基本信息
文件名称:接触器用碲铜板编制说明.doc
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总页数:16 页
更新时间:2025-05-20
总字数:约1.36万字
文档摘要

《接触器用碲铜板材》

编制说明

(预审稿)

主起草单位:沈阳有色金属研究所有限公司

参与起草单位:有色金属技术经济研究院有限公司

鹰潭市检验检测认证院(鹰潭市综合检验检测中心、江西省铜及铜产品质量检验检测中心)

昆山国力电子科技股份有限公司

宁波金田铜业(集团)股份有限公司

《接触器用碲铜板材》

(预审稿)编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

根据工信厅科函(2025)84号《工业和信息化部办公厅关于印发2025年第一批行业标准制修订计划的通知》,由沈阳有色金属研究所有限公司负责起草的行业标准《接触器用碲铜板材》,项目计划编号为2024-2008T-YS,完成年限为2025年12月31日。

1.2立项目的和意义

目前,全球新能源汽车需求量不断增长,在汽车保有量中占有越来越大的比例。推广和使用新能源电动汽车,无疑可以大幅减少对燃油的依赖,减轻能源危机,实现节能减排,这对全人类的可持续发展,具有十分重要的意义。凭借环保节能的独特优势,新能源电动汽车已经适应了当前国际能源供应短缺和日益增长的环境保护呼声,成为国际市场和社会的重要关注点。当今,制造业发达的美国、法国、德国、日本和中国等主要国家和地区是新能源汽车的主要生产和消费市场。

直流接触器是新能源电动汽车系统中的重要部件,不仅需要承受高电压和大电流,还应具备较好的可靠性和绝缘性。电动汽车在充电时会由于短路故障而产生很大的冲击电流,从而导致直流接触器的触头在短时间内因过大的电流而斥开,影响其他元件的正常工作,造成无法预知的严重后果,成为电动汽车发展中的一个隐患。

Cu-Te合金(TTe0.4)是一种良好的导电、导热材料,该合金除了达到94~98%IACS高电导率外,还表现出优异的大电流下抗电弧的诸多特性,这些都是无氧铜所不具备的。Te的加入,能够降低电触头的截流值,提高铜合金的抗熔焊性能。少量Te元素可以提高铜合金的抗电弧性能,减少电弧对合金的侵蚀,达到延长合金使用寿命的效果,这是由于Te元素具有较高的电离能、较低的熔点和沸点的原因。电弧作用过程中,合金中的Cu2Te相分解,具有低沸点、高蒸气压的Te元素蒸发,使合金样品表面热量被吸收,导致电弧冷却,起到灭弧的作用。在接触器领域,Cu-Te合金正全面取缔传统的无氧铜。

国内、外的Cu-Te合金主要有TTe0.3(T14440)、TTe0.5-0.008(T14450)、TTe0.5(C14500)和TTe0.5-0.02(C14510)等。其中Te含量0.5%的碲铜合金被广泛应用于新能源电动汽车系统中的直流接触器。现我国和美标对TTe0.5中Te含量的规定为0.4%~0.7%,P含量规定为0.004%~0.012%,这主要是考虑碲铜合金一般通过非真空熔炼制备,在熔炼过程中用添加P来提高金属液体的流动性起到脱氧的作用。但碲铜的P含量超过0.006%后,导电率下降严重。所以,在这个行业领域,国标和美标都不适用。

另一种新型碲铜合金(TTe0.6),合金中除Te元素外,添加了微量的Zr与Cr。机理为在铜基体中形成了金属间化合物ZrTe2相,该低熔点ZrTe2相在铜基体中均匀弥散分布,具有优异的抗电弧烧蚀性能。该合金经形变热处理后电导率可达90%IACS以上,其余力学性能均优于TTe0.4合金。同时在大电压下,新型合金可有效降低烧蚀电流与烧蚀面积,抗电弧烧蚀能力的大幅提高。合金中存在ZrTe2相和Cr相,ZrTe2相通过熔融分解吸收热量实现电弧熄灭,Cr相钉扎位错促进强度提高。此外,Cr和Zr的添加对合金的晶粒起到细化作用,并能有效解决碲铜真空熔炼铸锭易产生气孔的问题。这种高强高导、高抗电弧磨损的新型CuTe合金易于制备且能耗低,有望在新一代新能源汽车高压快充电连接器材料中得到广泛应用。

目前,我国还没有可使用的新能源汽车接触器用碲铜板材的标准,国内碲铜板的主要生产方式为连铸连轧或连铸连挤,导电率稳定性不佳,且灭弧能力不足,难以满足接触器触头要求。因此长期依靠进口,年需求量约1000吨。通过真空熔炼,严格控制Te含量,不添加P元素即可满足产品要求,进而取缔进口。

本标准的制定,可填补新能源汽车直流接触器用碲铜板材标准化的空白,有利于碲铜板材化学成分与力学性能参数的规范,从而使国产化后的新能源汽车接触器碲铜板达到国际标准,助力国产新能源汽车的推广。

1.3主要参加单位和工作成员所作的工作

1.3.1主要参加单位概况

沈阳有色金属研究所有限公司承担了该标准的主要编制工作,参编单位有鹰潭市检验检测认证院(鹰潭市综合检验检测中心、江西省铜及铜产品质量检验检测中心)、有色金属技术经济研究院有限公司、昆山国力电子科技股份有限