[发明专利]一种银基陶瓷电触头材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电接触材料及其生产工艺，尤其是涉及一种以二硼化钛陶瓷相增强银基电接触材料，既银基陶瓷电触头材料及其制备方法。

背景技术

目前，绝大多数低压电器触点主要采用银镍合金材料、银金属氧化物等。虽然这些触点材料都具有良好的导电性，但是又不可避免存在一些缺点。其中，银镍触点材料，随着工业配电电压等级的提高，其抗熔焊性差的特点变的越来越明显，而银金属氧化物中，银氧化锡和银氧化镉使用的最为普遍，银氧化锡先天性脆性以致其加工困难，银氧化镉虽然是“天生”的触头材料，但是其镉蒸汽具有毒性，因而限制了其使用领域。因此，找到一种既兼顾上述材料的优点，同时又避免上述材料缺点的新材料就具有重要的实用价值。

硼化物陶瓷材料用作高温结构材料国内外报道的较多，硼化物中尤其以二硼化钛最为突出，其具有高硬度(HK_0.1＝35GPa)、抗弯强度(350-575MPa)、低的密度(4.52g·cm^-3)、高的热导率(室温下λ＝24-60W·m^-1·K^-1)以及高的耐磨损性，其中最重要的一点是在绝大多数超硬陶瓷材料中TiB₂具有最低的电阻率(9μΩ·cm)。但是目前国内外关于硼化物来制作电触点材料还没有任何报道。

发明内容

本发明旨在发明一种新型的电触头材料——银基陶瓷电触头材料，丰富触头材料的应用以及技术领域，且克服传统的银镍合金材料、银金属氧化物触头材料的上述缺点。

本发明的另一个目的是提供一种银基陶瓷电触头材料的制备方法。采用本法可让银与增强相二硼化钛充分结合。

为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包含以下组分，以质量百分比计：

1％≤二硼化钛≤40％，余量为银，所述的银的平均粒度为-350目，二硼化钛粒度为4～8μm。

为实现本发明的另一个目的，本发明的技术方案是包括以下步骤：

(1)混粉，将银粉和TiB₂粉按比例混合球磨，所述银粉的平均粒度为-350目，二硼化钛粉粒度为4～8μm；

(2)制粒并压制，将球磨混合好的粉末中添加粘结剂进行制粒并模压成型获得坯体；本步骤步骤采用擦筛制粒，保证粉末的流动性，以便在自动压机上进行压制成型。本步骤的模压成型在油压机上进行，其工艺条件是在100～750MPa压强下对经过制粒的粉末进行模压成型。

(3)烧结，将坯体在保护性气氛下进行脱粘结剂烧结；本步骤其工艺条件是：脱粘结剂温度在200～450℃之间，保温时间为0.5～3小时，烧结温度在750～900℃，烧结时间为0.5～3小时，氢气气氛或者惰性气氛保护。

(4)复压，对烧结后的坯体进行复压；本步骤在油压机上进行，其工艺条件是在400～1200MPa压强下进行压制，保压时间3～10秒钟

(5)退火，对复压后的坯体在保护性气氛下进行退火。本步骤退火工艺条件是：处理温度为400～650℃，保温时间为2～6小时，氢气气氛或惰性气氛保护。

本发明的优点在于：

1、本发明开创性的选用了二硼化钛颗粒增强银基复合材料，采用混粉压制烧结工艺。二硼化钛最突出的优点是具有良好的导电性，具有像金属一样的电子导电性以及正的电阻率温度系数，而且优于金属钛的导电性。常温下，它的电阻几乎可以与Cu相比，这使它能够弥补大部分陶瓷材料的不足，TiB₂优良的导电及机械性能为其在导电材料中的应用开辟了一条新途径。利用TiB₂的导电及耐磨性可得到性能优良的电接触或电摩擦功能材料。比如，将覆盖铜与TiB₂的复合颗粒用于电接触材料的生产；铜与TiB₂纤维组成的复合材料用来制造集成电路片，寿命提高10-10³倍；Ag-TiB₂复合材料作电接触材料比传统的Ag-W复合材料优越等，TiB₂有希望成为电接触材料中的优选陶瓷材料。

2、采用传统的球磨混合工艺实现金属相和陶瓷相的分散均匀性，在一定程度上改善了两者之间的物理润湿性和化学相容性以及界面结合力。

3、采用低温烧结方式，简化了技术陶瓷的制备过程，降低了生产成本，有利于金属陶瓷制备技术的应用推广。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1是本发明的材料制备工艺流程图

图2是金相组织照片x200；

图3是断口扫描电镜照片。