CN1019882C - 复合电触点基体用铜合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种复合电触点基体用的铜合金材料，由0.1或0.2锆、0.05或0.1、0.05-0.1钇、其余为铜(重量%)组成。这种铜合金具有高的导电性同时又具有较好的切断性能，当其粗面比为75%时，其导电率仍高达94%，合金具有良好的成型塑性，能和银合金等触点材料牢固结合。
Description
本发明涉及一种铜合金，尤其与复合电触点的基体用铜合金有关。
银合金/铜复合电触点是一种广泛用于工业电器和民用电器中的电接触元件，和纯银触点相比，这种电触点既能保持银合金良好的电接触性能，又能节约银的用量，目前生产这种复合触点大多采用先进的冷成型复合技术，因此对于触点的基体铜材要求很严，除了要求基体铜材要具有良好的导电性之外，还必须有良好的成型塑性，并能和银合金牢固结合，具有较好的切断性能，即线材在切断后有较高的粗面比（是指破断面与线材横断面之比），纯铜具有极好的导电性能，但其本身强度较低，制成的银-铜复合材的切断性能较差，切断后的粗面比仅为32%。日本公开特许昭55-157810中公开的一种复合电触点基体用铜合金是一种Cu-Sn-P合金，用这种铜材切断后的粗面比虽可提高到62-65%左右，但其导电率（IACS%）仅为60-85，仍不能有较理想的综合性能，即在具有好的切断性能的同时又具有较高的导电性能。
本发明的目的是要提出一种复合电触点基体用的铜合金，这种铜合金具备较好的导电性能的同时，又具有好的切断性能。
本发明设计的复合电触点基体用铜合金由铜、锆和钇组成，它们的组成（重量%）是锆为0.05-0.5、钇为0.05-0.1，其余为铜，在铜中加入适量的锆可以改善铜的切断性能，但其导电性和加工塑性下降，抗拉强度增高使合金的铆接工艺性能变坏，因此一般锆的含量不应超过0.5%（重量）。
为了进一步提高材料的切断性能，而又不致使其导电性下降，可以在铜锆合金中添加第三元素钇，加有第三元素的合金即使在锆含量较低的情况下其切断性能也有明显提高，但是由于钇在熔炼过程中极易氧化造渣，同时加入量太大也影响其塑性，因此一般的加入量不超过0.1重量%。
制造本发明设计的铜合金采用一般的铜合金的熔炼加工工艺，原料为常用的电解铜及铜锆、和铜钇中间合金，按配方配料后在中频炉中真空熔炼，铸锭经孔型冷轧开坯后，经中间退火、冷拉到所需尺寸即可得到成品线材。
本发明提出的复合触点基体用铜合金在具有好的切断性能的同时又具有好的导电性能，当其粗面比为75%时其导电率（IACS）仍高达94%，合金有良好的成型塑性，能和银合金牢固结合。
用下列非限定性实施例进一步说明本发明的实施方式及其效果。
一、用一级电解铜和磷铜中间合金为原料按已有技术中描述的组成锡0.3、磷0.02、其余为铜及锡0.7、磷0.03、其余为铜（均为重量%）配料后，在真空中频炉中熔炼得到两种铜合金，按线材的常规工艺拉得φ1.45毫米的线材，成品线材的冷加工率为75%，按常规测试方法测得其切断后的粗面比，导电率和抗拉强度列于表1。
表1
合金 粗面比 导电率 σb（MPa）
（%） （IACS%）
Cu-Sn0.3-P0.02 36 72 459
Cu-Sn0.7-P0.03 43 59 509
粗面比的测定是在复合触点机上先将线材切断，然后在投影仪上放大测定其破断面的面积及线材的总面积，计算后即可得到粗面比。
二、用一级电解铜和9%的铜-锆中间合金为原料，分别按锆含量（重量%）0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5配料后采用例一相似的工艺方法制得6种相同规格的铜合金线材，测得的各项性能与无氧铜的性能同列于表2。
表2
合金 粗面比 导电率 σb（MPa）
（%） （IACS%）
1 Cu-0.05Zr 50 97 470
2 Cu-0.1Zr 55 97 485
3 Cu-0.2Zr 58 92 514
4 Cu-0.3Zr 70 91 575
5 Cu-0.4Zr 70 89 603
6 Cu-0.5Zr 70 88 618
7 无氧铜 32 100 -
从上表中可以看出添加少量的锆（例如0.05重量%）可明显地改善材料的切断性能，使粗面比由无氧铜的32%明显的增加到50%，随着锆量的增加粗面比也随之增加，锆量增到0.3重量%后切断性能已不再增加，而对导电率和抗拉强度仍有影响，作为复合触点基体用的铜合金，其锆含量一般不超过0.5重量%。
三、用一级电解铜，9%的铜-锆中间合金、9.7%的铜-镁中间合金作为原料，分别按表3中所列的成份配制并按例一相似的工艺方法制得铜-锆-镁三元铜合金线材，测得的各项性能列于表3。
表3
合金 粗面比 导电率 σb（MPa）
（%） （IACS%）
Cu-0.1Zr-0.05Mg 62 90 520
-0.1Mg 64 85 530
Cu-0.2Zr-0.05Mg 68 88 575
0.1Mg 69 83 580
少量镁的加入对合金的切断性能比锆的影响大，用0.05重量%的镁代替0.1重量%的锆制得的Cu-0.1Zr-0.05Mg三元铜合金线材的粗面比和导电率与Cu-0.2Zr二元的相当。但三元合金与银合金的铆接工艺性能都较二元合金的好。
四、用一级电解铜、9%的铜-锆中间合金、12.5%的铜-钇中间合金为原料，按表4中所列成份配料后采用与例一相似的工艺方法制得铜-锆-钇三元铜合金线材，测得的各项性能列于表4。
表4
合金 粗面比 导电率 σb（MPa）
（%） （IACS%）
Cu-0.1Zr-0.05Y 68 93 540
-0.1Y 69 90 550
Cu-0.2Zr-0.05Y 75 94 530
0.1Y 77 92 535
在铜锆合金中添加少量的钇能更明显地改善材料的切断性能，而同时又可使合金具有较高的导电率，但由于加入钇后，在熔炼中极易造渣，因此对工艺要求较严。
五、用例一一例四中制得的部分线材分别与细晶银、氧化镉制成复合触点，冷态和经200℃，1小时退火后复合触点的剪切应力（MPa）列于表5。
表5
AgCdD/Cu触点 HAg/Cu触点
合金
冷态 退火态 冷态 退火态
Cu-0.1Zr 146 143 144 147
Cu-0.3Zr 138 146 144 156
Cu-0.2Zr
-0.05Mg 144 129 141 152
Cu-0.2Zr
-0.05Y 123 139 135 151
从上表可看出本发明设计的铜合金与常用的触点材料之间能牢固的结合。
Claims (4)
1、一种复合电触点基体用铜合金，其特征是化学成分(重量%)为Zr0.1，Y0.05，Cu余量。
2、一种复合电触点基体用铜合金，其特征是化学成分（重量%）为Zr0.1，Y0.1，Cu余量。
3、一种复合电触点基体用铜合金，其特征是化学成分（重量%）为Zr0.2，Y0.05，Cu余量。
4、一种复合电触点基体用铜合金，其特征是化学成分（重量%）为Zr0.2，Y0.1，Cu余量。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 89107742 CN1019882C (zh) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 复合电触点基体用铜合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 89107742 CN1019882C (zh) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 复合电触点基体用铜合金 |
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| Publication Number | Publication Date |
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