AgWC（T）/CuC（X）触头材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种断路器用AgWC(T)CuC(X)触头材料及其制备方法。触头材料具有银合金层和铜合金层，银合金层以重量百分比计，其组成为：碳化钨：25‑60％；T添加物：0.1‑2％；Ag：余量，T添加物为Fe、Co、Ni中的一种或几种任意比例混合；铜合金层以重量百分比计，其组成为：碳：0.5‑4％；X添加物：0.1‑1％；Cu：余量，X添加物为Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一种或几种任意比例混合。制备方法分别采用熔渗法，再氩弧焊封边热轧。本发明专利技术即保持了AgWC的耐电弧烧蚀能力，又能够在AgWC被电弧烧蚀干净的情况下不发生熔焊，在安全可靠的基础上实现了节银的目的。

Agwc (T) / CUC (x) contact material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
AgWC(T)/CuC(X)触头材料及其制备方法
本专利技术涉及一种电器用触头材料的制造领域，具体涉及一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料及其制备方法。
技术介绍
触头是低压电器的核心元件，起着接通、载流和分断电流的作用。触头材料的发展一直伴随着各种节银方法的实施，其中最普遍的就是采用银合金/铜复合的方式节银，一般可节银50％以上，但是当银合金层被电弧烧蚀干净后，铜层由于不具有抗熔焊性，成了不可靠的因素，所以断路器用触头几乎无法使用银合金/铜复合触头。CuC合金，高熔点C(其熔点超过3000℃)的加入能够提高Cu基体的抗熔焊性，C的含量越高抗熔焊性越强，但同时高含量C会造成材料韧性的下降，由于热轧复合的变形量要大于50％，低韧性的CuC会开裂，无法实现与银合金层的热轧复合。
技术实现思路
基于以上不足之处，本专利技术的目的是提供一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料，本材料可靠性高、节省银。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料，具有银合金层和铜合金层的两层结构，所述的银合金层以重量百分比计，其组成为：碳化钨：25-60％；T添加物：0.1-2％；Ag：余量，所述的T添加物为Fe、Co、Ni中的一种或几种任意比例混合；所述的铜合金层以重量百分比计，其组成为：碳：0.5-4％；X添加物：0.1-1％；Cu：余量，所述的X添加物为Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一种或几种任意比例混合。本专利技术的另一目的是提供一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，步骤如下：S1、AgWC(T)板材制备按配方将平均粒度为0.5-3μm的碳化钨粉和-200目T添加物粉以及占全部银重量的50％的银粉，球磨混合；将混合后的银合金粉料压制成板料，再在还原性气氛下烧结，将剩余重量的银和烧结后的板料进行熔渗；将熔渗后的银合金板材进行热轧得到AgWC(T)板材；最后对AgWC(T)板材喷砂；AgWC触头材料具有良好的耐电弧烧蚀能力，其制备工艺需将高熔点(2867℃)的WC制备成多孔骨架，利用毛细管力将液态Ag渗入到骨架中来实现；添加物T的加入能够降低液态Ag与WC之间的润湿角，从而保证熔渗的质量、避免微小孔隙的残留。S2、CuC(X)板材制备按配方将平均粒度为0.5-3μm的C粉和-200目X添加物粉以及-200目的铜粉球磨混合，将混合均匀的铜合金粉进行冷等静压制成铜合金压坯；将铜合金压坯在保护下烧结；将烧结后的铜合金压坯进行热挤压得到CuC(X)板材；最后对CuC(X)板材喷砂；本专利技术在CuC中加入了一定量的X添加元素，能够改善Cu、C之间的界面结合强度，从而在保证CuC(X)材料的抗熔焊性的前提下，提高了基体的韧性，使铜合金层在与银合金层热轧复合时能够保证有足够的变形量而不开裂，最终实现铜合金层在银合金层的复合。S3、将AgWC(T)与CuC(X)板材喷砂面贴合，两个侧边用氩弧焊封边；将封边的板材进行热轧；将热轧后的板料进行扩散退火，再进行冷轧，冷轧后的板料退火；得到AgWC(T)/CuC(X)触头材料。以上的步骤S1中将压制后的银合金板料在还原性气氛下，温度700-900℃，烧结1-2h。以上的步骤S2中将铜合金压坯在氩气保护下、温度900-980℃，烧结2-4h。一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，优选步骤具体如下：S1、AgWC(T)板材制备S11、混粉：按配方将平均粒度为0.5-3μm的碳化钨粉和-200目T添加物粉以及占全部银重量的50％的银粉，球磨混合，混合时间为2-8小时，球料比：2-10：1；S12、压制：将混合后的银合金粉料压制成板料；S13、烧结：银合金板料在温度700-900℃还原性气氛下烧结1-2h；S14、熔渗：将剩余重量的银板放置在石墨烧舟内，上面放置烧结后的板料，在温度1050℃,还原性气氛下熔渗0.1-1h后，冷却到室温；S15、热轧：在氩气保护下将熔渗后的银合金板料在温度550-750℃热轧，每次轧制变形量约为10-30％，轧制厚度1-4mm，制成AgWC(T)板材；S16、喷砂：对AgWC(T)板材喷砂，使表面粗化并去除表面脏物与氧化物；S2、CuC(X)板材制备S21、混粉：按配方将平均粒度为0.5-3μm的C粉和-200目X添加物粉以及-200目的铜粉球磨混合，混合时间为2-8小时，球料比2-5：1；S22、压制：将混合均匀的铜合金粉加入等静压胶套中进行冷等静压，压强为260-300MPa，保压5min；S23、烧结：将铜合金压坯在氩气保护下烧结2-4h，烧结温度900-980℃；S24、挤压：将烧结后的铜合金压坯进行热挤压，挤压温度850-930℃，挤压后的板料厚度为3.2-6mm，制成CuC(X)板材；S25、喷砂：对CuC(X)板料喷砂，使表面粗化；S3、AgWC(T)与CuC(X)板材复合S31、银、铜板料封边：将AgWC(T)板材与CuC(X)板材喷砂面贴合，两个侧边用氩弧焊封边；S32、复合热轧：将封边的板材在保护气氛中加热到温度550-750℃，保温0.5-1h后，热轧，轧制变形量大于50％；S33、扩散退火：将热轧后的板料进行扩散退火，退火温度500-700℃，保温1-2h，氩气保护；S34、冷轧：退火后的复合板料用两辊轧机进行冷轧，每次变形量不超过10％；S35、去应力退火：冷轧后的板料在氩气保护下退火，退火温度500-700℃，保温0.5-1h；S36、落料：将反复冷轧、退火后达到要求厚度的板料落料，落料的尺寸符合图纸要求；S37、整形：按图纸要求尺寸整形；S38、抛光：将整形后的触点与白刚玉磨料混合，加入抛光膏，抛光0.5-1.5小时。本专利技术的有益效果及优点：AgWC(T)/CuC(X)触头材料即保持了AgWC的耐电弧烧蚀能力，又能够在AgWC被电弧烧蚀干净的情况下不发生熔焊，从而在安全可靠的基础上实现了节银的目的。附图说明图1为本专利技术的触头材料结构示意图；图2为实施例1金相图。其中1、AgWC(T)合金层，2、CuC(X)合金层。具体实施方式实施例1制备AgWC25Ni0.1/CuC0.5Se0.1，其金相图如图2所示。1、AgWC(T)混粉：将25Kg平均粒度为1μm的WC粉、-200目Ni粉0.1Kg、-200目银粉37.4Kg球磨混合，混合时间为4小时，球料比5：1。2、AgWC(T)压制：将混合后的银合金粉料压制成70×300×6的板料，每个板料重量为0.908Kg。3、AgWC(T)烧结：银合金板料在700℃氨分解气气氛下烧结1h。4、AgWC(T)熔渗：将0.533Kg的银板放置在石墨烧舟内，上面放置烧结后的板料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料，具有银合金层和铜合金层的两层结构，其特征在于：/n所述的银合金层以重量百分比计，其组成为：碳化钨：25-60％；T添加物：0.1-2％；Ag：余量，所述的T添加物为Fe、Co、Ni中的一种或几种任意比例混合；/n所述的铜合金层以重量百分比计，其组成为：碳：0.5-4％；X添加物：0.1-1％；Cu：余量，所述的X添加物为Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一种或几种任意比例混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料，具有银合金层和铜合金层的两层结构，其特征在于：
所述的银合金层以重量百分比计，其组成为：碳化钨：25-60％；T添加物：0.1-2％；Ag：余量，所述的T添加物为Fe、Co、Ni中的一种或几种任意比例混合；
所述的铜合金层以重量百分比计，其组成为：碳：0.5-4％；X添加物：0.1-1％；Cu：余量，所述的X添加物为Al、Zr、La、Ce、Se、Te、Bi、Ti中的一种或几种任意比例混合。


