一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料及其制备方法与流程

本发明属于电触头材料制备领域，具体涉及一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料及其制备方法。

背景技术：

1、断路器的主要作用是用来接通和分断负载电路，以及切断故障电路，保证安全运行，是低压配电网中非常重要的保护电器。众所周知，断路器的“心脏”是电触头，它既要能够分断极高的短路电流，还要能够不频繁地接通和分断额定电流。为了满足断路器的使用要求，它一般由动触头和静触头配对组成，动触头需要具有耐电弧侵蚀能力强的特点，通常采用粉末冶金熔渗工艺生产的agw或agwc材料；静触头需要具有良好的抗熔焊能力，以及具有一定的抗电弧侵蚀能力的特点，通常采用粉末冶金烧结工艺生产的agwcc或挤压工艺生产的agc材料。这些材料绝大部分用于交流断路器中。随着风力发电、电动汽车等新能源行业的快速发展，对高压直流断路器的需求越来越大，由于直流电没有交流电周期性“过零”的特点，其电弧更加难以熄灭，因此对静触点的抗电弧侵蚀能力要求很高。原交流断路器中常用静触头agwcc或agc材料用于直流断路器时，虽然抗熔焊能力满足要求，但抗电弧侵蚀能力较差，电寿命往往不能满足要求。

2、综上所述，现有技术的制备方法所提供的agwcc材料存在如下问题：1. 高压直流断路器在接通和分断额定电流过程中，由于电弧更难熄灭，采用agwcc材料制备的静触头耐电弧侵蚀能力不足，而造成电寿命不足的问题；2. agwcc材料由于石墨与液态银润湿性差，无法采用熔渗工艺生产。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料及其制备方法。

2、本发明所采取的技术方案如下：一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1，采用还原性气体或惰性气体保护对镍包石墨粉进行预烧结，然后筛分；

4、s2，将筛分后的镍包石墨粉与银粉、碳化钨粉一起混合；

5、s3，对混合粉采用湿法制粒，然后经初压成型、预烧、熔渗，得到具有高强高导的银碳化钨镍石墨电接触材料。

6、优选的，步骤s1中，所采用的镍包石墨粉为通过化学包覆工艺得到的粒度200目以下的镍包覆石墨粉体，其中，镍的质量百分比为50%-90%。

7、优选的，步骤s1中，预烧结温度200℃-600℃，时间1h-6h。

8、优选的，步骤s1中，筛分为过150目-250目筛，取筛下粉。

9、优选的，步骤s2中，混合为将筛分后的镍包石墨粉、碳化钨粉、银粉一起机械混合，混合时间2h-6h。

10、优选的，步骤s3中，预烧为采用氢气或氨分解气保护，温度400℃-950℃，时间1h-4h。

11、优选的，步骤s3中，熔渗为采用氢气或氨分解气保护，温度1000℃-1300℃，时间1h-4h，熔渗片采用银片或细晶银片，其中细晶银片中镍含量占比0-0.3%。

12、一种银碳化钨镍石墨电接触材料，其为采用如上所述的制备方法得到的。

13、优选的，上述银碳化钨镍石墨电接触材料中包括，

14、ag   50-75质量份；

15、wc   25-50质量份；

16、ni   1-15质量份；

17、c    0.4-3质量份。

18、本发明的有益效果如下：与现有技术相比，本发明的制备方法采用镍包石墨粉，经预烧结强化后，在熔渗过程中银不与石墨接触，从而解决了含石墨材料不能与银熔渗的问题，操作简单，适于大批量生产。制作的银碳化钨镍石墨电接触材料既具有熔渗工艺高强度、高导电性和高抗电弧侵蚀性，还具有烧结工艺抗熔焊性好等特点。不管是用于低压交流断路器还是高压直流断路器，其电寿命均有大幅度提高，与传统混粉烧结法银碳化钨石墨电接触材料相比，电寿命提高100%以上，采用熔渗工艺使材料具有更高的强度和更好的导电性能，同时石墨粉的加入还保证了材料具有良好的抗熔焊性能，可满足高压直流断路器对静触头的使用要求。

技术特征：

1.一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所采用的镍包石墨粉为通过化学包覆工艺得到的粒度200目以下的镍包覆石墨粉体，其中，镍的质量百分比为50%-90%。

3.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，预烧结温度200℃-600℃，时间1h-6h。

4.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，筛分为过150目-250目筛，取筛下粉。

5.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中，混合为将筛分后的镍包石墨粉、碳化钨粉、银粉一起机械混合，混合时间2h-6h。

6.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中，预烧为采用氢气或氨分解气保护，温度400℃-950℃，时间1h-4h。

7.如权利要求1所述的银碳化钨镍石墨电接触材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中，熔渗为采用氢气或氨分解气保护，温度1000℃-1300℃，时间1h-4h，熔渗片采用银片片或细晶银片，其中细晶银片中镍含量占比0-0.3%。

8.一种银碳化钨镍石墨电接触材料，其为采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的。

9.如权利要求8所述的高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料，其特征在于：其中包括，

技术总结
本发明属于电触头材料制备领域，具体涉及一种高强高导银碳化钨镍石墨电接触材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：S1，采用还原性气体或惰性气体保护对镍包石墨粉进行预烧结，然后筛分；S2，将筛分后的镍包石墨粉与银粉、碳化钨粉一起混合；S3，对混合粉采用湿法制粒，然后经初压成型、预烧、熔渗，得到具有高强高导的银碳化钨镍石墨电接触材料。与传统的银碳化钨石墨材料相比，本发明解决了含石墨材料不能与银熔渗的问题，采用熔渗工艺使材料具有更高的强度和更好的导电性能，同时石墨粉的加入还保证了材料具有良好的抗熔焊性能。

技术研发人员：费家祥,于秀清,孔欣,郭仁杰,何正海,万岱,宋林云,柏小平,魏庆红
受保护的技术使用者：浙江福达合金材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19