[发明专利]含Ti高导电高强度电接触材料用铂合金

说明书

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铂合金。

背景技术

电接触材料是电流传输与转换过程中重要材料之一，也是制备电力、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）的关键材料。电接触材料按用途分为：电接点材料，电刷材料，绕组材料，导电环、换向片或整流片材料，接插件材料。这些电接触元件的性能直接影响电转换器件及整个仪器仪表的可靠性、稳定性、精度及使用寿命。因此，电子仪器仪表向高精度和微型化发展，就对电接触元件的性能提出了更高的要求：具有优良的导电性、小而稳定的接触电阻、高的化学稳定性、耐磨性和抗电弧烧损能力。

为适应恶劣的工作条件，常常通过合金化的办法来改善材料的性能。贵金属电接触材料常能兼顾上述优点，特别是在轻负荷和小接触压力下更能显示其优越性。目前广泛应用的贵金属电接触材料主要是银、金、铂、钯合金，以及这些合金的复合材料。银基电接触材料是最重要、用量最大和最廉价的贵金属电接触材料。银具有极好的导电性、导热性、抗氧化能力和抗有机蒸气作用的能力，并且加工性能极好。缺点是强度和硬度低，不耐磨，易硫化。钯基电接触材料的密度小、价格便宜、化学稳定性稍次于铂，有良好的抗硫化性能、抗腐蚀性和耐磨性，常可作为铂的代用品。

随着我国经济的飞速发展，电力行业对电接触材料的要求越来越高。人们不断追求导电性能，强度和其它特性能达到最佳组合的新型合金来满足日益提升的要求。目前，在欧美、日本等发达国家通常采用铂合金电接触材料，我国高速电气化所用优质铂基电接触材料主要从德国、瑞典等发达国家进口。铂基电接触材料具有耐腐蚀、耐磨损、电接触可靠、寿命长等优点，适于做条件苛刻的弱电接点。目前，铂基电接触材料在高新技术中也获得越来越多的应用。

国外己经开发的新型铂基电接触材料的电导率还不能令人满意，没能超过16%IACS，不能满足现代工业和元器件对导电率和其它性能的要求。开发具备特殊性能铂合金有两种方法，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铂基复合材料。钛作为合金化元素加入铂合金中可以大大提高合金的弹性性能，导电性能和其它性能。开发新型铂基电接触合金已成为必然。但是，作为一种电接触材料，只具有优良的导电能力是远远不能满足高速发展的电力行业要求，更重要的是最终的铂合金产品还要同时拥有令人满意的力学强度。因而如何在铂合金中平衡各种合金元素的含量，制备出具备优异的导电性能和力学性能的铂基电接触材料是当前铂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1800-1850度氩气条件下进行熔炼的电接触材料用含钛高导电高强度铂合金及其加工工艺。且在此温度区间熔炼的合金最终产品具有铂基电接触材料所需要具备的高导电性和高强度。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1800-1850度之间熔炼含钛铂合金。按重量百分比计，合金的组成为：Ti:2.5-3.0wt.%, Sn:1.5-3.0wt.%,Sc:0.2-0.4wt.%,Ru:0.2-0.5wt.%,Si:1.0-1.5wt.%,Cu:0.4-0.5wt.%,Re:0.2-0.6wt.%,Er:0.2-0.4wt.%,B:0.5-0.9wt.%，余量为铂。该铂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。

上述铂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到氩气保护下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到1800-1850度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在1800-1850度保温10分钟浇到水玻璃模具中进行铸造。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为10-15%；每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：620度，3.0个小时；轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理1200度，5.0小时；真空时效处理350度，2.8小时。。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1） 本发明专利针对目前铂基电接触材料的导电性和力学性能还不能完全满足现有需求的现状提供了一种新颖的材料学解决方案。通过优选合金中的主要和次要添加元素，以及这些元素的含量来设计具有高导电性能的合金材料。通过优选的合金化办法，不仅可以大大降低合金元素使用量的缺点，还可以获得非常好的导电效果和力学性能，并能获得优异的合金收得率。