TiCr₂基電觸頭材料及其製備方法和用途的製作方法

2023-07-19 01:44:21 2

專利名稱：TiCr2基電觸頭材料及其製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及TiCr2基電觸頭材料及其製備方法和用途，屬於材料領域。
背景技術：
目前，電觸頭材料大致可以劃分成以下幾類銀基觸頭材料、鎢基觸頭材料、銅基觸頭材料以及貴金屬基弱電接點材料。其中，最具代表性的觸頭材料為Cu-W合金及Ag基觸頭材料(AgSn02、AgCd0、Ag-W系等)兩大類。由於W、Ag等均屬於貴金屬，資源儲量有限， 而且採用該類貴金屬作為原料使得觸頭材料的成本過於昂貴，不利於推廣應用。另外，現有的觸頭材料耐磨性能差而很難使用在滑動觸頭上。因此，開發其它種類的導電性能良好、硬度高、資源豐富、耐磨損、成本低的觸頭材料成為一種趨勢。

發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種新的電觸頭材料。本發明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分製備而成 TiCr2 80 99份，粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發明TiCr2基電觸頭材料，其優選由下述重量配比的組分製備而成=TiCr2 80 85份，粘結劑20 15份。其中，本發明TiCr2基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優選為Co，Cu, Ni，W，Ag 中至少一種；所述的合金優選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。本發明選擇的C、合金或金屬的優點為1)、抗氧化性好。2)、與TiCr2顆粒潤溼性好。3)、添加的C能從這些單質或合金中彌散析出，有利於C的均勻分布。4)、導電性好。加 Co.Ni主要是起粘結劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結劑固結在一起，同時還有改善導電性的作用；加Cu和C主要是增加導電性，另外，加C還有增強壓坯(燒結中間產品)成型性的作用，加Cu也有粘結劑的作用；加W有提高硬度的作用，加Ag有提高導電性作用。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種製備上述TiCr2基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 99份，粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻後的原料於20 30MPa的壓力下壓製成型，然後在真空條件(真空條件的真空度優選為4X IO"4 5X I(T4Pa)下於1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2 基電觸頭材料。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中優選按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 85份，粘結劑20 15份。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優選為Co，Cu, Ni, W, Ag中至少一種；a步驟中所述的合金優選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、 Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利於燒結，燒結時間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會導致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優選為200 400目。其中，本發明方法的a步驟中所述的TiCr2優選採用下述方法製備而成將金屬 Ti、Cr按摩爾比1 2於真空條件下熔煉，獲得的塊體經粉碎或研磨，得到粒度為200 400 目的金屬間化合物TiCr2。本發明還提供了上述TiCr2基電觸頭材料在製備電觸頭中的用途。本發明還提供了由上述TiCr2基電觸頭材料製備的電觸頭。本發明具有如下有益效果與普通的Cu-W，Ag-ff, Ag-SnO2等系列的電觸頭材料相比，本發明TiCr2基電觸頭材料採用導電性、耐磨損和抗氧化的TiCr2金屬間化合物與金屬或合金混合燒製成金屬陶瓷，該材料中TiCr2與金屬結合強度高，接觸電阻低，抗熔焊性好， 抗電弧腐蝕能力強。材料的製備工藝簡單可行，成本低，適合工業大規模生產。
具體實施例方式本發明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分製備而成 TiCr2 80 99份，粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。其中，本發明TiCr2基電觸頭材料，其優選由下述重量配比的組分製備而成=TiCr2 80 85份，粘結劑20 15份。其中，本發明TiCr2基電觸頭材料，其組分中，所述的金屬優選為Co，Cu, Ni，W，Ag 中至少一種；所述的合金優選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。本發明選擇的C、合金或金屬的優點為1)、抗氧化性好。2)、與TiCr2顆粒潤溼性好。3)、添加的C能從這些單質或合金中彌散析出，有利於C的均勻分布。4)、導電性好。加 Co.Ni主要是起粘結劑的作用，將碳化鈦顆粒之間通過粘結劑固結在一起，同時還有改善導電性的作用；加Cu和C主要是增加導電性，另外，加C還有增強壓坯(燒結中間產品)成型性的作用，加Cu也有粘結劑的作用；加W有提高硬度的作用，加Ag有提高導電性作用。本發明還提供了一種製備上述TiCr2基電觸頭材料的方法，其包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 99份，粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻後的原料於20 30MPa的壓力下壓製成型，然後在真空條件(真空條件的真空度優選為4X IO"4 5X I(T4Pa)下於1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2 基電觸頭材料。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中優選按重量配比取下述原料混勻=TiCr2 80 85份，粘結劑20 15份。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中所述的金屬優選為Co，Cu, Ni, W, Ag中至少一種；a步驟中所述的合金優選為Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、 Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。其中，本發明製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其a步驟中的原料的粒度過大，顆粒表面活性不夠好，不利於燒結，燒結時間要延長；如果粒度過小，除增加成本外，還會導致金屬粉末顆粒表面活性太好，在加工過程(空氣中)易氧化，以及壓坯的壓制密度降低的問題。為了減少或避免上述問題，其粒度優選為200 400目。其中，本發明方法的a步驟中所述的TiCr2優選採用下述方法製備而成將金屬 Ti、Cr按摩爾比1 2於真空條件下熔煉，獲得的塊體經粉碎或研磨，得到粒度為200 400 目的金屬間化合物TiCr2。本發明還提供了上述TiCr2基電觸頭材料在製備電觸頭中的用途。
