1.本发明属于电工触头材料技术领域，涉及一种高碲含量的铜基电触头材料及其制备方法。
背景技术：
2.目前现有的电触头材料中，一类是以银为主成分的银基电触头材料，另一类是以铜为主成分的铜基电触头材料。以银为主成分的银基电触头材料电性能很好，但成本很高。以铜为主成分的铜基电触头材料成本低，但电性能尚不如银基触头，尤其是抗熔焊性能方面。用于触头的白银逐年增加，电器生产厂商降低成本的需求越来越强烈，这就迫切需要一种能够取代银基触头的电接触材料。
3.碲是一种非金属元素，可却有十分良好的传热和导电性。其密度为6.0克/立方厘米，熔点449.5℃，沸点989.8℃，不但具有高导电性与高灭弧性，还具有高强度、高塑性等特性。作为电接触材料中抗熔焊成份，在电弧作用下碲气化使触头表面冷却、降低电弧能量，从而达到熄弧的目的，同时还具有吹除触头表面氧化物而保持较低电阻的作用。因而以碲作为第二相的触头材料具有良好的抗熔焊、耐电弧侵蚀性能以及低而稳定的接触电阻。
4.熔炼法制造的铜碲合金的碲含量通常只能达到0.4-0.8％(重量百分比)。碲含量高于这个重量百分比后加工性能急剧恶化且电阻急剧上升，无法制备成可实用的电接触材料。而碲含量范围0.4-0.8％的铜碲材料，抗熔焊性能不明显，无法起到提高抗熔焊性能的作用，需要提高碲含量。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种高碲含量的铜基电触头材料的制备方法，解决了现有的熔炼法制造的铜碲合金的电触头材料中碲含量低的问题。
6.本发明所采用的技术方案如下：一种高碲含量的铜基电触头材料的制备方法，步骤如下：
7.(1)将原料按比例混合均匀，其中，原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆的铜碲合金粉、铜合金粉、电解铜粉＝10-20：10-20：60-80，所述的铜碲合金粉中的含有碲的重量百分数为48-52％；
8.(2)将所获得的混合粉末在250～300mpa下冷等静压成坯料；
9.(3)坯料在氩气保护气氛下于800～1000℃烧结；
10.(4)烧结后的坯料在500～600吨的压力下复压；
11.(5)复压后的坯料在氩气保护气氛下于800～960℃复烧；
12.(6)复烧后的坯料于700～950℃下在还原性保护气氛下热轧；
13.(7)板材在氩气保护气氛下进行时效处理，处理温度500～870℃，处理时间1～3小时；
14.(8)将经过时效处理的板材冷轧再加工制得成品。
15.进一步的，所述的铜碲合金粉的平均粒度为1-3μm。
16.进一步的，所述的铜包覆的铜碲合金粉的铜包覆层厚度为0.05-0.2μm。
17.进一步的，所述的铜包覆的铜碲合金粉的铜包覆层采用化学镀铜的方法制得。
18.进一步的，所述的铜合金粉中含有重量百分数为0.8～2.0％的稀土元素中的一种或几种混合。
19.进一步的，所述的铜合金粉的平均粒度为-200目。
20.进一步的，所述的铜合金粉以水雾化法制得。
21.进一步的，所述的电解铜粉的平均粒度为－200目。
22.进一步的，以上的制备方法步骤具体如下：
23.(1)原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆的铜碲合金粉、铜合金粉、电解铜粉＝10-20：10-20：60-80，所述的铜碲合金粉中的含有碲的重量百分数为48-52％；将原料按比例混合，在保护气氛下，在高能球磨机上球磨6～12h，得到均匀的混合粉末；
24.(2)将所获得的混合粉末在250～300mpa下冷等静压成坯料；
25.(3)坯料在氩气保护气氛下于800～1000℃烧结，烧结时间为1～4小时；
26.(4)烧结后的坯料在500～600吨的压力下复压；
27.(5)复压后的坯料在氩气保护气氛下于800～960℃复烧，烧结保温时间为1～2小时；
28.(6)复烧后的坯料于700～950℃下在还原性保护气氛下热轧；
29.(7)板材在氩气保护气氛下进行时效处理，处理温度500～870℃，处理时间1～3小时；
30.(8)将经过时效处理的板材冷轧至产品规定厚度后，按产品尺寸进行冲裁加工，制得成品。
31.本发明的另一目的是提供一种经过如上所述的制备方法制得的一种高碲含量的铜基电触头材料。
32.本发明的优点及有益效果：本发明解决了现有的熔炼法制造的铜碲合金的电触头材料中碲含量低的问题，本方法制得的电触头材料，具备良好的导电性、导热性，抗熔焊、耐电弧烧蚀、抗氧化等优良特性，可广泛应用于低压电接触材料，如小型断路器触头与塑壳断路器触头。铜包覆铜碲合金粉与基质材料具有良好的相容性使铜包覆铜碲合金粉与铜基体结合强度很高。在经过粉末冶金加工后铜包覆铜碲合金粉成为弥散分布在铜基体中的第二相。而含有稀土元素的铜合金粉中的稀土元素则在粉末冶金加工后则成为第三相。在以铜为基体、铜包覆铜合金粉为第二相、微量稀土元素为第三相的材料中，由于铜为连续相，因而材料具有良好的导电性能和可加工性。触头工作产生电弧时，大量的铜包覆铜碲合金粉中碲在高温电弧作用下能够快速气化吸收电弧产生的热量而熄弧，减少电弧对触点的烧蚀，从而提高触头抗熔焊性与电寿命。同时碲的气化还能够吹除触点表面氧化物，使触头保持低而稳定的电阻。
具体实施方式
33.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
34.实施例1
35.一种高碲含量的铜基电触头材料的制备方法，步骤如下：
