[发明专利]一种稀土触头材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于合金制造技术领域，具体涉及一种稀土触头材料的制造方法。

背景技术

随着科技的发展，工业制造领域对机电元件的需求越来越大，同时也对其性能指标要求越来越高。AgCdO触头材料具有优良的抗熔焊性和耐电弧侵蚀性，较稳定的接触电阻、良好的导电、导热性，因此，1950年实际应用以来已成为主导电触头材料，加上材料的生产加工方法的不断改进，在众多的触头材料AgCdO触头材料仍是性能优良的触头材料之一。

目前，从小电流（1安培）到大电流（上千安培）领域，AgCdO触头材料也是应用最广泛的。但AgCdO的成份和制造方法的选择，必须与使用条件相适应，否则就不能充分发挥它的特点和材料性能上的优势。

为了使AgCdO触头材料获得优良的触头特性，则可根据触头的接触条件或增或减Cd的含量，或添加第二、第三种元素。如用于小电流领域的特殊规格的微型开关使用Cd含量较低的合金，在比通常要低得多的温度下预氧化处理，可获得CdO粒度较为精细的触头材料；在开闭次数少而分断电流大的线路开关及断路器中的触头材料，可增加CdO的含量，并且以较高温度预氧化处理，可获得较粗大的CdO质点材料，可进一步提高分断特性。

近年来，随着科学技术的飞速发展，各类型电器的小型化微型化，这对触头材料提出的性能要求也愈来愈高，而原有的工艺制造方法，已不能应对材料愈来愈高的性能要求。因此如何改善材料性能，提高材料性能已是触头材料行业迫切的课题。

稀土材料早已引起材料学科的技术革命，但在电触头材料中的应用，还不多见。虽有这方面的报道，但目前仍无实质的大量采用和工业化应用。

在电接触中，CdO产生多方面的作用，在电极阴极的熔池内的存在，可增加熔融物的粘度，以减少材料的飞溅，CdO的分解可导致触头基体材料的热负荷的降低，从而导致稳定电弧并使其基体温度迅速降低，而CdO的分解形成大量的Cd蒸气，产生吹弧效应又达到将电弧熄灭的作用。

CdO的分解温度过低导致CdO的过量损失，降低了其使用寿命，为解决AgCdO其电寿命问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明使用不同的工艺方法找到一种可使传统方法制造的AgCdO具有更优良性能的加工工艺制造方法。

本发明通过以下技术方案实现。

一种稀土触头材料的制造方法，包括以下步骤：（1）熔炼：将银、镉、稀土材料进行熔炼，熔炼温度为1200℃~1250℃；（2）铸锭：将熔炼后的液体在惰性气体保护下浇铸成锭；（3）机加工；（4）热挤压：所述热挤压温度为780℃~820℃；（5）预氧化处理：预氧化温度为680℃~750℃，预氧化时间为24小时~28小时，氧压为0.4MPa~0.6MPa；（6）破碎成型；（7）二次热挤压：二次热挤压温度为860℃~890℃，保留时间≥3小时，挤压比≥240:1；（8）线材加工：对线材进行退火处理，退火温度≥650℃，保留时间＞1小时，接着对线材进行均质化处理，温度为250℃~380℃，保留时间＞1小时。

本发明中，通过将稀土材料添加到原料中，经过预氧化处理后，该稀土材料转变为稀土氧化物。由于稀土氧化物弥散性强，并具有较高的熔点和较强的稳定性，因而与时效强化机制不同，在弥散强化中的异质颗粒的作用下，合金可以保持较高的温度，这有利于提高合金的稳定性。

此外，本发明通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下（860℃~890℃）进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到1米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度。

目前的技术中，一旦挤压温度过高（高于850℃），挤出来的线材非常容易出现碎裂导致不成线型，因此为了保证正常挤出线型，需要选择一个相对较低的挤出温度，但这必然导致挤出速度的的大大降低，增加了企业产生中的时间成本。

本发明最后还对产品进行均质化处理，使得产品性质更稳定。

    作为优选，所述步骤（1）中的稀土材料为αβ混合稀土材料，其稀土重量含量＞98%。选择纯度高的αβ混合稀土材料，避免杂质对合金质量的影响。

    作为优选，所述步骤（1）中的物料重量百分比如下：镉5%~7%，稀土材料0.1%~0.2%，其余为银。