本發明還提供了由上述TiCr2基電觸頭材料製備的電觸頭。下面結合實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的描述，並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。實施例1本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將8g TiCr2粉末(粒度200目)與2g Co混勻，然後於20MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1500°C，保溫時間為6小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例2本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將7g TiCr2粉末(粒度300目)與3g Cu混勻，然後於30MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1400°C，保溫時間為4小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例3本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將6g TiCr2粉末(粒度400目)與4g Ni混勻，然後於27MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1500°C，保溫時間為3小時，得到11&2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例4本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將9. 7g TiCr2粉末(粒度350目)與0. 3g碳粉混勻，然後於20MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1450°C，保溫時間為4小時，得到 TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例5本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將8g TiCr2粉末(粒度250目)與0. 2g W和1. 8g Ag混勻，然後於22MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1000°C，保溫時間為4. 5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例6本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將7g TiCr2粉末(粒度300目)與3g Cu-Ag合金(Cu-Ag合金中的Cu含量為 60wt% )混勻，然後於25MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1150°C，保溫時間為5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。
實施例7本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將6g TiCr2粉末(粒度200目)與4g Co-Ni合金(Co-Ni合金中的Co含量為 40wt% )混勻，然後於20MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1500°C，保溫時間為5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。實施例8本發明TiCr2基電觸頭材料的製備將8g TiCr2粉末(粒度200目)與2g W-Ni合金(W_Ni合金中的W含量為20wt% ) 和1. 6g Ni混勻，然後於30MPa的液壓機上壓製成型，取出壓塊放進真空燒結爐中燒結，燒結溫度為1600°C，保溫時間為4. 5小時，得到TiCr2基電觸頭材料。測定所得TiCr2基電觸頭材料的性能，結果如表1所示。表1本發明TiCr2基電觸頭材料性能測定結果
權利要求
1.TiCr2基電觸頭材料，其特徵在於由下述重量配比的組分製備而成=TiCr2SO 99份， 粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
2.根據權利要求1所述的TiCr2基電觸頭材料，其特徵在於由下述重量配比的組分製備而成TiCr280 85份，粘結劑20 15份。
3.根據權利要求1或2所述的TiCr2基電觸頭材料，其特徵在於所述的金屬選自Co， Cu，Ni, W，Ag中至少一種；所述的合金選自Cu-Ag合金、Cu-Ni合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、W-Ag合金中至少一種。
4.製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特徵在於包括如下步驟a、按重量配比取下述原料混勻=TiCr2SO 99份，粘結劑20 1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種；b、a步驟混勻後的原料於20 30MPa的壓力下壓製成型，然後在真空條件下於1000 1300°C保溫3 6小時，即得TiCr2基電觸頭材料。
5.根據權利要求4所述的製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特徵在於a步驟中按重量配比取下述原料混勻TiCr280 85份，粘結劑20 15份。
6.根據權利要求4或5所述的製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特徵在於a步驟中所述的金屬選自Co，Cu，Ni，W，Ag中至少一種；a步驟中所述的合金選自Cu-Ag合金、Cu-Ni 合金、Co-Ag合金、Co-Ni合金、Co-Cu合金、Co-W合金、Cu-W合金、Ni-W合金、Ni-Ag合金、 W-Ag合金中至少一種。
7.根據權利要求4 6任一項所述的製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特徵在於a 步驟中的原料的粒度為200 400目。
8.根據權利要求4 7任一項所述的製備TiCr2基電觸頭材料的方法，其特徵在於a 步驟中所述的TiCr2採用下述方法製備而成將金屬Ti、Cr按摩爾比1 2於真空條件下熔煉，獲得的塊體經粉碎或研磨，得到粒度為200 400目的TiCr2。
9.權利要求1 3任一項所述的TiCr2基電觸頭材料在製備電觸頭中的用途。
10.由權利要求1 3任一項所述的TiCr2基電觸頭材料製備的電觸頭。
全文摘要
本發明涉及TiCr2基電觸頭材料及其製備方法和用途，屬於材料領域。本發明所解決的技術問題是提供了一種新的電觸頭材料及其製備方法和用途。本發明電觸頭材料為TiCr2基電觸頭材料，其由下述重量配比的組分製備而成TiCr2 80～99份，粘結劑20～1份；其中，所述的粘結劑選自金屬、合金、碳粉中至少一種。
文檔編號H01B1/06GK102354543SQ20111021362
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者劉松利, 同豔維, 龐立娟, 張雪峰, 方民憲, 李會容, 李玉和, 鄧剛 申請人:攀枝花學院