一种Mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法与流程

本发明涉及一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，属于低压电器触头材料技术领域。

背景技术：

低压电器开关中的触头材料主要以银基复合材料为主，最早开发应用的ag/cdo电触头材料由于存在元素cd会导致环境污染、危害人类健康，而被欧盟ros指令限制使用。近年来，ag/cu、ag/ni、ag/c、ag/w、ag/meo等触头材料在部分领域替代了传统ag/cdo触头材料。虽然这些银基电触头材料基本能够满足市场的需求，但是这些替代材料的综合性能与ag/cdo触头材料相比，仍存在不足，进而限制了电触头材料的应用范围。

传统银基电触头材料的制备工艺主要包括：粉末冶金、合金内氧化、熔渗法。粉末冶金是最基本的触头材料制备工艺，其流程简单，添加元素相对容易，且不受材料组分的约束。但是，简单的粉末混合过程难以保证增强相在银基体中的均匀分布，且制备过程中原料易受外界污染，缺陷多，导致材料电接触性能恶化。与粉末冶金法一样，其他制备工艺也存在或多或少的缺陷。为了解决传统制备工艺的不足，研究人员相继开发了化学共沉淀法、化学镀、高能球磨、溶胶-凝胶法等新型电触头材料制备工艺。虽然新型制备工艺在一定程度上弥补了传统制备工艺的不足，但是这些方法所制备的银基电触头材料与预期相比存在较大的差距。主要原因在于无论哪种方法所获得的银基电触头材料，其综合性能都达不到传统电触头材料agcdo的优异程度。

技术实现要素：

基于上述行业背景，本发明提出采用真空熔炼结合电磁搅拌技术来获得分布均匀mo纳米球形颗粒增强的银基电触头材料，该材料在考虑到进一步提升银基电触头材料的综合性能时，兼顾了银钼电触头材料较低的制造成本，进一步推动银基电触头材料的工业应用。

本发明提供一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：在真空条件下，将纳米球形mo粉加入到银熔体中，并通过电磁搅拌后浇注到模具中，获得mo纳米颗粒增强银基电触头的锭坯，最后再采用挤压后拉拔或轧制制备成丝材或带材。

所述真空条件的真空度1×10^-5~1×10^-3pa。

所述纳米球形mo粉的粒度为40~60nm，mo占最后所得材料的质量百分比为2%~18%。

所述银熔体的温度为1000~1150℃。

所述电磁搅拌的搅拌频率为2~5hz。

所述电磁搅拌的搅拌时间为4~10min。

所述浇注温度为970~1000℃。

所述挤压温度为700~820℃，挤压压力为900~2000mpa。

本发明的有益效果：本发明通过现有的设备进行熔炼，前期投入较少；所获得的银基电触头材料中mo相以颗粒形式均匀分布于基体中，其材料具有良好的耐电磨损性、延展性、耐电侵蚀性及较低的接触电阻，不仅有利于后续材料拉丝或轧制过程中的塑性变形，而且也改善了银基电触头材料的电接触性能和使用寿命，与熔渗法及机械合金化法等制备的电触头材料相比，材料致密度高，可达理论密度的99%。

附图说明

图1为本发明实施例3中制备得到的mo纳米颗粒增强ag基电触头材料的金相显微组织。

具体实施方案

以下结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的保护内容不限于实施例所述范围。

实施例1

一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：在真空度1×10^-5pa环境下，将市售的40nm的mo粉按照最后得到的材料的质量百分比为2%的比例，加入到温度为1000℃的银熔体中，并在搅拌频率2hz强度下进行电磁搅拌，电磁搅拌4min后，在浇注温度为970℃浇注成锭坯，再将该锭坯在挤压温度为700℃，挤压压力为900mpa条件下挤压成杆坯，最后采用传统的拉拔工艺获得mo纳米颗粒增强的银基电触头丝材，材料致密度高，可达理论密度的99%，具有良好的延展性、耐电磨损性及电弧侵蚀性。

实施例2

一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：在真空度1×10^-5pa环境下，将市售的45nm的mo粉按照最后得到的材料的质量百分比为8%的比例，加入到温度为1100℃的银熔体中，并在搅拌频率4hz强度下进行电磁搅拌，电磁搅拌6min后，在浇注温度为990℃浇注成锭坯，再将该锭坯在挤压温度为750℃，挤压压力为1100mpa条件下挤压成杆坯；最后采用传统的拉拔工艺获得mo纳米颗粒增强的银基电触头丝材，材料致密度高，可达理论密度的99%，具有良好的延展性、耐电磨损性及电弧侵蚀性。

实施例3

一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：在真空度1×10^-4pa环境下，将市售的50nm的mo粉按照最后得到的材料的质量百分比为12%的比例，加入到温度为1050℃的银熔体中，并在搅拌频率3hz强度下进行电磁搅拌，电磁搅拌8min后，在浇注温度为980℃浇注成锭坯，再将该锭坯在挤压温度为800℃，挤压压力为1500mpa条件下挤压成杆坯；最后采用传统的拉拔工艺获得mo纳米颗粒增强的银基电触头丝材。

图1为本实施例所制备的mo纳米颗粒增强银基电触头材料的金相显微组织，图中黑色区域为mo相，白色区域为ag基体，可以看出mo增强相在ag基体中分布均匀，不存在明显的团聚现象；材料致密度高，可达理论密度的99%，具有良好的延展性、耐电磨损性及电弧侵蚀性。

实施例4

一种mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：在真空度1×10^-3pa环境下，将市售的60nm的mo粉按照最后得到的材料的质量百分比为18%的比例，加入到温度为1150℃的银熔体中，并在搅拌频率5hz下进行电磁搅拌，电磁搅拌10min后，在浇注温度为1000℃浇注成锭坯，再将该锭坯在挤压温度为820℃，挤压压力为2000mpa条件下挤压成杆坯，最后采用传统的轧制工艺获得mo纳米颗粒增强的银基电触头带材，材料致密度高，可达理论密度的99%，具有良好的延展性、耐电磨损性及电弧侵蚀性。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种Mo纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法，在真空条件下，将纳米球形Mo粉加入到熔化的银熔体中，并通过电磁搅拌后浇注，获得Mo纳米颗粒增强银基电触头的锭坯，采用挤压后拉拔或轧制制备成丝材或带材；该方法的最大优点在于可通过现有的设备进行熔炼，前期投入少；而且Mo以颗粒形式均匀分布在银基体中，从而使得该Ag‑Mo电触头材料与传统的粉末冶金电触头材料相比，其耐电磨损性、延展性、耐电弧侵蚀性均好于传统电触头材料。

技术研发人员：周晓龙;熊爱虎;阴树标;曹建春;黎敬涛
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2018.07.26
技术公布日：2018.12.18