CN1035139A

CN1035139A - 高性能银基电接点合金

Info

Publication number: CN1035139A
Application number: CN 88101849
Authority: CN
Inventors: 林德仲; 董友苏; 刘大蓉
Original assignee: KUNMING NOBLE METAL INST CHINA NONFERROUS METAL INDUSTRY GENERAL Co
Current assignee: KUNMING NOBLE METAL INST CHINA NONFERROUS METAL INDUSTRY GENERAL Co; Kunming Institute of Precious Metals
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-08-30

Abstract

本发明为中等负荷交直流低压电器用电接点银基合金。本发明合金具有灭弧能力强。烧损和挥发少且抗熔焊性高的特点。在负荷为40V、8A，一万米高空用微型开关上使用。其电接触性能均优于Ag— CdO、Ag—Ce、Ag—Sn等合金，且热处理工艺简单，加工方便，成本比上述合金便宜，而寿命则比上述几种合金高一倍，本发明合金的成份为(按重量)：1～ 6％Sn，0.2～2.1％Ce，余为Ag。本发明合金还可添加0.1～1.5％La、Pr、Lu或Ni、Co、Fe、Bi、Te等金属中的一种或二种组成多元系电接点用合金。

Description

本发明属于银基合金。主要用于做中等负荷交直流低压电器的电接点材料。

各类开关、继电器、接触器等交直流低压电器的电接点，要求所用的合金接点材料不仅具有优良的电接触性能，还要具有灭弧能力强，抗熔焊性好的性能，这样，才能保证各种低压电器在中等负荷下的阻性、感性和容性电路中工作可靠，在以往应用的种类繁多的银基电接触材料中Ag-CdO，Ag-Ce，Ag-SnO-(MeO)等合金性能较优而且应用最广泛，Ag-CdO材料虽然抗熔焊性较好，但灭弧能力稍欠，在使用过程中容易形成接触表面变质层，影响电接触性能的稳定及电寿命，且Ag-CdO中含有导致公害的有毒Cd物质，西德专利2932275、日本专利：特公昭55-5583提供了Ag-Sn电接点材料(成份为Sn8.5％，Bi0.1％，Ni0.5％余Ag及Sn8％，Zn1.0％，Bi0.1％，Ni0.1％余Ag)，这些材料虽然使抗熔焊性得到改善，但使用中仍出现接触部分温升过高，灭弧能力不够的问题。日本刊物《工业材料》(VO127，NO3，1979，P15)及日本专利：特公昭54-6008等提供了银-单-稀土电接点材料(成份为Ce或La0.5％，余Ag及La或Sm，Ce0.2～4％，Li0.01～3％，Ca0.8％余Ag)这类材料虽然在灭弧能力和抗熔焊性方面有所提高，但只适用于纯阻性电路，在感性电路中使用性能变坏。

上述这些合金热处理条件要求苛刻，需内氧化的材料必须在2～5个气压纯氧下进行处理，接点造价高，处理危险性大且工艺复杂，在负荷40V，8A，10000米高空的恶劣条件下用做微型开关接点，均出现开关通断时拉弧现象严重，既而产生高热使触点熔化、烧结。最后失效的现象。

本发明的目的在于提供一种灭弧能力强，烧损和挥发少且抗熔焊性高，热处理方法简单，在阻性、感性和容性电路中都能使用，且在上述恶劣条件下其电接触性能优于上述几种合金的低压电器电接点用Ag基合金。

本发明提供的合金，其成份为(按重量)：Sn1～6％，Ce0.2～2.1％余为Ag，这种三元系合金还可添加0.1～1.5％La、Pr、Lu等稀土元素，以及Ni、CO、Fe、Bi、Te等金属中的一种或二种组成多元系合金。

