[发明专利]一种耐磨银电触头及其制备方法

说明书

本发明一方面提供了一种耐磨银电触头的制备方法，通过温喷涂将银粉末喷涂到金属基体上，在所述金属基体的表面形成银涂层，另一方面提供了由上述制备方法制得的耐磨银电触头；本发明采用温喷涂工艺将金属粉末喷涂在不锈钢基体表面，喷涂粒子温度低于粉末的熔点和分解温度，以抑制涂层形成过程材料因温度过高而发生相结构、成分及化学结构的变化，获得符合服役要求的涂层组织结构和性能，本制备方法更加简单可靠，不需要特别多的投入，并且相对于电镀，涂层厚度可控，耐磨性能更好。不仅提高了产品的服役时间，也方便进行多次快速修复。该方法经济环保、简单可靠，性能优异，适应于产业化等优点，在电触头材料领域有着广泛地应用前景。

技术领域

本发明涉及电触头材料领域，具体而言，涉及一种耐磨银电触头及其制备方法。

背景技术

随着工业革命的进步，以电力为主的能源体系在不断丰富。作为电源和负载间的关键部件，开关起着重要作用，是整个电路的“心脏”。而电触头材料则是开关的“心脏”，承担着接通、承载和分断电流的作用，其性能直接决定电器设备的安全性和可靠性。

理想的电触头材料需要适当的热传导系数和导电率、良好的耐压强度和抗熔焊性，在使用过程中还需要承受反复的开启和闭合引起的磨损问题。银基电触头材料在开关中应用最为常见。从经济性的角度来讲，电触头材料以不锈钢为基体，通过表面处理工艺在不锈钢基体表面形成一层均匀致密的银涂层。这种方法在满足电触头基本功能的情况下，能够实现经济效益的最大化。

而目前市场上最常见的电触头采用的是电镀的方法，存在以下问题：(1)银镀层厚度在10μm左右，耐磨性能较差，；(2)电镀银工艺是在剧毒的氰化物电镀液中进行的，极易对人体造成伤害；(3)电镀银工艺适合小批量生产，生产效率低，不容易满足大批量使用的要求。

公开号为CN107557733A的专利公开了一种电触头镀银的方法，此方法通过微弧离子镀的方法在电触头表面镀上一层银镀层，虽然这种方案在电触头表面镀上一层结合力好的银镀层，但是镀银过程较为繁琐，镀银前需要抽真空，镀银过程持续1～2小时，且镀层厚度在30μm左右，从经济性和生产效率的角度来讲，只适合特殊应用场景的小批量生产。

公开号为CN111468718A的专利公开了一种银氧化铜片状电触头及其制备方法，此方案采用烧结、复压、轧制、冲制、表面处理等一系列的工艺，此方法工艺流程较为复杂，需要多种大型设备。如需更改添加材料，则要更改相应的工艺参数。

现有的电触头材料制备技术有粉末冶金、热压烧结、电镀、化学镀、水热合成、机械合金化等。虽然电触头材料的结合和性能可以通过优化工艺来实现，但是这些工艺过程复杂，稳定性难以保障。因此，要实现大批量的电触头材料制备，亟需开发一种高效、经济、环保的电触头材料制备技术。温喷涂由于具有高效和高强度结合等优势引起研究者的注意。

温喷涂是一种基于超音速火焰喷涂的新型低温喷涂成型技术，最早应用于制备钛涂层。与超音速火焰喷涂相比，温喷涂也是使用可燃气体与氧气混合，在喷枪里燃烧产生高速的焰流；不同的是温喷涂通过向喷枪中添加一定量的惰性气体(如N2)或使用过量的惰性气体，结合燃气流量、氧气流量控制来调控喷涂火焰的温度和速度，使得喷涂粒子温度低于粉末的熔点和分解温度，以抑制涂层形成过程材料因温度过高而发生相结构、成分及化学结构的变化，获得符合服役要求的涂层组织结构和性能。相对于以上的表面处理工艺，它有以下明显的优势：工作效率高，材料利用率高，可进行多次修复，适合大批量生产；涂层的化学成分和粉末原材料保持一致，缺陷较少，保证涂层的稳定性。

温喷涂涂层在质量可靠性方面与电镀镀层相差无几，CN102560326A公开了使用温喷涂技术沉积准晶涂层的方法，通过温喷涂解决了准晶涂层气孔率高，存在微裂纹的问题，但该专利主要针对基础科学研究做了前期的工作，但针对产业化的应用需求还是有待拓展的。

申请内容