[发明专利]一种含有贵稀有金属的钯合金及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种含有贵稀有金属的钯合金及其制备方法和用途，属于贵金属电工合金材料技术领域。所述钯合金按合金成分配比(质量％)为：W 5～20，Ni 0.05～3.0，Pt 0.05～3.0，Au 0.05～3.0，Cr 0.05～3.0，Nb 0.05～3.0，Re 0.05～3.0，Ta 0.05～3.0，余量为Pd。采用定向凝固、拉拔、轧制等方法制备上述钯合金，其化学成分均匀，可连续加料、合金化熔炼、定向凝固结晶，棒坯铸锭的尺寸为Φ8mm～Φ30mm，含氧量≤100ppm。本发明的钯合金明显细化了合金的晶粒组织，克服了传统熔炼法制备钯钨合金存在的组织偏析、疏松、缩孔、低密度等缺陷；真空定向凝固使合金的加工效率、成品率、组织性能一致均不同程度得到提高，本发明的合金可用做电阻材料、应变材料、触头材料等元器件。

技术领域

本发明涉及一种含有贵稀有金属的钯合金及其制备方法和用途，属于贵金属电工合金材料及工程应用技术领域。

背景技术

钯钨合金具有适中的电阻率、低的电阻温度系数、低电噪、低而稳定的接触电阻、高强度、高弹性，常用作电子、电器仪表、精密电位器、电机等的电阻、应变弹性、滑动触点和电刷等元器件的材料。

1959年Pd-W合金最早在德国被推荐为精密电位计电阻合金，60年代初期，前苏联就开始将Pd-W20合金用于Fc较大的电位计中。在研究及推广Pd-W20合金方面，在前苏联得到有效而广泛地应用，他们认为该合金是最有前途的贵金属精密电工材料。多元Pd合金具有高的弧度和耐磨损性能，Darling认为这样的合金难于加工，但是CaB等人则认为可拉至细线。前苏联60年代初期，就开始将Pd-W20合金用于电位计中。

目前，国内外常见的钯基合金材料主要有Pd-Ag、Pd-Mo、Pd-V，以及Pd-Au等电工材料，Pd-W合金的电阻率达到183μΩ·cm，电阻温度系数6.3×10^-5/℃，Au-Pd基系Au38Pd50Fe11Al1合金电阻率达到230μΩ·cm，但电阻温度系数为-1.35×10^-5/℃，综合考虑技术性能和经济价格，开发Pd-W合金也是不错的选择；传统的制备方法主要是真空熔炼和水冷铜模一次浇注法，存在的主要问题有：(1)钯钨合金系主要是二元、三元系合金，存在导电、导热性能不稳定，合金的强度低、耐磨损性能差、软化温度低、电阻率低、耐腐蚀性差等；(2)铸锭存在组织偏析、疏松、缩孔、密度低等缺陷；(3)合金加工困难，加工效率只有30％、成品率只有40％，组织性能一致性只有50％等。

不添加贱金属元素的贵金属合金的电阻率并不高，往往在50μΩ·cm以下。添加了多元贱金属的贵金属合金一般电阻率较高，有一个或多个面心立方晶体结构的贵金属基体组元，至少有一个具有体心立方结构的主要合金化组元，两种不同晶型的组元会形成固溶体。固溶造成晶格点阵畸变的有效程度可能相当大，导致剩余电阻提高；并在适当条件下(如退火慢冷)有利于减少态电子数目，有利于形成明显的原子短程有序，这是造成高阻的根本原因，而不是长程有序或尺寸因素。因此，通过添加W、Ni、Pt、Au、Cr、Nb、Re、Ta等多种元素，来抑制原子短程有序到长程有序的转变，稳定合金的组织性能，提高合金的软化温度和电阻率，是国内外最新的研究发展方向。

国际上有关的研发和生产国家(公司)主要有：俄罗斯(Supermetal公司)、德国(Doduco、SIEMENS公司)、日本(日立、田中公司)、美国(Dupont、Mallory公司)等。在国内，诸如贵研铂业股份有限公司、北京有色金属研究院、北京有色金属及稀土研究所、西北有色金属研究院等单位也进行了大量的研发和生产工作。