CN101178982A - 一种多元铜基电接触合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多元铜基电接触合金材料,是以金属铜为基体、加入了其他多种金属、稀土元素,合金铸锭后,由两相或多相组成的新型电接触合金材料,其以质量分数计的组分为:镍7%~25%,钛1%~15%,钴1%~6%,钼0.1%~2%,稀土元素0.002%~0.2%,余量为铜。该合金材料具有以下的特点:①接触电阻低、耐磨损、抗腐蚀、电弧小,使用寿命长,尤其做负电极时,使用寿命可达到100万次以上;②材料直接熔炼制成,制备方法简单;③不含有镉、铅等有害环境的重金属元素;④不含有金、银、铂和铑等贵金属及稀有金属元素,成本远低于银基合金材料。本合金材料主要应用于直流低电压(≤36V)的电器中,例如汽车电器、家用电器等。
Description
技术领域
本发明涉及铜基合金,进一步而言涉及镍作次要成分的铜基合金。
背景技术
目前,电器行业所用的电接触材料以银基触头材料为主。其中银氧化镉是国内应用最广、产量最大的一种电接触材料。银氧化镉材料由于其优良的抗电弧侵蚀性、抗熔焊性和较低的接触电阻,长期以来被认为是最好的接触材料,广泛用于多种低压电器中,被称为万能触点。根据使用要求,银氧化镉材料中氧化镉(CdO)的质量分数范围是9%~15%,银氧化镉材料的主要制备技术包括粉末冶金法和内氧化法。但银作为贵金属,产量有限且价格昂贵,而且金属镉具有毒性,在材料制造和触点使用过程中易蒸发,给制造者和使用者带来伤害,其应用已受到越来越大的限制。欧盟25国2006年7月1日生效实施的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》规定:在电子电气设备中,凡是含铅、汞、镉、六价铬等6种有害物质,只要有一种含量超量,产品将不允许进入欧盟市场,其中,对重金属镉的限制最严,最高限量指标是0.01%。从成本上分析,目前在金属原材料市场上,金属银的价格高出铜7倍以上!可见其成本很高,而且加工工艺复杂。
人们经过研究,发现铜基复合电接触材料具有良好的导电和导热性,较好的灭弧性、抗熔焊性、抗电侵蚀及抗粘结性,且具有电阻率低、温升小、性能价格比高等优点,可用于在大范围内替代现有银基材料。为此,开发了一些无银的铜基合金材料,例如中国专利ZL03139038.2号“铜基复合电接触材料”、ZL03132543.2号“电器触点用铜基电接触复合材料”等。这些新材料有其特点,但人们还在继续研究开发工艺更简单、成本更低、使用寿命更长的新材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不含昂贵的贵金属材料银、制造成本低、对环境无污染、使用寿命长的新型多元铜基电接触合金材料。
发明人提供的多元铜基电接触合金材料是以金属铜为基体、加入了其他多种过渡金属、稀土元素,合金铸锭后,由两相或多相组成的新型电接触合金材料,其以质量分数计的组分为:镍7%~25%,钛1%~15%,钴1%~6%,钼0.1%~2%,稀土元素0.002%~0.2%,余量为铜。
上述稀土元素主要是镧和铈,它们可以任何质量比例组成,在该合金材料中总的质量分数为0.002%~0.2%。
上述材料铸态合金中的第二相及第三相的组成,以化学式表示为XaYb及XaYbZc,化学式中X、Y和Z是以上述的合金元素,a,b和c是1-4的数字。
本发明提供的合金材料是用常规的合金熔炼工艺制造的。
本发明提供的合金材料具有以下的特点:①接触电阻低、耐磨损、抗腐蚀、电弧小,使用寿命超过了目前通用的银氧化镉、银氧化锡等触头材料,其做负电极使用时,使用寿命最佳,达到100万次以上;②材料直接熔炼制成,不需要用粉末冶金方法,因此制备方法比银基触点合金材料的制备简单,材料经熔炼铸锭后即有良好的电接触性能;③不含有镉、铅等有害环境的重金属元素;④不含有金、银、铂和铑等贵金属及稀有金属元素,因此成本远低于银基合金材料。本合金材料主要应用于直流低电压(≤36V)的电器中,例如汽车电器、家用电器等。
具体实施方式
实施例一种多元铜基电接触合金材料,是以金属铜为基体、加入了其他多种金属、稀土元素,用常规的合金熔炼工艺合金铸锭后,由两相或多相组成的新型电接触合金材料,其以质量分数计的组分为:镍22%,钛4%,钴3%,钼1%,镧0.011%,铈0.01%,余量为Cu。
Claims (3)
1.一种多元铜基电接触合金材料,是以金属铜为基体、加入了其他多种金属、稀土元素,合金铸锭后,由两相或多相组成的新型电接触合金材料,其特征在于该合金材料以质量分数计的组分为:镍7%~25%,钛1%~15%,钴1%~6%,钼0.1%~2%,稀土元素0.002%~0.2%,余量为铜。
2.如权利要求1所述的合金材料,其特征在于所述稀土元素是镧和铈,它们以任何质量比例组成。
3.如权利要求1所述的合金材料,其特征在于所述材料铸态合金中的第二相及第三相的组成,以化学式表示为XaYb及XaYbZc,化学式中X、Y和Z是以上述的合金元素,a,b和c是1-4的数字。
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CN105648371A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-06-08 | 贵州大学 | 一种新型铜基电触头材料加工工艺 |
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CN100552846C (zh) | 2009-10-21 |
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