一種電觸頭表面鍍層添加材料及電觸頭制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電觸頭表面鍍層添加材料及電觸頭制造方法，所述鍍層添加材料由處于缺氧狀態(tài)且失氧量在0.1%到5%內(nèi)的多種氧化物粉體混合組成，該多種氧化物粉體是由SnO2、ZnO、In2O3、La2O3、Bi2O3、Y2O3、Sc2O3、CeO2、WO3中的兩種或多種組成。在上述添加材料中加入分散劑，以純水為介質(zhì)球磨得到固含量為5%到35%的懸浮液；然后將懸浮液加入到含銀的電鍍液中，得到復(fù)合電鍍液，采用現(xiàn)有電鍍工藝將金屬電觸頭基體在上述復(fù)合電鍍液中鍍上一層表面鍍層后制得成品電觸頭。本發(fā)明可以提升電鍍時表面鍍層中氧化物粉體的含量及均勻性，降低銀使用量的同時提高電觸頭表面鍍層抗電弧侵蝕和抑制溫升。
【專利說明】一種電觸頭表面鍍層添加材料及電觸頭制造方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及材料和器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電觸頭表面鍍層添加材料及電觸頭制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]電觸頭是電器開關(guān)、儀器儀表等的接觸元件，主要負(fù)擔(dān)著接通、斷開電路及負(fù)載電流的任務(wù)，它的性能直接影響著開關(guān)電器的可靠運行。目前使用最多的電觸頭材料是銀基復(fù)合材料，其中有銀-氧化物復(fù)合材料。銀-氧化物電觸頭有兩種(類)制作方法，一種是采用粉末冶金法、合金內(nèi)氧化法制作電觸頭整體，該法存在材料成型加工難度大、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、制造成本偏高。另一種(類)是采用電鍍工藝在電觸頭基體表面制備一層含有氧化物的銀-氧化物層，將其作為電觸頭的接觸面，如中國專利2008103026756。該法雖然可以克服第一種方法存在的缺陷，但在實踐中，還存在非導(dǎo)電的氧化物粉體在電鍍過程中，難以有效沉積到銀層中且難以均勻分布的問題，電觸頭中的氧化物成分含量偏低，不利于降低銀的使用量，同時也不能有效抑制開關(guān)過程中的電弧侵蝕問題，電觸頭溫升的抑制能力不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種通過提高氧化物粉體導(dǎo)電能力用以制備電觸頭表面鍍層添加材料的方法，并在此基礎(chǔ)上制造出高性能的電觸頭。
[0005]使氧化物粉體成為缺氧狀態(tài)，失氧量在0.1%到5%內(nèi)，氧化物粉體缺氧后會產(chǎn)生大量缺陷，使其具有一定的導(dǎo)電能力，在電鍍時較容易向電極移動并吸附在基材表面，以此提升電鍍時表面鍍層中氧化物粉體的含量及均勻性，達(dá)到解決現(xiàn)有技術(shù)不足的目的。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案:
電觸頭表面鍍層添加材料由處于缺氧狀態(tài)且失氧量在0.1%到5%內(nèi)的多種氧化物粉體混合組成，所述多種氧化物粉體是由SnO2、ZnO、I η2θ3、La2O3、B i 2O3、Y2O3、Sc2O3、CeO2、WO3中的兩種或多種組成。
[0007]所述鍍層添加材料的制備方法至少包括如下步驟:(I)將氧化物粉體對應(yīng)的金屬鹽溶解在純水中，加入沉淀劑，獲得氫氧化物沉淀，沉淀物經(jīng)過水洗后獲得氫氧化物漿料。
[0008](2)沉淀每一種氫氧化物并清洗干凈，然后根據(jù)氧化物成分再將多種氫氧化物混入口 ο
[0009](3)將氧化物粉體對應(yīng)的金屬鹽氫氧化物在500-1000°C的還原氣氛中進(jìn)行脫氧煅燒，獲得1-1OOnm尺寸的粉體;所述還原氣氛為體積含量占5%到30%的氫氣，其他氣體為氮
Ho
[0010]本發(fā)明所述電觸頭主要由金屬電觸頭基體與電鍍在金屬基體外表面的鍍層材料組成，鍍層材料中至少含有前述的電觸頭表面鍍層添加材料。在上述添加材料中加入占比0.5%到3%的分散劑，以純水為球磨介質(zhì)，球磨得到固含量為5%到35%的懸浮液;然后將懸浮液加入到含銀的電鍍液中，得到復(fù)合電鍍液，復(fù)合電鍍液中多種氧化物粉體顆粒的含量為lg/L到10g/L。采用現(xiàn)有電鍍工藝將金屬電觸頭基體在上述復(fù)合電鍍液中鍍上一層表面鍍層(銀-氧化物鍍層)，鍍層厚度根據(jù)現(xiàn)有資料確定，即可制得成品電觸頭。依據(jù)實際情況，在金屬電觸頭基體與銀-氧化物鍍層之間可以加鍍中間鍍層。
[0011 ]本發(fā)明可以獲得如下效果:通過使氧化物粉體成為缺氧狀態(tài)而提高氧化物粉體的導(dǎo)電能力，在電鍍時較容易向電極移動并吸附在基材表面，以此提升電鍍時表面鍍層中氧化物粉體的含量及均勻性，降低銀使用量的同時提高了電觸頭表面鍍層抗電弧侵蝕和抑制溫升。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
