專利名稱：一種采用原位合成制備AgTiB₂觸頭材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法。
背景技術(shù)：
AgTiB2銀基觸頭材料具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性和良好的耐電弧侵蝕性能，在低壓觸頭材料中有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著對(duì)開關(guān)電器的小型化、長(zhǎng)壽命和可靠性要求的不斷提高，對(duì)觸頭材料的性能提出了越來越高的要求。目前，AgTiB2觸頭材料主要制備方法是采用傳統(tǒng)粉末冶金法，但燒結(jié)的產(chǎn)品往往存在致密度不高和組織分布不均勻的問題，影響了材料的導(dǎo)電性和硬度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法，解決了現(xiàn)有方法制備的AgTiB2觸頭材料致密度低，硬度與導(dǎo)電率低的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法，該方法包括以下操作步驟步驟I，粉末的配比按照質(zhì)量百分比，分別稱取I 5%的Ti粉，O. I 5% B粉，其余為Ag粉，以上各組份質(zhì)量百分比總和為100%，所述Ti粉的平均粒徑為I 10 μ m、純度不低于99. 9 %，B粉平均粒徑為I 10 μ m、純度不低于99. 9% ,Ag粉平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99% ；步驟2，混粉將步驟I稱取好的Ag粉、Ti粉和B粉放入混粉機(jī)中，添加無水乙醇混合，混合時(shí)間為I 5h ;步驟3，壓制 將步驟2混合好的粉末在壓力機(jī)上進(jìn)行冷壓成型，壓強(qiáng)為200 400MPa，保壓時(shí)間為10 50s,制成壓還；步驟4，電弧熔煉將步驟3制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后通電開始熔化，熔化的溫度為1100°C 1300°C，熔化時(shí)間為5 15min,反復(fù)熔煉多次后隨爐冷卻，即得到AgTiB2觸頭材料。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，步驟2中無水乙醇添加量為Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%。步驟3中通過模具控制壓坯直徑為20 40mm，壓坯高度為10 30mm。步驟4中將壓坯熔煉2 6次。本發(fā)明的有益效果是，提高了 AgTiB2觸頭材料的致密度、硬度和導(dǎo)電率，使AgTiB2觸頭材料具有優(yōu)良的綜合性能。


圖I是本發(fā)明制備方法的流程圖；圖2是現(xiàn)有方法制備的AgTiB2觸頭材料顯微組織照片；圖3是本發(fā)明實(shí)施例I中采用球磨的TiB2粉末制備的AgTiB2觸頭材料顯微組織照片；圖4是現(xiàn)有方法制備的AgTiB2觸頭材料電弧侵蝕形貌顯微組織照片；圖5是本發(fā)明實(shí)施例I中采用球磨的TiB2粉末制備的AgTiB2觸頭材料電弧侵蝕形貌顯微組織照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法，如圖I所示，包括以下操作步驟步驟I，粉末的配比按照質(zhì)量百分比，分別稱取I 5%的Ti粉，O. I 5% B粉，其余為Ag粉，以上各組份質(zhì)量百分比總和為100%，所述Ti粉的平均粒徑為I 10 μ m、純度不低于99. 9 %，B粉平均粒徑為I 10 μ m、純度不低于99. 9% ,Ag粉平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99% ；步驟2，混粉將步驟I稱取好的Ag粉、Ti粉和B粉放入混粉機(jī)中，并按照Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混合時(shí)間為I 5h ;步驟3，壓制將步驟2混合好的粉末在壓力機(jī)上進(jìn)行冷壓成型，壓強(qiáng)為200 400MPa，保壓時(shí)間為10 50s,通過模具控制壓還直徑為20 40mm,壓還高度為10 30mm ;從而保證壓還中粉末的壓制均勻；步驟4，電弧熔煉將步驟3制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后通電開始熔化，熔化的溫度為1100°C 1300°C，熔化時(shí)間為5 15min,反復(fù)熔煉2 6次后隨爐冷卻，即得到原位生成法制備的AgTiB2觸頭材料。實(shí)施例I按照質(zhì)量百分比分別稱取2. 8%、平均粒徑為2 μ m、純度不低于99. 9%的Ti粉，
I.2%、平均粒徑為I. 5 μ m、純度不低于99. 9%的B粉，余量為平均粒徑為70 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉；將稱好的粉末在混粉機(jī)上混合，在混料機(jī)中按Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混粉時(shí)間為4h ;然后將混好的粉末在壓力機(jī)上壓制成型，通過模具控制壓坯尺寸為0 30\10(臟)，壓強(qiáng)30010^，保壓時(shí)間為308 ;再將制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度高于10_3Pa ;然后送電開始熔化，熔化溫度1150°C，熔化時(shí)間保持在5min，反復(fù)熔煉3次；隨爐冷卻后即獲得AgTiB2觸頭材料。
實(shí)施例2按照質(zhì)量百分比分別稱取2. 8%、平均粒徑為2 μ m、純度不低于99. 9%的Ti粉，
