含不銹鋼系材料的電觸頭制造技術

本發明專利技術是關于一種兼具抗熔著、耐消耗與低接觸阻抗特性的電觸頭，該電觸頭是由一種復合材料所制成，該復合材料包括銀基及不銹鋼系材料，其中所述不銹鋼系材料分散于銀基材料中，且其重量百分比占復合材料的重量百分比為0.01至35wt％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于一種抗熔著、耐消耗與低接觸阻抗的電觸頭。
技術介紹
電觸頭為各種開關的核心組件，廣泛地應用于日常生活領域，其中，電觸頭的材料的選擇對于開關的電氣壽命以及可靠度有關鍵性的影響，目前市面常用的電觸頭的材料包括下列幾種:銀氧化鎘(AgCdO):具備良好溫升、耐消耗與抗熔著特性，但鎘屬于毒性物質，已逐漸為環保材質所取代。銀氧化錫(AgSnO2):具良好抗熔著能力，然而卻存有阻抗過大且不易加工的缺點。銀氧化鋅(AgZnO):在中低負載條件下具有燃弧時間短、熱穩定性高等優點，但材料的延展性與塑性較差，不易加工。銀鎢(AgW):擁有良好的抗熔著特性，但在非保護性氣氛通斷時，會引發阻抗過高問題。銀鎳(AgNi):在低壓開關上有著廣泛的應用，擁有低接觸阻抗、易焊接等優點，但存在抗熔著性不佳的缺點。銀鐵(AgFe):銀鐵受高溫環境生成的氧化鐵，具有良好耐電弧與抗熔著效果，但生成的氧化物逐漸堆棧于接觸表面，將導致溫升的遽然劣化之問題。不銹鋼(Stainless Steel):由于不銹鋼(不含銀)為鉻和鎳等對鐵固熔強化的合金，故純不銹鋼系觸頭具有耐蝕性、耐磨耗性佳的優點，然而相較于含有銀基材料的電觸頭，純不銹鋼材料制成的電觸頭具有阻抗高的缺點。另一方面，美國專利技術專利US7015406揭示一種多層結構的電觸頭，其主體為銅或不銹鋼，并在該主體上面加置銀或鎳層為中間層，接續設置由鉬族金屬構成的接觸層。此外，日本專利特開2007-138237A揭示另一種電觸頭，其是在純不銹鋼主體的表面被覆銀材料(以電鍍的方式在鍍銀前須先預鍍一層0.01 0.1 μ m鎳以及0.05 0.2 μ m厚的銅或銅合金，并施以活性化處理，以改善彼此間的鍵結)，但此種純不銹鋼系的主體仍具有加工性不良阻抗過高的缺點，難以泛用于各種輕、中負荷開關等應用上。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種電觸頭，可用于各種開關(switch)、繼電器(relay)與斷路器(breaker)，且具備抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學穩定性等優點，并可避免因開關長時間開閉所引起的性能劣化。為達成上述目的，本專利技術的電觸頭包含銀基及不銹鋼系材料，其中，不銹鋼系材料分散于銀基中，且不銹鋼系材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。上述的電觸頭，所述電觸頭可進一步包含鎳材料，所述不銹鋼系材料與鎳材料分散于銀基當中。不銹鋼系材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%，鎳材料占電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。上述的電觸頭，其中所述不銹鋼系材料較佳是占所述電觸頭的重量百分比0.01%至 30%。上述的電觸頭，其中所述不銹鋼系材料選自鐵素體系(Ferrite)、奧氏體系(Austenite)、馬氏體系(Martensite)其中一種或其組合。相較先前技術，本專利技術的電觸頭的特征為其復合材料含有任一種或一種以上不銹鋼材料，且另含有銀或鎳的強化相混合復合材質，故可以獲得良好的綜合性能。其中，銀為主要導電路徑的材料，且為排除熱能不可或缺的角色。不銹鋼為強化基材，可提供良好的抗熔著、耐消耗與優異的化學穩定性。鎳則提供銀與不銹鋼間的潤濕作用，使本專利技術的電觸頭得以保有較低的接觸阻抗，從而延長了所述電觸頭的使用壽命。附圖說明圖1顯示制成本專利技術的電觸頭的復合材料，包含銀及不銹鋼材料的光學顯微鏡金相組織圖(倍率=XlOO)圖2顯示制成本專利技術的電觸頭的復合材料，包含銀、不銹鋼及鎳材料的光學顯微鏡金相組織圖(倍率:χιοο)。主要符號說明1:銀、2:不銹鋼、3:鎳具體實施例方式為使本領域技術人員能理解并據以實施本專利技術，以下配合附圖及符號詳細說明，但不以此為限。