用于制造电极材料的方法和电极材料技术

本发明专利技术涉及用于制造包含Cu、Cr和耐热元素的电极材料的方法。以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起。焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末。粉碎通过焙烧而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体，并且分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径。将10‑60重量份的分级了的固溶体粉末和90‑40重量份的Cu粉末混合到一起，随后烧结以得到电极材料。如果混合具有5‑40μm的中值粒径的低熔点金属粉末与固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，则耐熔接性能得到进一步提高。

Methods and electrode materials used in the fabrication of electrode materials

The present invention relates to a method for making electrode materials containing Cu, Cr and heat-resistant elements. The heat resistant element powder is mixed with the Cr powder by the proportion of the heat resistant element less than Cr by weight. A mixed powder of heat resistant element powder and Cr powder is roasted. A sintered body obtained by calcination and containing solid solutions of heat-resistant elements and Cr, and the solid solution powder obtained by grading is obtained by crushing, with a particle size of 200 m or smaller. 10 60 weight portions of the grade Cu powder mixed solid solution powder and 90 40 weight portions together, then sintered to obtain electrode materials. If mixed with low melting point metal powder 5 40 m median particle diameter and solid solution powder and Cu powder mixed powder, resistance welding performance can be further improved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造电极材料的方法和电极材料
本专利技术涉及用于制造用于真空断续器的电极等的电极材料的方法以及电极材料。
技术介绍
真空断续器的接点材料要求满足例如(1)分断容量大、(2)耐电压性能高、(3)接触电阻低、(4)耐熔接(deposition)性高、(5)接点消耗低、(6)电流斩波低、(7)加工性优异、以及(8)机械强度高的特性。由于这些特性中的一些相互冲突，因此没有满足全部的上述特性的接点材料。Cu-Cr电极材料具有例如分断容量大、耐电压性能高、耐熔接性高的特性。因此，作为真空断续器的接点材料被广泛应用。此外，据报道，在Cu-Cr电极材料中，具有更小的Cr粒子粒径的Cu-Cr电极材料在分断电流和接触电阻方面优异(例如，非专利文献1)。近年来，使进行真空断路器的灭弧的真空断续器具有更小的尺寸和更大的容量方面取得进展。因此，对于使真空断续器具有更小的尺寸来说所必须的、具有优于常规的Cu-Cr电极的耐电压性能的Cu-Cr基接点材料的需求正在增长。此外，真空断续器的使用者的使用条件变严格，并且正在发展向电容电路中应用真空断续器的扩展。在电容电路中，电极之间施加正常电压的两倍或三倍的电压。由此，接点表面容易在电流分断以及电流打开和关闭时被电弧明显地损伤，并且容易发生电弧的重燃。因此，对于具有优于常规的Cu-Cr电极材料的分断性能和耐电压性能的电极材料的需求正在增长。例如，专利文献1中记载了一种用于制造电极材料的方法，其中作为例如电流分断性能和耐电压性能的电特性优异的Cu-Cr基电极材料，将用作基底材料的Cu粉末、用于提高电特性的Cr粉末和用于使Cr粒子更微细的耐热元素(Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)粉末混合到一起，并且然后将混合粉末放入到模具中，随后压制成型，制成烧结体。具体地，向包含具有200-300μm粒径的Cr作为原材料的Cu-Cr基电极材料中加入耐热元素(例如Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)，并且通过微细组织技术使Cr微细，加速Cr元素与耐热元素的合金化过程，增加Cu基底材料组织内部的微细Cr-X(Cr与耐热元素形成固溶体)粒子的析出，将具有20-60μm直径的Cr粒子以在其内部具有耐热元素的构造均匀地分散于Cu基底材料组织中。此外，专利文献1中记载了为了提高用于真空断续器的电极材料中的例如电流分断性能和耐电压性能的电特性，增加Cu基电极材料中的Cu基底材料中的Cr或耐热元素的含量并且在使Cr等的粒径微细化后实施均匀分布是重要的。此外，在专利文献2中，不经过微细组织技术，混合通过粉碎作为耐热元素的反应产物的单固溶体而得到的粉末和Cu粉末，随后压制成型并且然后烧结以制造在电极组织中包含Cr和耐热元素的电极材料。然而，如果如专利文献2所记载地那样将粉碎的耐电弧金属(耐热元素和Cr元素)粉末和Cu粉末混合到一起，根据耐热元素和Cr粉末的混合比例，耐电弧金属可能在电极组织中凝集以导致耐电压性和分断性能的降低。此外，如专利文献3所记载，即使电极材料具有相同的组成，但是也根据要与Cu粉末混合的Cr粉末(和耐热元素粉末)的粒径分布，分断特性和导电率会变得不同。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2002-180150号公报专利文献2：日本专利申请公开平成4-334832号公报专利文献3：日本专利申请公开2003-77375号公报专利文献4：日本专利申请公开2011-108380号公报非专利文献非专利文献1：Rieder,F.u.a.,“TheInfluenceofCompositionandCrParticleSizeofCu/CrContactsonChoppingCurrent,ContactResistance,andBreakdownVoltageinVacuumInterrupters”,IEEETransactionsonComponents,Hybrids,andManufacturingTechnology,卷12,1989,273-283页。