36.(1)原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆的铜碲合金粉、铜镧金粉、电解铜粉＝10：10：80，铜碲合金粉中的含有碲的重量百分数为48-52％，所述的铜包覆的铜碲合金粉的制备方法为：将铜碲合金经粉碎筛分而得到的平均粒径1-3μm的细小颗粒，再经化学镀铜获得厚度为0.05-0.2μm的铜镀层；所述的铜镧合金粉里含镧重量百分数为2％；以铜为基体、铜包覆的铜合金粉为第二相、微量稀土元素为第三相的材料中，由于铜为连续相，因而材料具有良好的导电性能和可加工性；将如上原料按比例混合，在保护气氛下，在高能球磨机上球磨6～12h，得到均匀的混合粉末；
37.(2)将所获得的混合粉末在250～300mpa下冷等静压成坯料；
38.(3)坯料在氩气保护气氛下于800～1000℃烧结，烧结时间为1～4小时；
39.(4)烧结后的坯料在500～600吨的压力下复压；
40.(5)复压后的坯料在氩气保护气氛下于800～960℃复烧，烧结保温时间为1～2小时；
41.(6)复烧后的坯料于700～950℃下在还原性保护气氛下热轧；
42.(7)板材在氩气保护气氛下进行时效处理，处理温度500～870℃，处理时间1～3小时；
43.(8)将经过时效处理的板材冷轧至产品规定厚度后，按产品尺寸进行冲裁加工，制得成品。
44.本实施例获得的材料性能：密度8.67g/cm3，电阻率2.15μω
·
cm，应用在小型断路器额定运行短路分断能力为6ka。
45.实施例2
46.本实施例的制备方法与实施例1相同，其不同之处在于，配方如下：原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆铜碲合金粉、铜镝金粉、电解铜粉＝20：20：60，所述的铜镧合金粉里含镝重量百分数为1％。
47.本实施例获得的材料性能：密度8.62g/cm3，电阻率2.21μω
·
cm，小型断路器额定运行短路分断能力为10ka。
48.实施例3
49.本实施例的制备方法与实施例1相同，其不同之处在于，配方如下：原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆铜碲合金粉、铜镧铈合金粉、电解铜粉＝18：15：70，所述的铜镧铈合金粉里含镧重量百分数0.5％，含铈重量百分数0.8％。
50.本实施例获得的材料性能：密度8.59g/cm3，电阻率2.20μω
·
cm，小型断路器额定运行短路分断能力为10ka。
51.实施例4
52.本实施例的制备方法与实施例1相同，其不同之处在于，配方如下：原料的重量份数之和为100份，以重量份数比：铜包覆铜碲合金粉、铜钐合金粉、电解铜粉＝18：12：70，所述的铜钐合金粉里含钐重量百分数1.5％。
53.本实施例获得的材料性能：密度8.58g/cm3，电阻率2.21μω
·
cm，小型断路器额定运行短路分断能力为10ka。
54.实施例5
55.一种高碲含量的铜基电触头材料的制备方法，步骤如下：
56.(1)铜包覆铜碲合金粉10kg、铜镧合金粉20kg、电解铜粉70kg，将原料在氩气保护气氛下，在高能球磨机上球磨6h，得到均匀的混合粉末。
57.(2)将所获得的混合粉末在250mpa下冷等静压成200
×
50
×
20mm的坯料。
58.(3)坯料在氩气保护气氛下于800℃烧结，烧结保温时间为4小时。
59.(4)烧结后的坯料在500吨的压力下复压。
60.(5)复压后的坯料在氩气保护气氛下于800℃复烧，烧结保温时间为2小时。
61.(6)复烧后的坯料于在氨分解气保护下于700℃下热轧板材。
62.(7)板材在氩气保护气氛下进行时效处理，处理温度500℃，处理时间3小时；
63.(8)将经过时效处理的型材冷轧至产品规定厚度，铕按产品尺寸进行冲裁加工。
64.本实施例获得的材料性能：密度8.60g/cm3，电阻率2.18μω
·
cm，小型断路器额定运行短路分断能力为6ka。
65.实施例6
66.(1)原料配方：铜包覆铜碲合金粉15kg、铜铈金粉15kg、电解铜粉70kg，所述的铜铈合金粉里含镝重量百分数为1.5％，铜碲合金粉中的含有碲的重量百分数为48-52％，所述的铜包覆的铜碲合金粉的制备方法为：将铜碲合金经粉碎筛分而得到的平均粒径1-3μm的细小颗粒，再经化学镀铜获得厚度为0.05-0.2μm的铜镀层；所述的铜镧合金粉里含镧重量百分数为2％；以铜为基体、铜包覆的铜合金粉为第二相、微量稀土元素为第三相的材料中，由于铜为连续相，因而材料具有良好的导电性能和可加工性；将原料在氩气保护气氛下，在高能球磨机上球磨12小时，得到均匀的混合粉末。
67.(2)将所获得的混合粉末在300mpa下冷等静压成200
×
50
×
20mm坯料。
68.(3)坯料在氩气保护气氛下于1000℃烧结，烧结保温时间为1小时。
69.(4)烧结后的坯料在600吨的压力下复压。
70.(5)复压后的坯料在氩气保护气氛下于960℃复烧，烧结保温时间为1小时。
71.(6)复烧后的坯料在氨分解气保护下于750℃下热轧成板材。
72.(7)板材在氩气保护气氛下进行时效处理，处理温度870℃，处理时间1小时；
73.(8)将经过时效处理的型材轧制或拉拔加工后，按产品尺寸进行冲裁加工。
74.本实施例获得的材料性能：密度8.62g/cm3，电阻率2.24μω
·
cm，小型断路器额定运行短路分断能力为10ka。