將250g的In(NO3)3和Zn(NO3)2的分別溶解在純水中，制備成0.4M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.2M的NaOH溶液直到pH為9，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在6%的氫氣氣氛中800 0C煅燒6h，獲得中心粒度為84nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10g，加入1.5%的A40分散劑，186g的純水，懸浮液固含量為35%，球磨6h獲得懸浮液。
[0013]電鍍液中氧化物粉體的含量為2g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為50μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于50000次，溫升低于10°C。
[0014]實施例2:
將25(^的511(:14和1^(勵3)3分別溶解在純水中，制備成0.5M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.2M的氨水直到pH為8.5，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在27%的氫氣氣氛中900 0C煅燒5h，獲得中心粒度為74nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10g，加入2.5%的BYK分散劑DISPARBYK-180，900g的純水，懸浮液固含量為10%，球磨6h獲得懸浮液。
[0015]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為60μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于55000次，溫升低于8°C。
[0016]實施例3:
將250g的Bi (NO3)3和La(NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.5M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.2M的氨水直到pH為8.5，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在27%的氫氣氣氛中900 °C煅燒5h，獲得中心粒度為88nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為100g，加入2.5%的8￥1(分散劑015?41^1(-180，90(^的純水，懸浮液固含量為10%，球磨6h獲得懸浮液。
[0017]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為60μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于55000次，溫升低于9°C。
[0018]實施例4:
將250g的W(M)3)3和Sc (NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.5M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.2M的氨水直到pH為8.5，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在27%的氫氣氣氛中900 °C煅燒5h，獲得中心粒度為78nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10(^，加入2.5%的8￥1(分散劑015?41^￥1(-180，190(^的純水，懸浮液固含量為5%，球磨6h獲得懸浮液。
[0019]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為60μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于50000次，溫升低于11°C。
[0020]實施例5:
將250g的SnCl4、Bi (NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.3M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.6M的KOH直到pH為8.5，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在20%的氫氣氣氛中100 0C煅燒5h，獲得中心粒度為92nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10g，加入2.0%的BYK分散劑DISPARBYK-180，400g的純水，懸浮液固含量為20%，球磨6h獲得懸浮液。
[0021]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為55μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于45000次，溫升低于12°C。
[0022]實施例6:
將10g的SnCl^Bi(NO3)3分別和In(NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.3M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.6M的KOH直到pH為9.2，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在20%的氫氣氣氛中100 °C煅燒5h，獲得中心粒度為84nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為100g，加入2.0%的BYK分散劑DISPARB YK-180，400g的純水，懸浮液固含量為20%，球磨6h獲得懸浮液。
