一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法技术

技术编号:19010518 阅读:39 留言:0更新日期:2018-09-22 10:13
本发明专利技术公开一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法,先在球形纳米SnO2表面镀钨,然后将所获得的钨包裹SnO2的复合纳米颗粒放入银熔体中,经过搅拌、浇注、挤压、拉拔或轧制等工艺制得。本发明专利技术的优点在于极大的提高了材料的致密度,并使得复合纳米颗粒能够在银基体均匀分布。与传统银金属氧化物电触头材料相比,本发明专利技术制备的复合纳米颗粒增强银基电触头材料的电阻率低,电接触过程中熔池的粘度高,耐电弧侵蚀性良好。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法
本专利技术涉及一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法,属于低压电器触头材料

技术介绍
公知的银金属氧化物电触头材料都是颗粒金属氧化物增强银基复合材料,如AgSnO2、AgCdO、AgZnO、AgREO等。其中AgCdO电接触材料虽然其综合性能优异,被称为“万能触点材料”,但由于制备、使用过程中的毒性问题被欧盟ROS指令限制使用。其他几种银金属氧化物材料是近年发展起来的被认为是代替AgCdO复合材料最好的电触头材料;虽然这几种银金属氧化物复合材料能够基本满足市场的需求,但与AgCdO电触头材料相比,其综合性能不是非常理想,特别是抗电弧侵蚀性、灭弧性方面需要进一步的改善。银金属氧化物电触头材料制备工艺除了传统的混粉-压制-烧结工艺外,还采用了共沉淀制粉、雾化制粉、扩散合金粉、预内氧化、后内氧化、冷等静压、热锻、挤压、熔渗、活化烧结等。主要工艺有四种,即:(1)合金内氧化法;(2)化学共沉淀法;(3)粉末冶金法;(4)原位反应合成法。但是这些方法所制备的AgMeO电触头材料却不尽能达到人们的预期。主要原因在于无论哪种制备方法所获得的AgMeO电触头都不能达到AgCdO电触头材料那样的综合性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足,本专利技术采用熔炼技术来获得钨包裹SnO2为增强相的银基电触头材料,该材料综合了银钨电触头材料与银二氧化锡电触头材料的优势,拓宽了该银基电触头材料的应用领域。本专利技术采用传统的镀钨工艺,在市售的粒径为10-100nm的球形纳米SnO2表面镀一层厚度为8-30nm的钨;然后在真空度为10-5的真空条件下,将钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到银熔体中(熔体温度为980-1150℃),钨包裹SnO2的复合纳米颗粒与银熔体的质量百分比为10-20%,机械搅拌(速率为400-1500r/min)3-8min后,在浇注温度为970-1000℃进行浇注获得锭坯;再将该锭坯在挤压温度为700-820℃、挤压压力为900-2000MPa条件下挤压成杆坯;最后采用传统的拉拔(或轧制)工艺获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料。优选的工艺为:球形纳米SnO2粒径为20nm。钨的镀层厚度为12nm。浇注温度为980℃。挤压温度为800℃、挤压压力为1000MPa。本专利技术的有益效果:1、与传统制备的AgSnO2电触头材料相比,本专利技术制得的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料素坯密度有所提高,致密度可达99%以上(传统制备方法所获得素坯的致密度一般在97-99%之间),有利于后续拉丝或轧制过程中的塑形变形及提高导电率;2、本专利技术制得的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料中复合纳米颗粒能够在银基体均匀分布;3、与传统银金属氧化物电触头材料相比,本专利技术制备的复合纳米颗粒增强银基电触头材料的电阻率低(同质量百分比为10%的SnO2和钨包裹SnO2的复合材料而言,前者电阻率为2.3μΩ·cm,后者电阻率为1.95μΩ·cm),电接触过程中熔池的粘度高,耐电弧侵蚀性良好(如图2A-2B所示,钨包裹SnO2的复合材料电接触侵蚀坑较浅)。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图;图2A为传统无钨包裹SnO2的银基电触头材料电接触侵蚀坑电镜图;图2B为实施例1制得的钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料电接触侵蚀坑电镜图。具体实施方案以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述,但本专利技术的保护内容不限于实施例所述范围。