一种交流接触器用铜合金触头材料及其制备方法 技术领域 本发明涉及到一种电触头材料及其制备方法， 具体涉及一种交流接触器用铜合金 触头材料及其制备方法。
背景技术 近年来， 随着科学技术的不断发展以及人们生活质量的不断进步， 交流接触器在 生活中的应用越来越广泛， 也越来越受到人们的关注。交流接触器在我们的生活中有着无 法替代的作用。 然而， 现有的交流接触器用铜合金电接触材料在使用过程中， 在电弧的作用 下， 工作表面易氧化， 接触电阻高， 导致温升高， 影响使用寿命， 其性能也有待提高。氧化钙 为白色立方晶体或粉末， 易溶于酸， 可以与水反应， 熔点为 2614℃， 沸点为 2850℃， 可以有 效提高材料的抗电弧烧蚀性及抗熔焊性。
发明内容 本发明目的在于提供一种具有导电性好、 接触电阻低， 耐烧蚀、 耐氧化、 抗熔焊等 优点的交流接触器用铜合金触头材料及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的 ： 一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基 体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示 为： 钨 W 5％～ 20％ ； 镍 Ni 5％～ 10％ ； 银 Ag 2.5％～ 5％ ； 镧 La 0.01％～ 0.5％ ； 氧化钙 CaO O.5％～ 5％ ； 氧化锡 SnO2 0.5％～ 5％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 10 ～ 50 微米的镍 / 银合金微粉 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 1 ～ 5 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 所述的铜粉的粒度为 1 ～ 5 微米。
(3) 将镍 / 银合金微粉、 镧 / 铜合金微粉、 钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比 例用混合机均匀地混合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 200-400 千牛 / 平方米下压制成等静压锭 坯；
(5) 将 等 静 压 锭 坯 在 有 保 护 气 氛 的 高 温 炉 中 烧 结 1-1.5 小 时， 烧结温度为 820-850℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。
所述的保护气氛， 是指还原性的气氛， 具体为通入氢气或者以木炭粉覆盖。
本发明所述的交流接触器用铜合金触头材料具有导电性好、 接触电阻低， 耐烧蚀、 耐氧化、 抗熔焊等优点， 可很好的应用于交流接触器用铜合金触头材料。
具体实施方式下面对本发明作进一步说明 ：
实施例 1 ：
一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示为 ： 钨 W 5％～ 20％； 镍 Ni 5％～ 10 ％ ； 银 Ag 2.5 ％～ 5 ％ ； 镧 La 0.01 ％～ 0.5 ％ ； 氧化钙 CaO 0.5 ％～ 5 ％ ； 氧化锡 SnO2 0.5％～ 5％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 10 ～ 50 微米的镍 / 银合金微粉 ； 该粉末粒度 较基体金属铜粉粒度要大， 这样有利于发挥镍银颗粒对于降低接触电阻的作用 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 1 ～ 5 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 采用该种粉末粒度小于镍银粉末 的粒度， 以利于发挥镍银颗粒降低接触电阻的作用 ；
所述的铜粉的粒度为 1 ～ 5 微米 ； 采用该种粒度有利于获得耐电弧烧蚀、 耐氧化等 综合性能较好触头材料显微组织。 (3) 将两种合金粉与钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比例用混合机均匀地混 合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 200-400 千牛 / 平方米下压制成等静压锭 坯；
(6) 将 等 静 压 锭 坯 在 有 保 护 气 氛 的 高 温 炉 中 烧 结 1-1.5 小 时， 烧结温度为 820-850℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。
实施例 2 ：
一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示为 ： 钨 W 5％ ； 镍 Ni 5％ ； 银 Ag ： 2.5％ ； 镧 La ： 0.01％ ； 氧化钙 CaO ： 0.5％ ； 氧化锡 SnO2 0.5％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 10 微米的镍 / 银合金微粉 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 1 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 所述的铜粉的粒度为 1 微米 ；
(3) 将两种合金粉与钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比例用混合机均匀地混 合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 200 千牛 / 平方米下压制成等静压锭坯 ；
(5) 将等静压锭坯在有保护气氛的高温炉中烧结 1 小时， 烧结温度为 820℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。
实施例 3 ：
一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示为 ： 钨 W 10％ ； 镍 N 9％ ； 银 Ag ：
4％ ； 镧 La ： 0.1％ ； 氧化钙 CaO ： 2.5％ ； 氧化锡 SnO22.5％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 20 微米的镍 / 银合金微粉 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 2 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 所述的铜粉的粒度为 2 微米 ；
(3) 将两种合金粉与钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比例用混合机均匀地混 合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 300 千牛 / 平方米下压制成等静压锭坯 ；
(5) 将等静压锭坯在有保护气氛的高温炉中烧结 1.2 小时， 烧结温度为 830℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。
实施例 4 ：
一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示为 ： 钨 W 15％ ； 镍 Ni 8％ ； 银 Ag 4％ ； 镧 La 0.4％ ； 氧化钙 CaO 4％ ； 氧化锡 SnO24％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 30 微米的镍 / 银合金微粉 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 3 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 所述的铜粉的粒度为 3 微米 ；
(3) 将两种合金粉与钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比例用混合机均匀地混 合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 350 千牛 / 平方米下压制成等静压锭坯 ；
(5) 将等静压锭坯在有保护气氛的高温炉中烧结 1.4 小时， 烧结温度为 840℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。
实施例 5 ：
一种交流接触器用铜合金触头材料， 以铜 Cu 为基体， 还有钨 W、 镍 Ni、 银 Ag 和镧 La 和氧化锡 SnO2 氧化钙 CaO， 其组成配方用重量百分数表示为 ： 钨 W 20％ ； 镍 Ni 10％ ； 银 Ag 5％ ； 镧 La 0.5％ ； 氧化钙 CaO 5％ ； 氧化锡 SnO2 5％ ； 余量为铜。
一种低压电器用无银无镉触头材料的制备方法， 方法如下 ：
(1) 先将镍粉和银粉按照重量比为 2 ∶ 1 用混合机均匀地混合在一起后熔配成合 金， 然后采取雾化沉积的方法制成粒度直径为 50 微米的镍 / 银合金微粉 ；
(2) 将镧粉与铜粉用混合机均匀地混合在一起后， 熔配成合金， 然后采用雾化沉积 的方法制备成粒度直径为 5 微米的镧 / 铜合金微粉 ； 所述的铜粉的粒度为 5 微米 ；
(3) 将两种合金粉与钨粉、 氧化锡粉末、 氧化钙粉末按上述比例用混合机均匀地混 合在一起 ；
(4) 将混合均匀的粉末用冷等静压机在 400 千牛 / 平方米下压制成等静压锭坯 ；
(5) 将等静压锭坯在有保护气氛的高温炉中烧结 1.4 小时， 烧结温度为 850℃ ；
(6) 将烧结出的锭坯送入到挤压机中挤压出板材或线材。本实施例 1-5 所使用的保护气氛， 是指还原性的气氛， 比如通入氢气， 或者以木炭粉覆盖。 本发明中， 通过使镍和银先熔合成较大颗粒， 然后再与其他组分混合烧结， 这样在 最终的组织中会存在一些导电性好、 接触电阻极低的质点， 在使用过程中大大降低了触点 材料的总体接触电阻 ；
本发明中， 通过先将铜粉与稀土元素预先混合， 可以使稀土附着在铜颗粒的表面， 这样在烧结成最终材料时， 仍保存着这样的组织， 可以有效提高材料的抗氧化性。
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