含不锈钢系材料的电触头制造技术

本发明专利技术是关于一种兼具抗熔着、耐消耗与低接触阻抗特性的电触头，该电触头是由一种复合材料所制成，该复合材料包括银基及不锈钢系材料，其中所述不锈钢系材料分散于银基材料中，且其重量百分比占复合材料的重量百分比为0.01至35wt％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种抗熔着、耐消耗与低接触阻抗的电触头。
技术介绍
电触头为各种开关的核心组件，广泛地应用于日常生活领域，其中，电触头的材料的选择对于开关的电气寿命以及可靠度有关键性的影响，目前市面常用的电触头的材料包括下列几种:银氧化镉(AgCdO):具备良好温升、耐消耗与抗熔着特性，但镉属于毒性物质，已逐渐为环保材质所取代。银氧化锡(AgSnO2):具良好抗熔着能力，然而却存有阻抗过大且不易加工的缺点。银氧化锌(AgZnO):在中低负载条件下具有燃弧时间短、热稳定性高等优点，但材料的延展性与塑性较差，不易加工。银钨(AgW):拥有良好的抗熔着特性，但在非保护性气氛通断时，会引发阻抗过高问题。银镍(AgNi):在低压开关上有着广泛的应用，拥有低接触阻抗、易焊接等优点，但存在抗熔着性不佳的缺点。银铁(AgFe):银铁受高温环境生成的氧化铁，具有良好耐电弧与抗熔着效果，但生成的氧化物逐渐堆栈于接触表面，将导致温升的遽然劣化之问题。不锈钢(Stainless Steel):由于不锈钢(不含银)为铬和镍等对铁固熔强化的合金，故纯不锈钢系触头具有耐蚀性、耐磨耗性佳的优点，然而相较于含有银基材料的电触头，纯不锈钢材料制成的电触头具有阻抗高的缺点。另一方面，美国专利技术专利US7015406揭示一种多层结构的电触头，其主体为铜或不锈钢，并在该主体上面加置银或镍层为中间层，接续设置由钼族金属构成的接触层。此外，日本专利特开2007-138237A揭示另一种电触头，其是在纯不锈钢主体的表面被覆银材料(以电镀的方式在镀银前须先预镀一层0.01 0.1 μ m镍以及0.05 0.2 μ m厚的铜或铜合金，并施以活性化处理，以改善彼此间的键结)，但此种纯不锈钢系的主体仍具有加工性不良阻抗过高的缺点，难以泛用于各种轻、中负荷开关等应用上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电触头，可用于各种开关(switch)、继电器(relay)与断路器(breaker)，且具备抗熔着、耐消耗、低接触阻抗及高化学稳定性等优点，并可避免因开关长时间开闭所引起的性能劣化。为达成上述目的，本专利技术的电触头包含银基及不锈钢系材料，其中，不锈钢系材料分散于银基中，且不锈钢系材料占电触头的重量百分比为0.01%至35%。上述的电触头，所述电触头可进一步包含镍材料，所述不锈钢系材料与镍材料分散于银基当中。不锈钢系材料占电触头的重量百分比为0.01%至35%，镍材料占电触头的重量百分比为0.01%至35%。上述的电触头，其中所述不锈钢系材料较佳是占所述电触头的重量百分比0.01%至 30%。上述的电触头，其中所述不锈钢系材料选自铁素体系(Ferrite)、奥氏体系(Austenite)、马氏体系(Martensite)其中一种或其组合。相较先前技术，本专利技术的电触头的特征为其复合材料含有任一种或一种以上不锈钢材料，且另含有银或镍的强化相混合复合材质，故可以获得良好的综合性能。其中，银为主要导电路径的材料，且为排除热能不可或缺的角色。不锈钢为强化基材，可提供良好的抗熔着、耐消耗与优异的化学稳定性。镍则提供银与不锈钢间的润湿作用，使本专利技术的电触头得以保有较低的接触阻抗，从而延长了所述电触头的使用寿命。附图说明图1显示制成本专利技术的电触头的复合材料，包含银及不锈钢材料的光学显微镜金相组织图(倍率=XlOO)图2显示制成本专利技术的电触头的复合材料，包含银、不锈钢及镍材料的光学显微镜金相组织图(倍率:χιοο)。主要符号说明1:银、2:不锈钢、3:镍具体实施例方式为使本领域技术人员能理解并据以实施本专利技术，以下配合附图及符号详细说明，但不以此为限。实施例1.1-1.6请参照表I，实施例1.1至1.6为本专利技术的电触头，其由复合材料制成，所述复合材料包含不同重量百分比的银基及不锈钢系材料，其中，不锈钢系材质均匀分散于所述银基中。