一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝制造技術

一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，銀/銅基復合觸頭材料具有三層結構，第一層為冷噴涂銀基觸頭材料層，第二層為銀銅共晶熔融結合層或銀銅退火擴散層，厚度為0～50μm；第三層為銅基觸頭材料基體；利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度400～700℃，噴涂氣體壓力≥1.5MPa，將噴涂好的材料進行激光表面處理，控制處理溫度在770～960℃，厚度為0～50μm，或將噴涂好的材料進行熱軋制及擴散退火，加熱溫度在400

【技術實現步驟摘要】
一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝


[0001]本專利技術涉及一種復合觸頭材料及制備工藝，尤其是指一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝。

技術介紹

[0002]中國專利202010991563.7公開的一種電觸頭用疏水型稀土摻雜銅銀合金
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碳納米復合涂層材料及其制備方法，利用冷噴涂技術產生的高速混合粉體撞擊基體來沉積稀土摻雜銅銀合金
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碳納米復合涂層材料；在初始冷噴涂涂層制備結束后，再利用激光器以不同參數在涂層表面進行快速掃描，得到電觸頭用稀土摻雜銅
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銀
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碳納米復合涂層材料；主要是生產一層表面致密的涂層，涂層與基體間的結合還是機械方式，其結合強度較低；另一項中國專利200410049492.X公開的電觸頭材料生產方法，通過電鍍的方法在銅基觸頭材料表面復合上一層銀基觸頭材料。由于此方法生產速度較慢，使用的電鍍廢液和廢水對環境有污染，且復合的兩層材料間的結合力低。
[0003]另在相關報道中有使用熱噴涂進行銀/銅基復合觸頭材料的制備，熱噴涂是把某種固體材料加熱到熔融或半熔融狀態并高速噴射到基體表面上形成具有希望性能的膜層。熱噴涂容易引起相變、部分元素的分解和揮發以及部分元素的氧化，熱噴涂涂層具有特殊的層狀結構和若干微小氣孔，涂層與底材的結合一般是機械方式，其結合強度較低。中國專利CN201510894442.X公開的銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，通過熱噴焊方法能生產復合材料之間能夠達到冶金結合層的復合觸頭材料，但此材料在加工過程中粉末需熔化比熱噴涂更容易引起相變、部分元素的分解和揮發以及部分元素的氧化，涂層具有特殊的層狀結構和若干微小氣孔。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺陷，利用冷噴涂的優點在銅基觸頭材料基體上得到銀基觸頭材料涂層再經過激光表面處理或熱軋制及擴散退火處理，使復合材料銀基和銅基之間能夠具有共晶結合層或擴散結合層，大大增加銀基和銅基間的結合力；從而提供一種對生產條件要求低而生產效率高，對環境又無污染的銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝；同時通過此工藝制成一種具有銀碳鈦復層的銀/銅基復合觸頭材料，此材料有高的抗熔焊性和較高的使用壽命。
[0005]本專利技術解決上述技術問題所采用的方案是：(1)銀/銅基復合觸頭材料具有三層結構，第一層為冷噴涂銀基觸頭材料層，第二層為銀銅共晶熔融結合層或銀銅退火擴散層，厚度為0～50μm；第三層為銅基觸頭材料基體層。(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度400～700℃，噴涂氣體壓力≥1.5MPa；(3)或將經過步驟(2)噴涂好的材料進行激光表面處理，控制處理溫度在770～960
℃，銀基觸頭材料噴涂層與銅基觸頭材料基體不產生熔化，而只是使噴涂層與銅基觸頭材料基體間產生一定的共晶熔融結合層，厚度為0～50μm。(4)或將經過步驟(2)噴涂好的材料進行熱軋制及擴散退火，加熱溫度在400
