一种低压电器用铜基触头材料及其制备方法技术

技术编号：40528697 阅读：14 留言：0更新日期：2024-03-01 13:48

本发明专利技术公开一种低压电器用铜基触头材料及其制备方法，属于低压电气触头领域，包括复合在一起的工作层和辅助焊接层，所述的辅助焊接层为T2铜，所述的工作层的配方以重量百分比计组成如下：碳化钛：2‑8％；钨、钼或其两种任意比例混合物：5‑15％；石墨、金刚石、铋、碲、锑或其几种任意比例的混合物：0.1‑1％；余量为铜。该触头材料应用于低压电器，能够在长期使用条件下，触头间接触电阻低而稳定，同时具有良好的抗熔焊性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低压电气触头领域，具体涉及一种低压电器用铜基触头材料及其制备方法。

技术介绍

1、触头是低压电器的核心部件，起着接通、承载以及分断电流的任务。常规的低压电器用触头材料多以银为基体加入氧化物、碳化物、镍、钨、石墨等添加物以满足电器的使用要求。由于银的价格昂贵，因此，寻找替代银的触头材料。

2、目前，在一些中小电流的低压断路器上，也有部分厂家采用铜基触头。但是在电弧和热的作用下，铜容易和环境中的氧反应生成不导电的氧化铜或氧化亚铜，使接触电阻升高，从而出现温升过高甚至断相的现象。另外，目前市售的铜基触头抗熔焊性不高，在led或电动机负载的情况下，容易出现熔焊的现象，导致产品失效。

技术实现思路

1、基于以上不足之处，本专利技术的目的在于提供一种低压电器用铜基触头材料，解决了铜基触头长期使用或电弧烧蚀后接触电阻高、且容易熔焊的问题。

2、本专利技术采用如下技术方案：一种低压电器用铜基触头材料，包括复合在一起的工作层和辅助焊接层，所述的工作层和辅助焊接层的相邻界面相互冶金结合形成结合区域，所述的辅助焊接层为t2铜，所述的工作层的配方以重量百分比计组成如下：碳化钛：2-8％；钨、钼或其两种任意比例混合物：5-15％；石墨、金刚石、铋、碲、锑或其几种任意比例的混合物：0.1-1％；余量为铜。

3、进一步的，所述的辅助焊接层的厚度为0.05-0.25mm。

4、进一步的，所述的触头材料电阻率小于2.60μω·cm，相对密度大于97％。</p>

5、本专利技术的另一目的是提供如上所述的一种低压电器用铜基触头材料的制备方法，步骤如下：

6、步骤一、制备工作层：

7、混粉：按配方称量粉料，其中铜粉粒度为-300目，其余粉料粒度为0.5-5微米，将全部粉料放入球磨机中球磨2-4小时，球料比为5：1；

8、压制：将球磨均匀的粉料，装入冷等静压机的模套内，在250-300mpa的压强下保压2-10分钟，压制成圆柱状压锭；

9、烧结：将压锭在真空或保护气氛下烧结，烧结温度850-950℃，保温1-4小时；热挤压：将烧结后的压锭加热到800-900℃后，放入热挤压机中进行挤压，挤压成5-10mm厚的板材；

10、步骤二、制备辅助焊接层：

11、轧制：t2铜板，轧制到所需厚度；

12、步骤三、工作层和辅助焊接层复合：

13、喷砂：将工作层和辅助焊接层表面分别喷砂，使表面粗化并去除表面脏物与氧化物；

14、复合热轧：将工作层和辅助焊接层的喷砂面贴合，两个侧边用氩弧焊封边，并再保护气氛下加热700-850℃，复合热轧，轧下量50-80％；

15、扩散退火：将热轧后的板料在保护气氛下退火，退火温度800-900℃，保温1-3小时；

16、冷轧：将复合带材冷轧，轧下量为5-15％；

17、去应力退火：冷轧后的板料在保护气氛下退火，退火温度500-700℃，保温0.5-1h；落料：将反复冷轧、去应力退火后达到要求厚度的板料落料，落料的尺寸符合设计要求；

18、抛光：将触点与白刚玉磨料混合，加入抛光膏，抛光0.5-1.5小时。

19、本专利技术的优点及有益效果：本专利技术的铜基触头材料具良好的抗氧化能力和抗熔焊性，即使在长期使用和电弧的烧蚀情况下，依然保持低而稳定的接触电阻，本专利技术制备的触头电阻率小于2.60μω·cm，相对密度大于97％。

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【技术保护点】

1.一种低压电器用铜基触头材料，包括复合在一起的工作层和辅助焊接层，所述的工作层和辅助焊接层的相邻界面相互冶金结合形成结合区域，所述的辅助焊接层为T2铜，其特征在于：所述的工作层的配方以重量百分比计组成如下：碳化钛：2-8％；钨、钼或其两种任意比例混合物：5-15％；石墨、金刚石、铋、碲、锑或其几种任意比例的混合物：0.1-1％；余量为铜。

2.根据权利要求1所述的一种低压电器用铜基触头材料，其特征在于：所述的辅助焊接层的厚度为0.05-0.25mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种低压电器用铜基触头材料，其特征在于：所述的触头材料电阻率小于2.60μΩ·cm，相对密度大于97％。

4.根据权利要求1或2所述的一种低压电器用铜基触头材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

【技术特征摘要】

1.一种低压电器用铜基触头材料，包括复合在一起的工作层和辅助焊接层，所述的工作层和辅助焊接层的相邻界面相互冶金结合形成结合区域，所述的辅助焊接层为t2铜，其特征在于：所述的工作层的配方以重量百分比计组成如下：碳化钛：2-8％；钨、钼或其两种任意比例混合物：5-15％；石墨、金刚石、铋、碲、锑或其几种任意比例的混合物：0.1-1％；余量为铜。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨丛涛，邹强，张芷宁，李庆国，刘新志，
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：

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