本专利技术的电触头的制作工序为:首先将平均粒径106 μ m以下的银粉与不锈钢粉(选自 022Crl9Nil0(AISI304L),00Crl7Nil4Mo2(AISI316L)系列与05Crl7Ni4Cu4Nb(AISI630)不锈钢粉其中一种或任两种的混合)依表I中所显示的不同的组成比例进行混合，然后将混合粉以15ton/cm2压力成型，获得成型胚体，并于裂解氨还原性气氛下850°C进行烧结一小时，制得尺寸为(p4.75x〗mm的片状电触头。在得到由所述复合材料所制成的电触头后，将上述实施例中1.1至1.6的电触头置于电触头试验机进行电气特性试验，其测试条件为:AC110V、额定电流30A、触头间接触力150g、开离力150g，并利用各项检验设备观察其触头电气与机械性质，其实验结果显示如表2。其中，实施例1.1及1.2的电触头，均使用银及022Crl9Nil0不锈钢粉的材料混合制成，惟其不锈钢材料的重量 百分比分别为0.01wt%及0.lwt%。试验结果显示，实施例1.1及1.2的电触头的电气寿命分别为17，418次与21，535次，这代表实施例1.2的电触头相对于实施例1.1的电触头，其电气寿命增强了 24%〔 (21,535-17,418)/17,418)0故，可知如在一定的范围内，提高电触头的复合材料中的不锈钢材料的混合比例，将可进一步提高电触头的电气寿命。实施例1.3,1.4,1.5,1.6的电触头，皆为银材料混合比例为90wt%以及不锈钢材料混合比例 IOwt %，且不锈钢材料选自 022Crl9Nil0、00Crl7Nil4Mo2 与 05Crl7Ni4Cu4Nb不锈钢粉依表I的混合比例所组成。试验结果显示，这些实施例的电触头的电气寿命分别为实施例1.3为26，227次、实施例1.4为29，521次、实施例1.5为29，257次、实施例1.6为27，822次。其中，电气寿命最高者为实施例1.4的29，521次，取其与实施例1.1的电触头相比较，实施例1.4的电触头的电气寿命增强69%。再取实施例1.4的电触头与实施例1.2的电触头相比较，实施例1.4的电触头的电气寿命增强37%。由此可知,所述电触头在其混合材料中的不锈钢材料混合比例10wt%的范围内(即含IOwt%以下)，其电气寿命会随着不锈钢材料的混合比例提高而增强。比较例1.1、1.2、1.3、1.6比较例1.1,1.2,1.3及1.6显示几种已知的电触头，这些电触头的材料是利用平均粒径106 μ m以下的银粉、镍粉与铁粉按照如表I中的组成比例配制，并按照前述与实施例1.1相同的工序制作银镍、银铁的片状电触头。接续将比较例中1.1、1.2、1.3及1.6在与上述实施例1.1相同的条件下，进行同样的电气特性试验，其实验结果如表2所示。比较例1.1的纯银电触头与比较例1.6的纯不锈钢电触头，其试验结果分别测得其电触头的电气寿命为11，978次及249次。再观比较例1.2与比较例1.3的电触头，其中的银材料的混合比例皆为90wt%，而实验测试所得的电气寿命分别为比较例1.2的16，404次以及比较例1.3的25，001次。相较之下，实施例1.1的电触头的电气寿命较比较例1.1的电触头增强45%，较比较例1.6的电触头增强6，895%。故可得知电触头的复合材料中，不锈钢材料混合比例自0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电触头，其包含银基及不锈钢系材料，其特征为该不锈钢系材料分散于该银基中，其中，该不锈钢系材料占该电触头的重量百分比为0.01％至35％。

【技术特征摘要】
2011.11.04 TW 100140219;2011.11.04 TW 1001402171.种电触头，其包含银基及不锈钢系材料，其特征为该不锈钢系材料分散于该银基中，其中，该不锈钢系材料占该电触头的重量百分比为0.01%至35%。2.权利要求1所述的电触头，其中进一步含镍材料，该不锈钢系材料与该镍材料分散于该银基...

【专利技术属性】
技术研发人员：林铭漳，韩大鹏，
申请(专利权)人：品元企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：