2.根据权利要求1所述的一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
S1、AgWC(T)板材制备
按配方将平均粒度为0.5-3μm的碳化钨粉和-200目T添加物粉以及占全部银重量的50％的银粉，球磨混合；将混合后的银合金粉料压制成板料，再在还原性气氛下烧结，将剩余重量的银和烧结后的板料进行熔渗；将熔渗后的银合金板材进行热轧得到AgWC(T)板材；最后对AgWC(T)板材喷砂；
S2、CuC(X)板材制备
按配方将平均粒度为0.5-3μm的C粉和-200目X添加物粉以及-200目的铜粉球磨混合，将混合均匀的铜合金粉进行冷等静压制成铜合金压坯；将铜合金压坯在保护下烧结；将烧结后的铜合金压坯进行热挤压得到CuC(X)板材；最后对CuC(X)板材喷砂；
S3、将AgWC(T)与CuC(X)板材喷砂面贴合，两个侧边用氩弧焊封边；将封边的板材进行热轧；将热轧后的板料进行扩散退火，再进行冷轧，冷轧后的板料退火；得到AgWC(T)/CuC(X)触头材料。


3.根据权利要求2所述的一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中将压制后的银合金板料在还原性气氛下，温度700-900℃，烧结1-2h。


4.根据权利要求2所述的一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中将铜合金压坯在氩气保护下、温度900-980℃，烧结2-4h。


5.根据权利要求2-4任一项所述的一种AgWC(T)/CuC(X)触头材料的制备方法，其特征在于，步骤具体如下：
S1、AgWC(T)板材制备
S11、混粉：按配方将平均粒度为0.5-3μm的碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丛涛，
申请(专利权)人：哈尔滨东大高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23