I.2%、平均粒徑為I. 5 μ m、純度不低于99. 9%的B粉，余量為平均粒徑為70 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉；將稱好的粉末在混粉機(jī)上混合，在混料機(jī)中按Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混粉時(shí)間為4h ;然后將混好的粉末在壓力機(jī)上壓制成型，通過模具控制壓坯尺寸為0 30\10(臟)，壓強(qiáng)30010^，保壓時(shí)間為308 ;再將制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度高于10_3Pa ;然后送電開始熔化，熔化溫度1150°C，熔化時(shí)間保持在5min，反復(fù)熔煉3次；隨爐冷卻后即獲得AgTiB2觸頭材料。實(shí)施例3按照質(zhì)量百分比分別稱取2. 8%、平均粒徑為2 μ m、純度不低于99. 9%的Ti粉，
I.2%、平均粒徑為I. 5 μ m、純度不低于99. 9%的B粉，余量為平均粒徑為70 μ m、純度不低于99. 99%的Ag粉；將稱好的粉末在混粉機(jī)上混合，在混料機(jī)中按Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混粉時(shí)間為4h ;然后將混好的粉末在壓力機(jī)上壓制成型，通過模具控制壓坯尺寸為0 30\10(臟)，壓強(qiáng)30010^，保壓時(shí)間為308 ;再將制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度高于10_3Pa ;然后送電開始熔化，熔化溫度1150°C，熔化時(shí)間保持在5min，反復(fù)熔煉3次；隨爐冷卻后即獲得AgTiB2觸頭材料。本發(fā)明方法制備的AgTiB2觸頭材料與傳統(tǒng)的AgTiB2觸頭材料的性能對(duì)比見表I 所示表I傳統(tǒng)AgTiB2觸頭材料和本發(fā)明所制備AgTiB2觸頭材料的性能對(duì)比
材料名稱致密度％硬度Hv電導(dǎo)率％1八08
傳統(tǒng)AgTlB2M頭材料91.4245.761.9本發(fā)明制備的AgTiB2觸頭材料100%6864.3從上表可以看出，本發(fā)明方法制備的AgTiB2觸頭材料致密度、電導(dǎo)率和硬度均得到明顯的提高，從而提高了材料的導(dǎo)電性和硬度，使之能夠滿足材料的使用要求。圖2和圖4是傳統(tǒng)方法制備的AgTiB2觸頭材料的微觀組織和電弧侵蝕后的表面形貌，圖3和圖5是本發(fā)明方法制備的AgTiB2觸頭材料的微觀組織和電弧侵蝕后的表面形貌。從圖2和圖3中可以明顯的看出本發(fā)明制備的AgTiB2觸頭材料的微觀組織中TiB2顆粒變的細(xì)小，而且分布均勻；從圖4和圖5的對(duì)比中可以看出，和傳統(tǒng)制備方法相比，本發(fā)明制備的AgTiB2觸頭材料的表面電弧侵蝕形貌更加平坦，不存在大的侵蝕蝕坑，材料的耐電弧侵蝕性能得到了極大地提高。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)便，獲得的AgTiB2觸頭材料組織致密，原位生成的TiB2與Ag 基體結(jié)合好，界面干凈，AgTiB2觸頭材料的綜合性顯著能高。
權(quán)利要求
1.一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法，其特征在于，該方法包括以下操作步驟步驟1，粉末的配比按照質(zhì)量百分比，分別稱取I 5%的Ti粉，O. I 5% B粉，其余為Ag粉，以上各組份質(zhì)量百分比總和為100%，所述Ti粉的平均粒徑為I 10 μ m、純度不低于99. 9%，B粉平均粒徑為I 10 μ m、 純度不低于99. 9%，Ag粉平均粒徑為50 100 μ m、純度不低于99. 99% ；步驟2，混粉將步驟I稱取好的Ag粉、Ti粉和B粉放入混粉機(jī)中，添加無水乙醇混合，混合時(shí)間為 I 5h ;步驟3，壓制將步驟2混合好的粉末在壓力機(jī)上進(jìn)行冷壓成型，壓強(qiáng)為200 400MPa，保壓時(shí)間為 10 50s,制成壓還；步驟4，電弧熔煉將步驟3制備好的壓坯放在真空電弧爐中，先對(duì)爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度不低于10_3Pa，然后通電開始熔化，熔化的溫度為1100°C 1300°C，熔化時(shí)間為5 15min，反復(fù)熔煉多次后隨爐冷卻，即得到AgTiB2觸頭材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2中無水乙醇添加量為Ag粉、Ti粉和B粉總質(zhì)量的2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟3中通過模具控制壓坯直徑為20 40mm,壓還高度為10 30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟4中將壓坯熔煉2 6次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用原位合成制備AgTiB2觸頭材料的方法，該方法以高純Ag粉、Ti粉和B粉為原料，經(jīng)過混粉后在壓力機(jī)下進(jìn)行壓制；最后對(duì)壓坯進(jìn)行電弧熔煉，即得到原位生成的AgTiB2觸頭材料。與現(xiàn)有AgTiB2觸頭材料的制備技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)便，獲得的AgTiB2觸頭材料組織致密，原位生成的TiB2與Ag基體結(jié)合好，界面干凈，AgTiB2觸頭材料的綜合性顯著能高。
文檔編號(hào)H01H11/04GK102592701SQ201210036770
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者劉啟達(dá), 劉馬寶, 張?zhí)烀? 梁淑華, 王獻(xiàn)輝, 鄒軍濤 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)