[0023]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為56μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于45000次，溫升低于12°C。
[0024]實施例7:
將10g的Bi(NO3)2^Bi(NO3)3分別和La(NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.3M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.6M的KOH直到pH為9.0，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在20%的氫氣氣氛中100 °C煅燒5h，獲得中心粒度為76nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10g，加入2.0%的A40分散劑，400g的純水，懸浮液固含量為20%，球磨6h獲得懸浮液。
[0025]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為58μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于45000次，溫升低于13°C。
[0026]實施例8:
將10g的SnCl4、Bi (NO3)2J(NO3)3分別和La(NO3)3分別溶解在純水中，制備成0.3M的溶液，在溶液中緩慢滴入0.6M的KOH直到pH為9.0，沉淀12h后對氫氧化物進(jìn)行5次水洗。水洗后的氫氧化物進(jìn)行混合并濾干，冷凍干燥后在20%的氫氣氣氛中100 °C煅燒5h，獲得平均粒度為95nm的混合粉體。粉體總質(zhì)量為10g，加入2.0%的A40分散劑，400g的純水，懸浮液固含量為20%，球磨6h獲得懸浮液。
[0027]電鍍液中氧化物粉體的含量為4g/L。鍍液成份:氰化銀鉀80g/L，焦磷酸鉀70g/L，氰化鉀46g/L。電鍍工藝參數(shù):鍍液溫度30°C，電流1.5A/dm2，控制電鍍所得的復(fù)合層厚度為54μπι。經(jīng)過乳制后的電觸頭材料裁切加工制成所需要形狀的電觸片，通過額定電流16A，額定電壓250V，通斷次數(shù)大于45000次，溫升低于15°C。
[0028]實驗人員還對51102、2110、111203、1^203、8丨203、￥203、3(3203、0602、冊3中的余下組合分別做了試驗，都獲得了近似的效果，限于篇幅，在此不一一羅列，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)提供的方案完全可以再現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造。
【主權(quán)項】
1.一種電觸頭表面鍍層添加材料，所述添加材料是由處于缺氧狀態(tài)且失氧量在0.1%到5%內(nèi)的多種氧化物粉體混合組成，所述多種氧化物粉體是由SnO2、ZnO、In2O3、La2O3、Bi2O3、Y203、Sc203、Ce02、W03中的兩種或多種組成。2.如權(quán)利要求1所述的添加材料，所述添加材料的制備方法至少包括如下步驟:將氧化物粉體對應(yīng)的金屬鹽氫氧化物在500-1000 °C的還原氣氛中進(jìn)行脫氧煅燒，獲得1-1OOnm尺寸的粉體;所述還原氣氛為體積含量占5%到30%的氫氣，其他氣體為氮氣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其所述步驟之前還包括如下步驟: (1)將氧化物粉體對應(yīng)的金屬鹽溶解在純水中，加入沉淀劑，獲得氫氧化物沉淀，沉淀物經(jīng)過水洗后獲得氫氧化物漿料； (2)沉淀每一種氫氧化物并清洗干凈，然后根據(jù)氧化物成分再將多種氫氧化物混合。4.一種電觸頭，所述電觸頭主要由金屬電觸頭基體與電鍍在金屬基體外表面的鍍層材料組成，其特征在于:所述鍍層材料中至少含有如權(quán)利要求1所述的添加材料。5.—種電觸頭的制造方法，所述方法包括:在權(quán)利要求1所述的添加材料中加入占比.0.5%到3%的分散劑，以純水為球磨介質(zhì)，球磨得到固含量為5%到35%的懸浮液;然后將懸浮液加入到含銀的電鍍液中，得到復(fù)合電鍍液，復(fù)合電鍍液中多種氧化物粉體顆粒的含量為lg/L到10g/L。
【文檔編號】H01H11/04GK106098420SQ201610587694
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月25日 公開號201610587694.2, CN 106098420 A, CN 106098420A, CN 201610587694, CN-A-106098420, CN106098420 A, CN106098420A, CN201610587694, CN201610587694.2
【發(fā)明人】楊玲, 許積文, 張小文, 劉建一, 劉建平
【申請人】桂林電子科技大學(xué)