[发明专利]一种用作真空开关的触头材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用作真空开关的触头材料及其制备方法，涉及触头材料技术领域，由如下按重量份计的各组分组成：Cr 15‑30份、Cu 50‑60份、稀土元素0.05‑0.12份、Hf 0.1‑0.2份、Re 0.01‑0.02份、V 0.01‑0.03份、Mn 0.03‑0.05份、Ag 0.01‑0.03份、Ga 0.04‑0.06份、In 0.01‑0.03份、纳米硼化锆0.1‑0.5份、纳米三氧化钨0.01‑0.03份。该材料致密度高，均匀性好，结合强度大，杂质含量低，抗熔焊性能足，稳定性佳，能有效地提高真空开关的可靠性。

技术领域

本发明涉及触头材料技术领域，尤其涉及一种用作真空开关的触头材料及其制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展和社会的不断进步，能源基础工业得到迅速提高，真空开关设备的使用量越来越多，已成为中高压开关电器的主要发展方向。真空开关的分断能力、熔焊性、电寿命及截止电流水平是其主要性能，而这些性能在很大程度上是由触头材料决定。特别是真空开关在开断高电压，大电流等级时对触头材料的依赖性较大，触头材料的性能是决定成功开断的关键因素。

理想的用作真空开关的触头材料应当具有高的电流开断能力，低的截留值，较好的电压承受能力，低而稳定的接触电阻和温升，较高的耐磨和抗熔焊能力。Cu-Cr合金是目前世界上公认的可以满足真空开关基本要求的最佳触头材料之一，其耐电压高，分断容量大，吸气能力、抗电弧熔蚀性以及载流能力强。然而，其抗熔焊性有待进一步提高，现有的制备方法生产的Cu-Cr合金或多或少存在质量不理想、生产效率低、制备工艺复杂，生产周期长且成本高等技术缺陷。

为了解决上述问题，授权公告号为CN101402137B的中国发明专利公布了一种采用真空熔法制备CuCr40触头材料的方法，该方法主要是采用铜和铬在真空条件下熔铸成为CuCr40触头材料。该触头成分只有铜和铬两种元素，不含其他第三相元素。主要用于12kV和40.5kV电压等级中，不适用于现有发展的低触头压力真空灭弧室中。且该材料依然存在大量的缺陷，如材料致密度较低，Cr在铜基体上分布不均匀易出现宏观偏析等，这些缺陷的存在降低了其应用的真空开关运行的可靠性。

因此，开发一种致密度高，均匀性好，结合强度大，杂质含量低，抗熔焊性能足，稳定性佳，能有效地提高真空开关的可靠性的用作真空开关的触头材料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进触头材料领域的发展具有非常重要的意义。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种致密度高，均匀性好，结合强度大，杂质含量低，抗熔焊性能足，稳定性佳，能有效地提高真空开关的可靠性的用作真空开关的触头材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用作真空开关的触头材料，由如下按重量份计的各组分组成：Cr 15-30份、Cu 50-60份、稀土元素0.05-0.12份、Hf0.1-0.2份、Re 0.01-0.02份、V 0.01-0.03份、Mn 0.03-0.05份、Ag 0.01-0.03份、Ga 0.04-0.06份、In 0.01-0.03份。

优选的，所述用作真空开关的触头材料还包括：纳米硼化锆0.1-0.5份。

优选的，所述用作真空开关的触头材料还包括：纳米三氧化钨0.01-0.03份。

优选的，所述稀土元素为Sc、Y、Ce按质量比(0.8-1.2):1:(1-3)混合形成的混合物。

优选的，所述纳米硼化锆的粒径为30-80nm；所述纳米三氧化钨的粒径为20-60nm。

本发明的另一个目的，在于提供一种所述用作真空开关的触头材料的制备方法，包括如下步骤：