實施例1.1-1.6請參照表I，實施例1.1至1.6為本專利技術的電觸頭，其由復合材料制成，所述復合材料包含不同重量百分比的銀基及不銹鋼系材料，其中，不銹鋼系材質均勻分散于所述銀基中。本專利技術的電觸頭的制作工序為:首先將平均粒徑106 μ m以下的銀粉與不銹鋼粉(選自 022Crl9Nil0(AISI304L),00Crl7Nil4Mo2(AISI316L)系列與05Crl7Ni4Cu4Nb(AISI630)不銹鋼粉其中一種或任兩種的混合)依表I中所顯示的不同的組成比例進行混合，然后將混合粉以15ton/cm2壓力成型，獲得成型胚體，并于裂解氨還原性氣氛下850°C進行燒結一小時，制得尺寸為(p4.75x〗mm的片狀電觸頭。在得到由所述復合材料所制成的電觸頭后，將上述實施例中1.1至1.6的電觸頭置于電觸頭試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為:AC110V、額定電流30A、觸頭間接觸力150g、開離力150g，并利用各項檢驗設備觀察其觸頭電氣與機械性質，其實驗結果顯示如表2。其中，實施例1.1及1.2的電觸頭，均使用銀及022Crl9Nil0不銹鋼粉的材料混合制成，惟其不銹鋼材料的重量 百分比分別為0.01wt%及0.lwt%。試驗結果顯示，實施例1.1及1.2的電觸頭的電氣壽命分別為17，418次與21，535次，這代表實施例1.2的電觸頭相對于實施例1.1的電觸頭，其電氣壽命增強了 24%〔 (21,535-17,418)/17,418)0故，可知如在一定的范圍內，提高電觸頭的復合材料中的不銹鋼材料的混合比例，將可進一步提高電觸頭的電氣壽命。實施例1.3,1.4,1.5,1.6的電觸頭，皆為銀材料混合比例為90wt%以及不銹鋼材料混合比例 IOwt %，且不銹鋼材料選自 022Crl9Nil0、00Crl7Nil4Mo2 與 05Crl7Ni4Cu4Nb不銹鋼粉依表I的混合比例所組成。試驗結果顯示，這些實施例的電觸頭的電氣壽命分別為實施例1.3為26，227次、實施例1.4為29，521次、實施例1.5為29，257次、實施例1.6為27，822次。其中，電氣壽命最高者為實施例1.4的29，521次，取其與實施例1.1的電觸頭相比較，實施例1.4的電觸頭的電氣壽命增強69%。再取實施例1.4的電觸頭與實施例1.2的電觸頭相比較，實施例1.4的電觸頭的電氣壽命增強37%。由此可知,所述電觸頭在其混合材料中的不銹鋼材料混合比例10wt%的范圍內(即含IOwt%以下)，其電氣壽命會隨著不銹鋼材料的混合比例提高而增強。比較例1.1、1.2、1.3、1.6比較例1.1,1.2,1.3及1.6顯示幾種已知的電觸頭，這些電觸頭的材料是利用平均粒徑106 μ m以下的銀粉、鎳粉與鐵粉按照如表I中的組成比例配制，并按照前述與實施例1.1相同的工序制作銀鎳、銀鐵的片狀電觸頭。接續將比較例中1.1、1.2、1.3及1.6在與上述實施例1.1相同的條件下，進行同樣的電氣特性試驗，其實驗結果如表2所示。比較例1.1的純銀電觸頭與比較例1.6的純不銹鋼電觸頭，其試驗結果分別測得其電觸頭的電氣壽命為11，978次及249次。再觀比較例1.2與比較例1.3的電觸頭，其中的銀材料的混合比例皆為90wt%，而實驗測試所得的電氣壽命分別為比較例1.2的16，404次以及比較例1.3的25，001次。相較之下，實施例1.1的電觸頭的電氣壽命較比較例1.1的電觸頭增強45%，較比較例1.6的電觸頭增強6，895%。故可得知電觸頭的復合材料中，不銹鋼材料混合比例自0.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電觸頭，其包含銀基及不銹鋼系材料，其特征為該不銹鋼系材料分散于該銀基中，其中，該不銹鋼系材料占該電觸頭的重量百分比為0.01％至35％。

【技術特征摘要】
2011.11.04 TW 100140219;2011.11.04 TW 1001402171.種電觸頭，其包含銀基及不銹鋼系材料，其特征為該不銹鋼系材料分散于該銀基中，其中，該不銹鋼系材料占該電觸頭的重量百分比為0.01%至35%。2.權利要求1所述的電觸頭，其中進一步含鎳材料，該不銹鋼系材料與該鎳材料分散于該銀基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林銘漳，韓大鵬，
申請(專利權)人：品元企業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：