[发明专利]高弥散度和高致密性的银钨电触头材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高弥散度和高致密性的银钨电触头材料的制备方法，通过包覆前期钨粉和添加物球磨预处理能够有效分散添加物，使添加物均匀生长在钨粉体表面，最大程度发挥添加物作用，有效地改善了熔体对骨架的浸润角，使浸润性能愈好。同时包覆粉高能破碎处理，能够有效去除包覆粉制备过程中内在的气孔、增加了粉体的松装密度，使初压压坯内作为渗入通道的孔隙尺寸分布均匀，互相连通，熔体能均匀渗入，达到完全致密、消除缺陷的效果。骨架熔渗后断面无孔洞、无聚集、无增强相颗粒裸露，银与钨形成良好结合，提高银钨材料的弥散性和致密性。

技术领域

本发明涉及一种电接触材料技术领域，具体是指一种高弥散度和高致密性的银钨电触头材料及其制备方法。

背景技术

银钨触头材料在断路器领域已经广泛应用，一方面，该材料中含有微米级钨颗粒作为增强相，能够极大的提升触头材料耐电弧烧蚀能力；另一方面，此种材料采用粉末冶金法，液相烧结(熔渗)工艺制作，能够保障钨颗粒与银基体形成良好润湿，从而减少材料在高温电弧作用下飞溅，具有良好的抗电弧侵蚀能力。

为了继续提升银钨材料的抗电弧侵蚀能力，通常的做法是采用更细的钨粉作为原材料，同时提高银钨触头材料中的钨含量。诸如大型起重机等特种设备上使用的银钨材料，甚至将钨质量百分比提升至60％-85％，同时钨颗粒平均粒度要减小到1μm以下，这就对材料的制作工艺提出了非常高的要求。

当银钨粉体中钨含量过高，同时钨颗粒过小时，钨质量百分比提升至60％-85％时，对钨颗粒的分散性、加工性以及熔渗难度提升了很多，常规混合粉体添加物无法均匀分散，导致熔渗后内部缺陷气孔无法解决；常规混合粉体中不可避免的在粉体混合、成型过程中遇到大量的钨颗粒与颗粒相邻的情况；而由于其超高硬度，钨颗粒与颗粒表面接触受压成型时，几乎不会发生塑性变形，因此颗粒间无法形成相互啮合，导致压坯中极易出现裂纹，甚至压坯无法成型；即使成型产品金相组织钨聚集、银聚集、内部气孔缺陷多，产品抗烧损抗熔焊性变差。

常规混粉工艺或者常规包覆工艺无法避免钨颗粒及添加物颗粒团聚，无法去除包覆粉制备过程中内在气孔，因此常规混粉工艺制备银钨触头材料时增强相聚集现象无法完全杜绝；包覆工艺无法避免气孔以及熔渗后产品分层及断面孔洞、聚集、增强相颗粒裸露，银与钨不能形成良好结合。因此，制作高弥散性银钨材料一直以来是业界难题，这一问题也在相当大程度上限制了电器分断性能的进一步提升。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种高弥散度和高致密性的银钨电触头材料及其制备方法。通过该方法，银与钨形成良好结合，提高银钨材料的弥散性和致密性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括以下步骤：

(1)将作为原料的钨粉和添加物粉在球磨设备中预处理混合均匀，得到混合粉，所述的钨粉与添加物粉的质量比为98：(2-3)；所述钨粉和添加物粉的平均粒径为0.5～8μm，所述的添加物粉组成为Co粉：0.5-1.0％，氧化镍粉：0.5-2.0％，铜粉：0.05-0.3％；

(2)所述的混合粉与硝酸银溶液加入反应容器中，再向反应容器中加入聚丙烯酸，超声振荡和搅拌使其混合均匀，继续保持超声振荡和搅拌，向反应容器中加入水合肼溶液，之后继续超声振荡和搅拌使其混合均匀，然后保持超声搅拌，向反应容器中加入葡萄糖溶液，待溶液中的银离子完全析出后，继续超声振荡和搅拌，进行还原反应，析出的银包裹于混合粉体表面，形成银包裹混合粉体的包覆粉，将反应容器中的反应物溶液抽滤，分离出包覆粉，并清洗干燥；

(3)将步骤(2)所述的包覆粉高温烧结，制成偏硬颗粒；

(4)将步骤(3)所述的偏硬颗粒高能破碎，去除粉体中的气孔并细化粉体；

(5)将步骤(4)高能破碎后的包覆粉与成型剂混合，制成粉体颗粒并烘干；

(6)将步骤(5)获得的粉体颗粒压制成压坯；