一步含有鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭(其中，該不銹鋼系材料的重量百分比為0.01 35wt%，該鎳材料的重量百分比為0.01 35wt% )，不論是片狀或是鉚釘型的電觸頭，其電氣壽命皆大于已知如純銀、純不銹鋼、銀鎳、銀鐵材料所制成的電觸頭，最高更可增加達(dá)百倍以上。另一方面，本發(fā)明由包含銀基、不銹鋼系材料及進(jìn)一步含有鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，相較于僅用含銀及不銹鋼材料的電觸頭，其溫升特性較低。故本發(fā)明由包含銀、不銹鋼及鎳材料的復(fù)合材料所制成的電觸頭，除了可有效地增強(qiáng)電觸頭的電氣壽命外，還可進(jìn)一步地降低電觸頭的溫升特性，且同樣具備抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學(xué)穩(wěn)定性的特性，可避免因開關(guān)長時(shí)
間開閉所引起的性能劣化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；
凡其它未脫離本發(fā)明所公開的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。表I
權(quán)利要求
1.種電觸頭，其包含銀基及不銹鋼系材料，其特征為該不銹鋼系材料分散于該銀基中，其中，該不銹鋼系材料占該電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。
2.權(quán)利要求1所述的電觸頭，其中進(jìn)一步含鎳材料，該不銹鋼系材料與該鎳材料分散于該銀基當(dāng)中；該不銹鋼系材料占該電觸頭的重量百分比為0.01%至35%，該鎳材料占該電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。
3.權(quán)利要求1或2所述的電觸頭，其中該不銹鋼系材料占該電觸頭的重量百分比為0.01%至 30%。
4.權(quán)利要求1或2所述的電觸頭，其中該不銹鋼系材料選自鐵素體系、奧氏體系、馬氏體系其中一種或其任意組合。
5.權(quán)利要求3所述的電觸頭，其中該不銹鋼系材料選自鐵素體系、奧氏體系、馬氏體系其中一種或其任意組合。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種兼具抗熔著、耐消耗與低接觸阻抗特性的電觸頭，該電觸頭是由一種復(fù)合材料所制成，該復(fù)合材料包括銀基及不銹鋼系材料，其中所述不銹鋼系材料分散于銀基材料中，且其重量百分比占復(fù)合材料的重量百分比為0.01至35wt％。
文檔編號(hào)H01H1/023GK103093976SQ201210435260
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者林銘漳, 韓大鵬 申請人:品元企業(yè)股份有限公司