[发明专利]TiC/TiB2/Al/Cu电触头材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料及其制备方法和用途。 

背景技术

目前，电接触材料大致可以分为以下几类：铜基触头材料、贵金属基触头材料、钨基触头材料等。其中应用最为广泛且最具代表性的就是Cu-W合金以及Ag基电接触材料两大类。对于这两类触头材料而言，其中的贵金属元素如Cu、Ag、W等所占的材料重量比大，因此价格昂贵，且这些金属的资源储量有限，影响和限制了其推广应用及进一步大规模开发应用。另外，现有的触头材料所含有的金属比例过大，导致硬度不高、耐磨性差。 

因此，开发一种稀贵金属含量低、导电性能良好、资源丰富、耐磨性好、成本低廉的电接触材料成为一种趋势。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料，由以下重量配比的原料制备而成：碳化钛28～40份，硼化钛10～20份，铝10～22份，铜20～54份，粘结剂1～3份；其中，所述粘结剂为石墨粉和/或有机溶剂。 

其中，上述材料优选由以下重量配比的原料制备而成：碳化钛28～32份，硼化钛8～12份，铝18～22份，铜32～54份，粘结剂2份。 

其中，上述电触头材料的原料中固体的粒度为1.5～2μm。 

本发明还提供上述的TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料的制备方法：将原料混匀后于10～20MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1100℃保温3～6小时，即得TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料。 

其中，上述方法中所述真空条件为4×10^-3～5×10^-3Pa的绝对压强。 

本发明还提供上述的TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料在制备电触头中的用途。 

本发明还提供上述的TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料制备的电触头。 

本发明的有益效果是：本发明中选择的石墨、铝的优点为：1)润滑性能良好。石墨粉具有良好的润滑性，可以大大降低摩擦阻力。2)导电性能良好。石墨粉以及铝粉的导电性能优异，可以大大降低电接触材料的接触电阻。3)与碳化钛颗粒润湿性良好。碳化钛颗粒与铜的润湿性能很差，容易形成孔隙，降低电接触材料的各项性能指标，加入铝粉后，铝可与铜形 成少量的中间合金，可很大程度的改善铜与碳化钛的润湿性，减少烧结过程中的气孔率，增加致密度。另外，添加石墨粉或有机溶剂还有增强压坯成型性的作用。 

本发明TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料与普通的Cu-W等传统电接触材料相比，明显降低了Cu含量，同时大大增加了强化相碳化钛及硼化钛的含量，并且大大改善了碳化钛与铜的润湿性，该材料的致密度高，接触电阻低，抗熔焊性好，硬度高，抗弯强度优异。同时，材料的制备工艺简单可行，成本低廉，设备简单，适合工业大规模生产。 

具体实施方式

本发明TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料，由以下重量配比的原料制备而成：碳化钛28～40份，硼化钛10～20份，铝10～22份，铜20～54份，粘结剂1～3份；其中，所述粘结剂为石墨粉和/或有机溶剂。 

其中，所述的有机溶剂可以是聚乙二醇、石蜡或丁苯橡胶。 

优选的，上述材料由以下重量配比的原料制备而成：碳化钛28～32份，硼化钛8～12份，铝18～22份，铜32～54份，粘结剂2份。 

优选的，上述电触头材料的原料中固体的粒度为1.5～2μm。原料如粒度过大，则颗粒表面活性较差，不利于烧结过程，需要延长烧结时间，增加成本；如粒度过小，则会在压制过程中导致气孔率增大，不利于材料的致密化。 

本发明还提供上述的TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料的制备方法：将原料混匀后于10～20MPa压力下压制成型，然后在真空条件下于700～1100℃保温3～6小时，即得TiC/TiB₂/Al/Cu电触头材料。