实施例1如图1的工艺流程,采用传统的镀钨工艺,在市售的20nm的球形纳米SnO2表面镀一层厚度为12nm的钨;然后在真空度为10-5的真空条件下,将钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到温度为1100℃的银熔体中,钨包裹SnO2的复合纳米颗粒与银熔体的质量百分比为10%,并在搅拌速率为600r/min进行机械搅拌;再在机械搅拌5min后,在浇注温度为1000℃浇注成锭坯;再将该锭坯在挤压温度为820℃、挤压压力为1000MPa条件下挤压成杆坯;最后采用传统的拉拔工艺获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料。本实施例制得的钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料的电接触侵蚀坑(如图2B所示)与传统无钨包裹SnO2的银金属氧化物材料电接触侵蚀坑(如图2A所示)相比较浅,说明本实施例制得的钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料耐电弧侵蚀性良好。实施例2如图1的工艺流程,采用传统的镀钨工艺,在市售的100nm的球形纳米SnO2表面镀一层厚度为8nm的钨;然后在真空度为10-5的真空条件下,将钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到温度为1000℃的银熔体中,钨包裹SnO2的复合纳米颗粒与银熔体的质量百分比为12%,并在搅拌速率为500r/min进行机械搅拌;再在机械搅拌3min后,在浇注温度为980℃浇注成锭坯;再将该锭坯在挤压温度为750℃、挤压压力为1500MPa条件下挤压成杆坯;最后采用传统的拉拔工艺获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头丝材。实施例3如图1的工艺流程,采用传统的镀钨工艺,在市售的10nm的球形纳米SnO2表面镀一层厚度为10nm的钨;然后在真空度为10-5的真空条件下,将钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到温度为980℃的银熔体中,钨包裹SnO2的复合纳米颗粒与银熔体的质量百分比为17%,并在搅拌速率为1400r/min进行机械搅拌;再在机械搅拌8min后,在浇注温度为970℃浇注成锭坯;再将该锭坯在挤压温度为800℃、挤压压力为1200MPa条件下挤压成杆坯;最后采用传统的轧制工艺获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头材料。实施例4如图1的工艺流程,采用传统的镀钨工艺,在市售的50nm的球形纳米SnO2表面镀一层厚度为30nm的钨;然后在真空度为10-5的真空条件下,将钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到温度为1150℃的银熔体中,钨包裹SnO2的复合纳米颗粒与银熔体的质量百分比为20%,并在搅拌速率为800r/min进行机械搅拌;再在机械搅拌5min后,在浇注温度为1000℃浇注成锭坯;再将该锭坯在挤压温度为700℃、挤压压力为2000MPa条件下挤压成杆坯;最后采用传统的轧制工艺获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒增强的银基电触头带材。本文档来自技高网...
一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法

【技术保护点】
1.一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法,包括以下步骤:在球形纳米SnO2表面镀钨,获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒,然后在真空度为10‑5的真空条件下,将该钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到银熔体中,搅拌后浇注获得锭坯,再经挤压、拉拔或轧制即得。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米颗粒增强银基电触头材料的制备方法,包括以下步骤:在球形纳米SnO2表面镀钨,获得钨包裹SnO2的复合纳米颗粒,然后在真空度为10-5的真空条件下,将该钨包裹SnO2的复合纳米颗粒加入到银熔体中,搅拌后浇注获得锭坯,再经挤压、拉拔或轧制即得。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,球形纳米SnO2的粒径为10-100nm。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,球形纳米SnO2的粒径为20nm。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在球形纳米SnO2表面上所镀钨层的厚度为8-30nm。5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在球形纳米SnO2表面上所镀钨层的厚度为12nm。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:周晓龙郭艳欣曹建春黎敬涛
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:云南,53

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