[发明专利]一种高强高导耐氧化Ag‑Li‑W银锂合金

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种银锂合金。

背景技术

银具有良好的导电性和导热性，在银中添加其它合金元素可改善银的性能。银合金种类很多，其中最重要的是：银铜合金、银镁合金、银镍合金、银钨合金、银铁合金和银铈合金。银合金制成的产品用量最大，适用范围广。这些银合金具有一系列的特性：(1)优异的物理、化学性能。银合金的导电、导热性很好。 (2)良好的加工性能。塑性很好，容易冷、热成形。铸造银合金有很好的铸造性能。(3)具有某些特殊机械性能。例如优良的减摩性和耐磨性，高的弹性极限和疲劳极限。

电接触材料是制备电力、电器电路中通、断控制及负载电流电器(如开关、继电器、起动器及仪器仪表等)的心脏元件电触头的关键材料，其质量的好坏关系到电路设备、仪表的可靠性、稳定性、精密程度及其寿命。银合金接触材料适用于在各种功率条件下工作，而且大量用于大、中负荷电器中，如各种开关、继电器、接触器等。大、中功率接点的工作条件较恶劣，常处于电弧的强烈作用下，电侵蚀严重，特别要求导热性、导电性要好，抗电侵蚀能力要强。但银合金在大电流作用下易熔焊，容易氧化且有硫化倾向。

开发高强高导耐氧化银合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成银基复合材料。国外己经开发的新型耐氧化银合金的强度和导电率太低，屈服强度低于400MPa，且导电率没能超过80%IACS，不能满足现代元器件对导电率的要求。锂作为合金化元素加入银合金中可以大大提高银合金的弹性性能和耐高温软化性能。开发新型高强、高导、高耐磨、高软化温度的银锂合金已成为必然。

银锂合金最大的特点是在冶炼过程中因为银锂合金熔体容易氧化烧，生成疏松的氧化膜和氮化膜。这种不致密的熔体表面化合物膜不能阻止氧气和氮气向熔体表面的扩散，导致了银锂合金熔体在熔炼过程中的不断氧化和消耗。因此，目前在银锂合金的冶炼中一般采用氩气保护的方法来进行合金制备。而且冶炼温度在1100度左右。在如此高的温度下，锂由于蒸气压过大导致在冶炼过程中挥发过度，最后合金中剩余的锂含量过低。一般而言，采用氩气保护的方法熔炼的银锂合金，最终锂的收得率只有10-30wt.%左右。而且该方法不同程度地存在着铸件易产生熔剂夹杂、设备复杂及生产成本高等缺点。因此使银锂合金的研制、开发与应用受到了限制。因而在急需大规模使用银锂合金的工业和国防领域，一直存在着现有产量少，工艺繁琐，成本高等急需克服的现状。

寻求更好的冶炼方法成为银锂合金应用研究和产业化中的关键问题之一。通过合金化的方法达到防止在冶炼过程中银锂合金熔体的氧化，是解决银锂合金冶炼问题的发展方向之一。合金化阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发的机理是在合金中添加合金元素来影响合金氧化的热力学与动力学过程，在合金表面形成具有保护作用的致密氧化膜和氮化膜，达到阻止合金剧烈氧化的目的。与氩气保护相比，合金化阻燃可以消除熔剂夹杂，提高合金的力学性能与抗腐蚀性能，降低对大气的污染。但是，作为一种结构材料，只具有熔炼时的阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发性能是远远不能满足要求的，更重要的是最终银锂合金产品还要同时拥有令人满意的力学性能和导电性能，至少要能达到常用银合金的力学性能水平。因而如何在银锂合金中平衡各种合金元素的含量，制备出在大气环境下阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发的银锂合金，且具备优异的力学性能，是当前银锂合金的一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在1050-1150度大气条件下进行熔炼的高强高导耐氧化Ag-Li-W银锂合金及其加工工艺。且在此温度区间熔炼的合金最终产品具有现有银锂合金的力学性能，和良好的室温塑性和抗氧化性能。该方法还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有在1050-1150度之间熔炼高强高导耐氧化Ag-Li-W银锂合金。按重量百分比计，合金的组成为：Li: 1.5-2.0wt.%,W:0.2-1.4wt.%,Sn:0.2-0.6wt.%,Zn:0.4-1.2wt.%,Ca:1.0-2.0wt.%,Te:0.2-0.3wt.%,Zr:0.1-0.3wt.%,Th:0.1-0.2wt.%,S: 0.5-1.2wt.%，B: 0.4-1.2wt.%，余量为银。该银锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在2.0-5.0wt.%左右。