[发明专利]一种银基六元合金电接触材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及电接触材料，尤其是银基六元合金电接触材料及其制备方法。

背景技术

电触头亦称触点、接点或触头，是电器开关、仪器仪表等中的接触部件，担负着接通、承载与分断电流的任务，因此，它的性能直接影响着开关电器及仪器仪表运行的可靠性。作为电接触材料，要求其要具有高可靠性和抗腐蚀能力、长的耐久性、以及低挥发损耗。Pt、Pd、Au、Ag及其合金具有优良的电学性能和抗熔焊、抗氧化、抗烧损，是高可靠性的电接触材料，广泛应用于发动机、微电机、接插件、继电器、电位计等精密仪器中。

Pd基合金由于其良好的性能，自上个世纪六十年代以来被广泛用于弹性电刷、滑动接点、滑环、低压直流开闭触点、多谐振荡器触点、集成印刷电路触点等电接触材料中。典型的一种Pd基合金为Palliney-6型Pd基六元合金(成分为：Pa35Ag30Cu14Au10Pt10Zn1)。现有的Pd基合金通常Pd含量较高(35％左右)，但由于Pd的强度、电导率较低，易氧化；另外，Pd易与环境中的有机物作用生成金属络合物，从而导致接触电阻增大；并且这种合金在使用过程中，挥发损失较大，金属转移严重，其化学稳定性，高温抗氧化挥发能力，抗火花抗电弧的侵蚀能力较差。所有这些因素均会影响Pd基合金电接触材料的使用性能，降低其使用寿命和可靠性。

纳米石墨具有高电导性，且少量石墨在金属表面形成一层几乎不可磨损的石墨层，从而可以在几乎不改变材料电阻的情况下，显著提高材料的耐磨性。

随着电子工业的进步和发展，电子仪器、设备和装备日趋向着高可靠性，长寿命方向发展，研究和使用具有高可靠性的电接触材料显得尤为重要和必要。

发明内容

本发明是为了克服现有Pd基合金材料的不足，提高电接触材料的可靠性，提出一种力学、电学和使用性能都比较优良的Ag基六元合金电接触材料及其制备方法。

本发明技术方案如下：

一种银基六元合金电接触材料，含0.02～0.2wt％的纳米石墨、20～25wt％的Pd、15～20wt％的Cu、5～10wt％的Pt和5～10wt％的Au，余量为Ag。

本发明采用纯度为99.95％的Au、Pt、Pd、Ag，纯度99.9％的Cu和纳米石墨，按照重量百分比为：纳米石墨0.02～0.2wt％，Pd20～25wt％，Cu15～20wt％，Pt5～10wt％，Au5～10wt％，余量为Ag的配方进行配料，在真空感应炉中熔炼，制成铸锭，然后对铸锭进行冷轧开坯、中间热处理，之后再对铸态合金进行均匀化的时效处理，制备出Ag基六元合金电接触材料。

本发明以纳米石墨与贵金属为原料，采用真空熔炼，并对铸态合金进行均匀化处理的方法，制备出分散均匀，结合良好的银基六元合金电接触材料。少量石墨加入到金属中可与金属形成金属化合物，可以显著提高合金材料的硬度，另外少量石墨还可以在金属表面形成一层石墨层，可以显著提高合金材料的耐磨性，由于硬度和耐磨性的提高使得采用本发明提供的银基六元合金电接触材料制作的电接触点的使用寿命能够得到显著延长。另外，本发明提供的银基六元合金电接触材料，其中Pd含量较现有的Pd基六元合金中Pd含量较低，而Ag含量较高(34.8～54.98wt％)，在一定程度上克服了现有Pd基六元合金电接触材料存在的由于Pd含量较高所带来的技术问题。

具体实施方式

用纯度为99.95％的Au、Pt、Pd、Ag，纯度99.9％的Cu和纳米石墨，按照表1中的配方进行配料，在真空感应炉中，保护气氛下进行熔炼，制成铸锭，然后对铸锭进行冷轧开坯，之后再对铸态合金进行均匀化处理。制备出三种不同组分的Ag基六元合金电接触材料(分别为样品1、2、3)，然后分别利用这三种电接触材料制作三种电接触点(冲压成型后需经350℃时效处理)，分别表示为电接触点样品a、b、c。同时采用Palliney-6型Pd基六元合金(成分为：Pa35Ag30Cu14Au10Pt10Zn1)制作一个对比电接触点(样品d)。将电接触样品a、b、c和对比电接触点样品d进行对比测试，测试结果如表2、3所示。

从表2可以看出，本发明提供的银基六元合金电接触材料的拉伸强度和硬度相比于Palliney-6型Pd基六元合金由明显的提高。从表3可以看出，本发明提供的银基六元合金电接触材料相比于Palliney-6型Pd基六元合金的使用寿命明显增加。

表1具体实施方式的合金成分(重量％)

表2具体实施例材料的性能