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触头用铜基材料
    所属技术领域

    本发明涉及一种合金材料，特别是指一种触头用铜基材料。背景技术

    银作为电器触头材料一直占有主导地位，用量很大。银属贵重金属，而我国又是银资源短缺国。为此，有人特别是近几年有许多人探索用铜基合金来代替银作为触头材料。在中国专利文献中，已有多项关于触头用铜基材料的发明，如：“铜基合金电触头材料”(ZL87103076，CN1003894B)、“铜基低压电工触头合金材料”(ZL94102452，CN1037859C)、“高抗熔焊性铜基无银电触头复合材料”(ZL96101833，CN1047867C)、“铜基粉末合金电触头材料”(ZL96115149，CN1055732C)、“低压电器用铜合金触头材料”(ZL96114683，CN1047806C)、“低压电器用铜合金触头材料”(ZL97106092，CN1055973C)、“铜基无银无镉低压电工触头合金材料”(ZL98120087，CN1057345C)等以及“铜基无银电触头复合材料”(申请号91108905，CN1059619A)、“低压电器用铜基无银触头材料(申请号96100938，CN1154564A)、“低压电器用铜基合金触头材料(申请号96114684，CN1159484A)、“铜基无银电工触头材料(申请号98110906，CN1240233A)“铜基粉末合金电工触头材料(申请号99112292，CN1279298A)、“铜碳化钨触头材料”(申请号00126115，CN1338527A)、“电触头用铜基复合材料(申请号01103263，CN1305017A)等。其中一些已经商品化，确实达到了节银的目的。然而，不但仍然没有同时做到既具有高耐腐蚀性和耐氧化性，灭弧性能好，又无污染，制造成本低；而且不同成分的引入，会出现必需具备的性能此消彼长的现象，没有达到性能和成分的优化配合，影响了材料的推广应用。这一直来是一个公认的难题。发明内容

    本发明的目的在于提供一种耐腐蚀和耐氧化性能更好，电阻更低，无污染，成本更低的触头用铜基材料，使成分(元素)和性能更加优化配合。

    为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种触头用铜基材料，其特征在于它的成分配比(重量百分比)为碳化钨0～10％、钇或锆或两者的混合物0.1％～1％、镧0.01％～2％、余量铜。

    由于我国地域广阔，不同地区湿度差异较大。在湿度大的地区，对触头的耐腐蚀性和耐氧化性要求很高。在南方梅雨季节，触头在库存积压过程中，易在高湿度环境中生成氧化物即铜锈(CuO)。另外，触头的工作环境中酸碱度高低有别。在强腐蚀性氛围中，触头也易生成铜锈和被腐蚀。以上情况均会造成开关导通失灵(CuO不导通)，不但达不到触头作为开关关键元件应起的作用要求，而且会给生产带来安全隐患。由于钇或锆是耐腐蚀元素，因此，加入适量的钇或锆或两者的混合物提高了材料的耐腐蚀性能和耐氧化性能，同时也不会影响材料的其它性能。众所周知，镉是一种灭弧元素，在银基材料和现有的铜基材料中大部分都加有它。但是镉在触头分合过程中所产生的电弧瞬间高温高压下迅速氧化成氧化镉蒸汽，氧化镉蒸汽会造成严重的空气污染，我国及全世界已经在触头执行标准中杜绝了镉的使用。不使用镉，触头的灭弧性就成为急需解决地一个关键问题。镧在触头分合过程中产生的电弧瞬间高温高压下能细化晶粒，非常有效地解决触头灭弧性问题，实践证明镧也是一种灭弧元素。用镧代替镉，达到了环保要求。现有铜基材料中，大部分都加有金刚石。加金刚石不但提高了成本(金刚石价格是银的3至6倍)，而且会导致触头温升提高。本发明是在保证触头的强度、硬度不变的情况下，用碳化钨取代金刚石。用碳化钨取代金刚石，不但降低了成本，而且使生产工艺更加简化、生产效率更高。简化工艺中的挤压、轧制可提高触头的物理性能，降低电阻，增大强度，触头的外观更加标准、规范。用碳化钨取代金刚石，使触头的电镀更加容易，减小了材料孔隙度，使残酸显著减少，降低了由于电镀而造成自身二次污染的可能性。本发明以铜作为基材，加入强化相碳、耐腐蚀元素钇或锆、灭弧元素镧，不但延长了被氧化和腐蚀的速度，而且简化了生产工艺，提高了生产效率，降低了生产成本，制成的触头在使用过程中不会对环境造成污染。具体实施方式

    实施例一：

    触头用铜基材料的成分配比(重量百分比)为碳化钨0，钇或锆或两者的混合物0.1％，镧0.01％，余量铜。

    实施例二：

    触头用铜基材料的成分配比(重量百分比)为碳化钨5％，钇或锆或两者的混合物0.5％，镧1％，余量铜。

    实施例三：

    触头用铜基材料的成分配比(重量百分比)为碳化钨10％，钇或锆或两者的混合物1％，镧2％，余量铜。