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～770℃，熱軋制變形量10～30％，使銀基材料與銅基基體材料產生一定的擴散結合層，厚度為0～50μm。
[0006]特別地，所述銀基觸頭材料成分為，銀含量為78～97wt.％，碳含量為3～7wt.％，鈦含量為0～15wt.％。
[0007]特別地，所述碳為石墨或金剛石。
[0008]與已有技術相比，本專利技術的有益效果體現于：將銀基觸頭材料粉末冷噴涂至銅基觸頭材料基體上，冷噴涂溫度遠低于原料粉末的熔化溫度，即噴涂過程為完全固態沉積，這就避免了噴涂過程中金屬粉末發生氧化、相變及晶粒異常長大等現象；噴涂時，噴涂粒子以高速(500～1000m/s)撞擊基體表面，噴涂層空隙率＜5％；另外，通過激光熱處理或熱軋制及擴散退火處理可使銀基材料與銅基觸頭材料基體間產生一定的共晶熔融結合層或擴散層，大大增加了銀基觸頭材料和銅基觸頭材料基體之間的結合力。另在銀碳材料中加入鈦既保證了材料的抗熔焊性，同時增加材料的強度和硬度，降低材料在電弧下的燒損，提高了材料的電壽命。
附圖說明
[0009]圖1為本專利技術所述銀/銅基復合觸頭材料三層結構的示意圖；
[0010]圖2為本專利技術實施例二經過(1)和(2)步所得銀/銅基復合觸頭材料截面圖，圖中材料為二層結構。
[0011]圖3為本專利技術實施例二經過(1)和(2)(3)步所得銀/銅基復合觸頭材料截面圖，圖中材料為三層結構，有明顯的銅銀共晶層。
具體實施方式
[0012]實施例一：一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，包括以下步驟：(1)將80wt.％的銀粉碳、5wt.％的金剛石粉、15wt.％的鈦粉進行混合，然后制成銀基觸頭材料粉末。(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度550℃，噴涂氣體壓力2.0MPa；(3)將經過步驟(2)噴涂好的材料進行激光表面處理，處理溫度在770～830℃，共晶熔融結合層厚度為20μm。
[0013]實施例二：一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，包括以下步驟：(1)將94wt.％的銀粉碳、5.5wt.％的金剛石粉、0.5wt.％的鈦粉進行混合，然后制成銀基觸頭材料粉末。(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度600℃，噴涂氣體壓力2.5MPa；
(3)將經過步驟(2)噴涂好的材料進行激光表面處理，處理溫度在900～960℃，共晶熔融結合層厚度為40μm。
[0014]實施例三：一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，包括以下步驟：(1)將91wt.％的銀粉碳、4wt.％的石墨粉、5wt.％的鈦粉進行混合，然后制成銀基觸頭材料粉末。(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度600℃，噴涂氣體壓力2.0MPa；(3)進行熱軋制及擴散退火，加熱溫度在500℃，熱軋制變形量15％，擴散結合層厚度為5μm。
[0015]實施例四：一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，包括以下步驟：(1)將90wt.％的銀粉碳、3wt.％的石墨粉、7wt.％的鈦粉進行混合，然后制成銀基觸頭材料粉末。(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度700℃，噴涂氣體壓力2.5MPa；(3)進行熱軋制及擴散退火，加熱溫度在750℃，熱軋制變形量30％，擴散結合層厚度為15μm。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種銀/銅基復合觸頭材料及制備工藝，其特征是：(1)銀/銅基復合觸頭材料具有三層結構，第一層為冷噴涂銀基觸頭材料層，第二層為銀銅共晶熔融結合層或銀銅退火擴散層，厚度為0～50μm，第三層為銅基觸頭材料基體層；(2)利用高壓冷噴涂技術把制備好的銀基觸頭材料粉末噴涂到銅基觸頭材料基體上，噴涂氣體加熱溫度400～700℃，噴涂氣體壓力≥1.5MPa；(3)或將經過步驟(2)噴涂好的材料進行激光表面處理，控制處理溫度在770～960℃，銀基觸頭材料噴涂層與銅基觸頭材料基體不產生熔化，而只是使噴涂層與銅基觸頭材料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮繼明，陳潛，陳桓，蔣賢雷，
申請(專利權)人：浙江帕特尼觸頭有限公司，
類型：發明
國別省市：