一種隔離開關觸頭的材料及其加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬復合材料，特別是涉及一種隔離開關觸頭的材料及其加工工
ο
技術背景
[0002]真空斷路器對觸頭需要如下要求:高的電流開斷能力；低的截流值；較好的電壓承受能力；低而穩(wěn)定的接觸電阻和溫升；較高耐磨和抗熔焊能力；然而這些要求彼此矛盾，不可能用一種金屬來滿足所有這些要求。比如，電流開斷能力與截流值受材料熔點和蒸氣壓的影響。蒸氣壓高，合金具有很高聽截流值，相反，則電流開斷能力會受到明顯的影響。因而，在很多實際應用過的合金材料中，至少將兩種其不足性能可互補的元素結合使用。
[0003]目前，鑒于負載的多樣性，對真空斷路器的要求越來越高。如用于中斷有感應電流的真空斷路器，除了要求有良好的電壓承受能力、低而穩(wěn)定的接觸電阻和溫升外，往往要求真空斷路器具有觸頭材料如要求有低截流值和大的電流開斷能力。
[0004]作為具有你的截流值的的觸頭有:用熔融方法生產(chǎn)的銅鉍合金(含鉍多為
0.5wt%s 10.0%等。銅碲合金作用機理與銅祕合金相同，特點相似)，用燒結恪滲方法生產(chǎn)的銅鉻觸頭。
[0005]銅鉍合金觸頭，其截流值可通過鉍的選擇性蒸發(fā)得到保證，因為鉍具有適當?shù)恼魵鈮?。與此同時，鉍在晶體顆粒邊界以分離的形式存在，使合金變?nèi)?，因而具有較好的抗熔焊能力。但鉍對合金觸頭的抗電壓能力和真空斷路器的電流開斷能力有明顯的負作用。而且，隨著使用次數(shù)地增加，因鉍的揮發(fā)，合金觸頭的低的截流性能逐步變壞。
[0006]對于銅鉻合金，在高溫下鉻和銅具有較好的熱特性，觸頭材料在抗高壓和大電流開斷性能方面具有優(yōu)異的性能，其電流斷續(xù)性能(截流性能)也表現(xiàn)出相當優(yōu)良的性能，但銅鉻合金在抗熔焊性能方面對小型化斷路器方面是有缺點的，因驅(qū)動銅鉻合金觸頭的操作機構較之用銅鉍合金觸頭的操作機構(小型化斷路器)需要更大的斷開力，在經(jīng)濟上是浪費的，銅鉻使合金多用于真空負荷開關等大型開關。
[0007]同時，長期以來，電觸頭產(chǎn)品生產(chǎn)商負責制造合格的產(chǎn)品，使用商根據(jù)自己的工藝，使用銀銅鋅或銀銅磷焊料在添加助焊劑的情況下，將觸頭產(chǎn)品焊接在銅支架上。由于電器廠商常因不熟悉觸頭的材料性能，使所采用的焊接材料與電觸頭產(chǎn)品基體接合不夠牢固，使用時常因焊接質(zhì)量問題影響供電質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種高抗熔焊的銀碳化鎢合金觸頭材料，提高觸點的使用性能和使用壽命，同時自帶焊料方便電器廠商的操作，這種可以使焊料與電觸頭產(chǎn)品基體接合更牢固，減少因焊接產(chǎn)生的質(zhì)量問題風險。本發(fā)明的另一個目的在于提供高抗熔焊的銀碳化鎢合金觸頭材料的制備方法。
[0009]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種隔離開關觸頭的材料，其特征在于，主體成分包括??碳化鎢45?73wt %，鎳小于0.05%，余為銀。焊接層成分包括:銀40?60 %，銅20?30 %，余為鋅或磷至少一種。碳化鎢顆粒粒徑為0.7?4um.碳化鎢可以采用C(W.Ti)粉替代，C(W.Ti)粉中鎢與鈦之比約為7?8: 3?2。
[0010]一種隔離開關觸頭的材料制備方法，包括以下步驟:
1)首先將銀粉、碳化鎢粉過篩分級，選定特定的粒徑。
[0011]2)將具有第一粒徑的銀粉與具有第二粒徑的碳化鎢粉末按1?1.5: 9?8.5的比例進行混粉，通過多次(至少二次以上)反復成型破碎熱處理制成大于第一、二粒徑的第二粒徑的A粉；
3)將A粉中加入鎳的草酸鹽或硝酸鹽溶液，伴勻，加入鎳的草酸鹽或硝酸鹽溶液時確保鎳的最終成份小于0.05%范圍內(nèi)；
4)將上述烘干的粉末壓制成料，成型坯體孔隙率在30%?50%，可根據(jù)最終成分在范圍內(nèi)調(diào)整孔隙率；
5)在高溫燒結爐中對壓制成形的坯料預處理，預處理溫度為850°C?1000°C，時間5分鐘?120分鐘，氫氣氣氛保護；
6)對預燒處理后的坯料浸燒，燒結溫度為1100°C?1200°C進行浸燒，時間2?3小時；
7)將上述成分的銀焊料粉末采用機械方法進行預處理，在氫氣中400°C?450°C退火2?3小時，得B粉，B粉具有片狀結構，或具有片狀的粉末應至少占60wt%以上。
[0012]8)將甲基纖維素、乙基纖維素組成的組中至少一種加入到松油醇或丙三醇中，按1: 23?25的比例加入；在100°C?200°C熱處理，時間30分鐘至180分鐘，配成有機物漿料；通過機械方法將B粉加入漿料，伴勻，低于10°C以下溫度保存；
9)將浸燒合格的電觸頭整齊排放，將漿料均勻涂覆在產(chǎn)品表面，在氫氣中300 °C?650°C階段式升溫熱處理，總時間2?3小時，取出產(chǎn)品進行后續(xù)加工得合格產(chǎn)品。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
采用本發(fā)明可以低成本的將銀焊料附在電觸頭產(chǎn)品表面，使焊料與電觸頭產(chǎn)品基體接合更牢固，減少因焊接產(chǎn)生的質(zhì)量問題風險。此技術并不僅僅限于將焊料覆在銀碳化鎢料上.事實上，它適用于生產(chǎn)片狀、帶材等所有含銀電觸頭產(chǎn)品，觸頭產(chǎn)品廣泛用于各種等級的高壓、低壓電器和真空開關上。
【具體實施方式】
[0014]對于銀碳化鎢合金觸頭，它具有優(yōu)良的低截流性能，主要是因為:WC的存在有助于電子發(fā)射；在電弧作用下WC易分解；由于發(fā)射電子的電場的振動，因受熱觸頭材料表面的蒸發(fā)得到加速，且銀具有較高的蒸氣壓。據(jù)資料介紹可以通過改變抗弧成分WC的含量來改變合金觸頭的電流開斷能力和截流值，使觸頭達到很好的綜合性能。與此同時，防弧成分如WC顆粒的大小對合金材料截流值的一致性有很明顯的影響，對材料抗壓能力也有負面的影響。由于銀與碳化鎢之間浸潤性的因素，生產(chǎn)銀碳化鎢材料的現(xiàn)有技術中，往往加入較多的助燒劑如FeCo和Ni，加入助燒劑有助于得到組織更優(yōu)秀的材料，尤其是采用細顆粒的碳化鎢粉生產(chǎn)銀碳化鎢材料時更明顯，但在材料中加入過多的助燒劑，會因為助燒