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供有助于电极材料要求的特性中的耐电压性能的提高的技术。根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的一个方面，提供一种用于通过烧结按重量计包含40-90％Cu，5-48％Cr和2-30％耐热元素的混合粉末来制造电极材料的方法，其中，以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起；焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末；粉碎通过烧结而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体；分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；并且将通过分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末混合到一起，随后烧结。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，通过分级而得到的固溶体粉末为使得具有90μm或更小的粒径的粒子的体积相对粒子量为90％或更多。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，混合按重量计0.05-0.3％的具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末和通过分级而得到的固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合低熔点金属粉末而得到的混合粉末。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，耐热元素粉末具有10μm或更小的中值粒径。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，Cr粉末具有大于耐热元素粉末的中值粒径且为80μm或更小的中值粒径。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，Cu粉末具有100μm或更小的中值粒径。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，耐热元素是Mo。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的电极材料的一个方面，提供一种电极材料，按重量计包含40-90％Cu，5-48％Cr和2-30％耐热元素，其中，以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起；焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末；粉碎通过烧结而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体；分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；并且将通过分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末混合到一起，随后烧结。根据用于实现上述目的的本专利技术的电极材料的另一个方面，在电极材料中，混合按重量计0.05-0.3％的并且具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末和通过分级而得到的固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合低熔点金属粉末而得到的混合粉末。此外，根据用于实现上述目的的本专利技术的电极材料的另一个方面，在电极材料中，电极材料具有90％或更高的填充率以及50或更大的布氏硬度。此外，在用于实现上述目的的本专利技术的真空断续器中，可动电极或固定电极安装有包括上述电极材料中的任一种的电极接点。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施方式的电极材料制造方法的流程图。图2是示出具有根据本专利技术的实施方式的电极材料的真空断续器的概略剖面图。图3是根据比较例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过烧结按重量计包含40‑90％Cu、5‑48％Cr和2‑30％耐热元素的混合粉末来用于制造电极材料的方法，其包括：以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，混合耐热元素粉末与Cr粉末；焙烧所述耐热元素粉末与所述Cr粉末的混合粉末；粉碎通过所述焙烧而得到的并且包含所述耐热元素与所述Cr的固溶体的烧结体；分级通过所述粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；和混合通过所述分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末，随后烧结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 JP 2015-093765;2015.08.19 JP 2015-161481.一种通过烧结按重量计包含40-90％Cu、5-48％Cr和2-30％耐热元素的混合粉末来用于制造电极材料的方法，其包括：以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，混合耐热元素粉末与Cr粉末；焙烧所述耐热元素粉末与所述Cr粉末的混合粉末；粉碎通过所述焙烧而得到的并且包含所述耐热元素与所述Cr的固溶体的烧结体；分级通过所述粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；和混合通过所述分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末，随后烧结。2.根据权利要求1所述的用于制造电极材料的方法，其中，通过所述分级而得到的所述固溶体粉末为使得具有90μm或更小的粒径的粒子的体积相对粒子量为90％或更多。3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，混合按重量计0.05-0.3％的具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末、和通过所述分级而得到的所述固溶体粉末与所述Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合所述低熔点金属粉末而得到的混合粉末。4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的用于制造电极材料的方法，其中，所述耐热元素粉末具有10μm或更小的中值粒径。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：林将大，石川启太，古畑高明，山村健太，长谷川光佑，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：日本,JP