[发明专利]一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料，包括Ag、Cu和TiB₂三种组分，Cu、TiB₂和Ag的质量百分比分别为5％‑20％，2％‑10％，70％‑93％，以上组分质量百分比之和为100％。本发明还公开了耐电弧侵蚀的银基电触头材料的制备方法：将按比例称取好的Ag粉、Cu粉和TiB₂粉预先混粉，得到预混粉末；再将预混粉末放入三维混粉机中进行再次混粉，得到混合粉末；随后将得到的粉末放入模具中进行压制，制成压坯；最后将压坯烧结炉中进行烧结，随后烧结炉自然冷却至室温，即获得AgCu‑TiB₂电触头材料。通过上述方法，本发明将TiB₂引入到Ag‑Cu合金电触头材料中，采用粉末冶金法制备出了低成本的AgCu‑TiB₂电触头材料，具有良好的导电导热性、优良的耐电弧侵蚀性、抗材料转移性和力学性能。

技术领域

本发明属于低压触头材料技术领域，具体涉及一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料，本发明还涉及该银基电触头材料的制备方法。

背景技术

电触头是开关电器中承担接通和分断电路的元件，对开关电器的安全运行起着决定性作用。银基触头因其良好的综合性能，广泛应用于继电器、接触器和断路器等低压电器中。随着低压电器向大功率、小型化、长寿命的方向发展，也对电触头材料提出了更高的性能要求，即应具有优良的导电导热性、耐电弧侵蚀性、抗熔焊性及良好的机械加工性。

我国银资源稀少，需要从国外大量进口。几乎70％的银都用于电触头材料的制造，因此为了提高银触头的综合性能，减少银的使用，复合添加不同特性的材料是最为常见的方法。Ag-Cu合金具有良好的导电导热性、流动性、浸润性以及优良的加工性能。对于银而言，铜是提高合金强度和抗摩擦性能最有效的合金化元素；对于铜而言，银元素可以改善合金的高温蠕变和抗软化能力，同时不会降低其导电率。但是，Ag-Cu电触头材料硬度低，耐电磨损性能和抗电弧侵蚀能力较差，而TiB₂具有良好的导电性和导热性，并且具有高熔点、高硬度和高弹性模量等优点，利用TiB₂的上述优点制备一种AgCu-TiB₂电触头材料具有重要的工程意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料，解决了现有电触头材料耐电弧侵蚀性能差的问题。

本发明的另一个目的是提供一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料，包括Ag、Cu和TiB₂三种组分，Cu、TiB₂和Ag的质量百分比分别为5％-20％，2％-10％，70％-93％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按照质量百分比分别称取如下材料：Cu粉、TiB₂粉和Ag粉5％-20％，2％-10％，70％-93％，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2，将称量好的Ag粉、Cu粉和TiB₂粉末放入球磨机中，并加入控制剂无水乙醇和分散剂聚乙烯吡络烷酮进行预先混粉，球磨机转速为250-350r/min，得到预混粉末；

步骤3，将预混粉末放入三维混粉机中进行再次混粉，震动频率为30-40Hz，得到混合粉末；

步骤4，将步骤3得到的混合粉末放入模具中进行压制，制成压坯；

步骤5，将压坯放入放电等离子热压烧结炉中进行烧结，真空度不低于10^-3Pa，烧结温度为600-900℃，烧结时间5-15min，随后烧结炉自然冷却至室温，即获得AgCu-TiB₂电触头材料。