银基电接点材料制造技术

本发明专利技术描述一种银基电接点材料，它在银基质内均匀地含有分散的镍，氧化镍，和至少选自Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃｏ和ＷＣ的一种添加剂颗粒，该接点材料基本上含有１．３－２４．８重量％镍，０．２－４．７重量％氧化镍，０．０５－３重量％添加剂，和平衡量的银。这种材料经过向银－镍－氧化镍接点材料中加入金属和金属炭化物使其具有优良的耐磨性和焊接电阻。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电接点的银基材料。用于电器，如继电器和磁性开关，以及断路器的接点材料(CONTACT MATERIAL)常常是银，包括添加剂做的，以改善其接触性，即，耐磨性，焊接电阻以及接点电阻(CONTACT RESIS-TANCE)。典型的银添加剂是金属氧化物。特别是，Ag-CdO接点材料具有低接点电阻，优良焊接电阻(WELDING RESISTANCE)，耐磨性；然而，因为它含有高毒性金属Cd，所以污染环境。另一些加入银中的金属氧化物为氧化锌(SnO2)。Ag-SnO2接点材料具有绝佳的焊接电阻和耐磨性。但是，不幸的是，这种接点材料具有高接点电阻。有人曾建议将钨W加入银以代替这些金属氧化物。结果是Ag-W接点材料具有优良的焊接电阻，但不幸的是其耐磨性不佳，具有高接点电阻。然而，已知银中加镍改善银基接点材料的导电性以及在把接点材料加工成接触线或铆接物的加工能力。而问题是银-镍接点材料焊接电阻比银-金属氧化物接点材料的焊接电阻要来的差。因此，为了改进银-镍接点材料的焊接电阻，曾将各种添加剂分别或多种混合加入银-镍接点材料。以下列出的文献披露这些添加剂。现有技术文献目录1. US5,198,015；2. US4,834,939；3. US4,874,430；4. JP特许公开4-107232；5. JP特许公开59-159951；6. JP特许公开59-153852；7. JP特许公开59-6342；8. JP特许公开58-126607。文献1描述一种银-镍接点材料，其中完全从镍的亚微粒和微粒中分离出的，NiO亚微粒分散在银基质中。同镍微粒结合的，NiO微粒降低接点材料表面的高浓度的电弧，导致改进银-镍接点材料的焊接电阻。文献2和3描述一种含有Ni和CdO的银基电接点材料用连续的NiO固定层包裹镍颗粒目的是防止Ni和CdO的反应，以延长接点材料的的寿命。文献4披露为改进材料的焊接电阻而不干扰其耐磨性，在银-镍接点材料中加入平均直径为1μm的WC(TUNGSTEN CARBIDE)的作用。文献5解释将至少选自Ti，Ta，Zr，Cr中2种加入银-镍接点材料中的作用。这些金属颗粒能有效地防止因在接触时产生的电弧放电引起的接点材料的焊接。文献6和7公开将至少Ti，W，和Mo之一种加入银-镍接点材料中的效果。在这种情况下，把加入的金属混入接点材料，从而增强焊接电阻。文献8公开将至少将Cr，W，和Mo之一种加入银-镍接点材料中的效果。虽然在这种情况下，对银-镍接点材料的焊接电阻无直接的改进，但是使用加入的金属降低银-镍接点材料的接点电阻，并不影响其焊接电阻。不管这些作用如何，所有上述的银-镍接点材料都比那些Ag-CdO和Ag-SnO2接点材料的焊接电阻和耐磨性差。但是，在银-镍接点材料中，似乎银-镍-氧化镍接点材料的焊接电阻同Ag-CdO的一样好，不太成功地是这种材料的焊接电阻与Ag-SnO2相比较弱。因此，需要改进银-镍-氧化镍的接点材料的焊接电阻，以获得一种优质的银基接点材料。本专利技术涉及一种优质银基电接点材料，基本上由如下成份组成(i)1.3-24.8重量％Ni；(ii)0.2-4.7重量％NiO；(iii)0.05-3重量％至少一种选自V，Mn，Cr，Ta，Co，和WC的添加剂；和(iv)平衡量的Ag。要制备上述的接点材料，首先在约1650℃下，熔化银和镍的混合物，制成一种含有1-5重量％镍的融熔银镍液体，然后用水-雾化法快速冷却融熔液制得Ag-Ni合金粉。这一工艺后，银-镍合金粉具有一种显微结构，即亚粒子镍被分散到含氧的银基质中。文献1，US5,198,015详细地描述这种银-镍合金粉的方法。其次，将均匀分散在银基中的，含有亚微粒镍颗粒的，所得到的银-镍合粉与羰基镍粉和添加剂粉末混合，而使之装入一柱状体，随后再烧结。在烧结过程中，银-镍合金粉中的有些亚微镍颗粒(SUBMICRON NI PARTICLE)与氧反应，并被氧化成亚微粒氧化镍颗粒；在混合后的粉和微粒添加颗粒中烧结羰基镍粉生成的镍微粒也分散在银基质内。