本发明涉及电接触材料技术领域,具体为一种银钨系电接触材料的制备方法。
背景技术:
电接触材料在电工行业中有着重要的应用,其性能直接影响开关电器的安全运行。贵金属电接触材料中的银基电接触材料因具有良好的综合性能被认为是最好的电接触材料,得到了广泛的应用。据统计,目前世界上每年用于电接触材料生产的银占每年全部银用量的四分之一以上,这是相当大的耗用,银的匮乏已经显现。而银含量对银基电接触材料的性能又有着关键影响,如何使电接触材料中的银含量下降同时又不影响材料性能甚至还能进一步提高性能,是材料领域工作者共同关注的问题。
近几十年来,银钨触头材料得到了广泛的研究,但由于使用过程中钨会发生氧化,存在接触电阻不稳定、温升较大的问题,国内外研究者一直尝试用wc-tic固溶体代替钨作为银基电接触材料中的高熔点添加物。电接触材料的性能除取决于材料成份外,还很大程度上取决于制造工艺,银钨系电接触材料传统制造工艺是机械混粉——固相烧结——复压,由于银和碳化钨及石墨等熔点悬殊,相互之间不固溶液不润湿,不能充分烧结,最终制备的材料组织疏松、电阻率大、结构强度低。
如何克服现有技术的不足,改善制备工艺,在降低银用量的情况下提高银钨系电接触材料的性能,是目前电接触材料技术领域重点关注的问题之一。
技术实现要素:
为克服现有技术的不足,本发明提供了一种银钨系电接触材料的制备方法,制备的电接触材料综合性能优越,还节节省了贵金属银的使用量、降低了生产成本,有利于推广应用。
为实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案:用wc-tic固溶体代替钨作为银基电接触材料中的高熔点添加物,电接触材料的化学组成质量百分比为:c:2~3%,wc:12~20%,tic:4~8%,余量为银。
具体的制备方法包括以下步骤:
(1)化学包覆法制备复合材料粉体:采用水合肼作为还原剂,分三次滴加,每次时间10~12min,得到复合材料粉体;
(2)所述(1)的复合材料粉体在油压机上在40~50mpa压强下进行模压成型;
(3)所述(2)得到的坯体在850~880℃温度下烧结,时间为1~3h;
(4)所述(3)得到的坯体在油压机上在100~120mpa压强下进行复压处理;
(5)所述(4)复压后的坯体在惰性气氛保护下,在400~500℃下保温2~3h,进行退火处理,即得成品。
本发明所提供的一种银钨系电接触材料的制备方法,其有益效果在于,采用化学包覆工艺,以水合肼为还原剂,对复合材料粉体实现了全量包覆,改善了复合材料的各项性能,而且节省了贵金属银的使用量,降低了生产成本,有利于推广应用。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种银钨系电接触材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按下述质量百分比准备原料:c:2%,wc:12%,tic:6%,余量为银。
(2)化学包覆法制备复合材料粉体:采用水合肼作为还原剂,分三次滴加,每次时间分别为10min、10min、12min,得到复合材料粉体;
(3)所述(2)的复合材料粉体在油压机上在40mpa压强下进行模压成型;
(4)所述(3)得到的坯体在850℃温度下烧结,时间为3h;
(5)所述(4)得到的坯体在油压机上在100mpa压强下进行复压处理;
(6)所述(5)复压后的坯体在惰性气氛保护下,在400℃下保温3h,进行退火处理,即得成品。
制得的电接触材料电阻率为2.87μω·cm,密度为9.55g/cm3,硬度为929mpa。
实施例2
一种银钨系电接触材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按下述质量百分比准备原料:c:2.5%,wc:15%,tic:4%,余量为银。
(2)化学包覆法制备复合材料粉体:采用水合肼作为还原剂,分三次滴加,每次时间分别为11min、10min、12min,得到复合材料粉体;
(3)所述(2)的复合材料粉体在油压机上在45mpa压强下进行模压成型;
(4)所述(3)得到的坯体在860℃温度下烧结,时间为2h;
(5)所述(4)得到的坯体在油压机上在110mpa压强下进行复压处理;
(6)所述(5)复压后的坯体在惰性气氛保护下,在450℃下保温2.5h,进行退火处理,即得成品。
制得的电接触材料电阻率为2.96μω·cm,密度为9.37g/cm3,硬度为876mpa。
实施例3
一种银钨系电接触材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按下述质量百分比准备原料:c:3%,wc:20%,tic:8%,余量为银。
(2)化学包覆法制备复合材料粉体:采用水合肼作为还原剂,分三次滴加,每次时间分别为12min、11min、10min,得到复合材料粉体;
(3)所述(2)的复合材料粉体在油压机上在50mpa压强下进行模压成型;
(4)所述(3)得到的坯体在880℃温度下烧结,时间为1h;
(5)所述(4)得到的坯体在油压机上在120mpa压强下进行复压处理;
(6)所述(5)复压后的坯体在惰性气氛保护下,在500℃下保温2h,进行退火处理,即得成品。
制得的电接触材料电阻率为3.02μω·cm,密度为8.96g/cm3,硬度为868mpa。