再次，用热挤出，成模，拉线进一步加工得到的烧结产物，形成相当小横截面的线。最后，将所述的线切成适当的长度，锻成铆入形的接触物。镍和氧化镍被用做加强银基接触物的接触性质。特别是，镍微粒改善了耐磨性，并能良好的粘合银基质；镍亚微粒改善焊接电阻；氧化镍亚微粒改善焊接电阻，稳定接点电阻和抗电弧性能。本专利技术中，优选的镍微粒的平均直径为1-20μm，优选的镍亚微粒的平均直径为1μm或更小，优选的氧化镍微粒的平均直径为1μm或更小，优选的添加剂颗粒的平均直径为10μm或更小。本专利技术的新颖性在于将(iii)加入由(i)，(ii)和(iv)构成的接点材料中；其成分加入量和颗粒直径是基本参数，以进一步改进银接点材料的耐磨性和焊接电阻。本专利技术的接点材料与Ag-SnO2接点材料相比改善了焊接电阻，并具有良好的耐磨性。本专利技术之银基电接点材料经混合含有镍的银-镍合金粉，羰基镍，和至少选自V，Mn，Cr，Ti，Co，和WC的一种添加剂制成，得到的接点材料基本上含有1.3-24.8重量％镍，0.2-4.7重量％氧化镍，0.05-3重量％添加剂，和平衡量的银。要制备所述的银-镍合金粉，首先在约1650℃下，熔化银和镍的混合物，制成一种含有1-5重量％镍的融熔液体，然后用水-雾化法快速冷却融熔液，文献1，US 5,198,015详细地描述这种银-镍合金粉的方法。将得到的均匀分散在含氧的银基中的含镍颗粒的银-镍合金粉与羰基镍粉和添加剂粉末混合，而使之装入一柱状体(CY-LINDRICAL BILLET)，随后再烧结。用热挤出，成模，拉线进一步加工得到的烧结产物，形成相当小横截面的线。最后，将所述的线切成适当的长度，锻成铆入形的接触物。为了均匀地将其与羰基镍，和至少选自V，Mn，Cr，Ti，Co，和WC的一种添加剂混合，制成的银-镍合金粉的平均粒径小于45μm，优选为20μm或更小。有可能采用两种以上的上述的添加剂粉末。也可以沉淀平均粒径小于1μm，优选为0.2-1μm的镍亚微粒来制备银-镍合金粉。由于融熔的液体含有1-5重量％的镍，这样似乎无粒径大于10μm的粗颗粒的镍，这种颗粒会破坏烧结效果，成形性，甚至假如镍粒同银-镍合金粉搀合，会降低接点材料的焊接电阻。进而，因为不超过5重量％的镍能全部溶解形成融熔液体，所以希望全部沉淀出做为亚微粒镍的镍。应当注意的是在水-雾化法过程中，银-镍合金粉含有来自高亚水的氧，在随后的烧结工艺中，氧会氧化镍粒生成氧化镍粒。银-镍合金粉的氧含量应当在0.05-1重量％的范围，从而生成所需量的氧化镍颗粒。即有0.2-4.7％(重量)分散在银基质中。银-镍合金粉同平均粒径为10μm的羰基镍粉以及平均粒径为1μm的添加剂颗粒混合。混合后的粉末被压形进入一个柱形体。在850℃，真空烧结该柱形体两小时，420℃热压两次，目的是要获得烧结体，800℃预热，420℃热挤出，成形制线。烧结后，除了亚微镍粒和亚微氧化镍粒(氧化亚微镍粒制得的)外，镍微粒和添加剂微粒分散在银基中，加强基质片，在银基质片中，也有非常少量的镍亚微粒。优选的镍微粒的平均粒径为1-20μm，最佳为3-10μm，而镍亚微粒的平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银基电接点材料，其特征在于基本上由以下成分组成： ａ）１．３－２４．８％（重量）镍， ｂ）０．２－４．７％（重量）氧化镍， ｃ）０．０５－３％（重量）至少一种选自Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｏ，和ＷＣ的添加剂， ｄ）平衡量的Ａｇ；和 所述的镍基本上是纯镍颗粒，所述的氧化镍基本上是纯氧化镍颗粒，以及所述的添加剂基本上是纯添加剂颗粒，所有所述的颗粒被分散在银基质中以增强所述的接触材料。

【技术特征摘要】
JP 1994-9-28 P6-2329501.一种银基电接点材料，其特征在于基本上由以下成分组成a)1.3-24.8％(重量)镍，b)0.2-4.7％(重量)氧化镍，c)0.05-3％(重量)至少一种选自V，Mn，Cr，Ta，Co，和WC的添加剂，d)平衡量的Ag；和所述的镍基本上是纯镍颗粒，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻田勇人，辻公志，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]