银是贵金属中价格最低的金属，由于它具有金属中最高的导电性和导热性，极好的加工性以及较好的抗氧化和抗有机污染能力，所以纯银或银合金被广泛用做中小负荷各种低压电器的电接点。Sn和Ce的加入除了使金属达到固溶强化、细化晶粒、提高再结晶温度，以使合金的硬度和强度得到提高外，更重要的是显著地增强了灭弧能力和抗熔焊性。合金经热处理或接点工作时的热量，使添加元素Sn、Ce(La、PrLu等)形成氧化物。燃弧时的局部高热，又使蒸气压比银低的SnO₂分解形成金属蒸汽，笼罩在接点处，起到保护银基体的作用。但Sn的含量不易超过6％，否则需要经过特殊的内氧化处理。具有特殊电子结构的Ce族元素金属蒸汽，改变了极间一次电子轰击后的电弧特性，减少了使材料液化的长电弧作用，从而缩短了燃弧时间，减少了接点的电蚀量。当有二种以上稀土元素(如La、Pr、Lu)共存时，将发挥比单一金属存在时更强的“共乘作用”或“共存作用”。但Ce族元素的含量不易＞2％，否则加工性能急剧变坏。当有Ni、Bi、Te、等元素加入，且成份在0.1～1.5％范围内时，可起到细化晶粒，加速稀土元素氧化的作用。但若这些金属元素的含量超过1.5％，则产生新合金相降低上述作用。

本发明的Ag-Sn-Ce或Ag-Sn-Ce-La(Pr，Lu)合金与Ag-CdO，Ag-Ce，Ag-Sn等电接点用合金相比，具有以下优点：

1.灭弧能力强，电磨损小，挥发物质少，抗熔焊性强，温升小。在其它电接触材料的微型开关不能胜任的恶劣条件(负荷40V，8A，一万米高空)下，本发明合金经过动作特性参数、压降、接触压力，介电参数、过载、高空、电寿命、超寿命等多种试验证明，触点形状完整，性能优良，完全能够满足使用要求。

2.热处理工艺简单。以往需内氧化的触点材料，必须在2～5个气压的纯氧中在700℃左右内氧化处理72～196小时，不仅危险大且加工费用高。而本发明合金，具有“工作自然氧化”的特性，又可在大气中进行700℃内氧化处理。如果将本发明合金放在一个气压氧中处理，则所需时间＜72小时，比以前大大缩短了处理时间。由于本发明合金，改进了热处理工艺，降低了劳动强度及操作危险，因此对于制造电器产品的工厂，无论从制造成本或技术工艺方面都带来明显的效益。

3.具有良好的加工性能。本发明合金视使用技术要求不同，可呈压力加工状态或内氧化状态存在。由本合金制成的板片材或丝材，可容易地成型为钮扣接点，铆钉接点或复合接点。需应用内氧化态接点时；可将材料先内氧化处理后再加工，也可先加工后再内氧化处理。

本发明合金的实施例：

当本发明合金成份为(按重量)：3％Sn，0.3％Ce余为Ag和3％Sn，0.3％Ce，0.1％La(Pr)余为Ag时，在高频炉中使用氧化铝坩埚，真空充氩保护熔铸成锭。然后经650～700℃固溶处理，处理后的合金锭经冷锻、冷轧或冷拉及600～650℃中间退火即可加工成片带材或丝材成品，提供给电器制造工厂使用。

本发明合金的基本性能列于表1。

表1 Ag-Sn-Ce系合金的某些基本性能

合金名称	化学成份Wt％	熔点℃	密度g/cm³	电阻系数μΩ-cm	电阻温度系数×10^-3	对铜热电势μv/C	抗拉强度kg/mm²		硬度HVkg/mm²
							抗拉强度kg/mm²		硬度HVkg/mm²		半硬态	硬态	半硬态	硬态
							Ag-Sn-Ce	Sn1～6Ce0.2～2.1Ag余	950	10.46	半硬态	硬态	半硬态	硬态	3.88～2.56	1.17～7.1	-2.3～-2.6	38.4	58.4	80.3	106.3
Ag-Sn-Ce-La	Sn1～6Ce0.2～2.1La0.1～1.5Ag余		10.41	5.22～4.69			Ag-Sn-Ce	Sn1～6Ce0.2～2.1Ag余	950	10.46	45.3	55.7	99	112	3.88～2.56	1.17～7.1	-2.3～-2.6	38.4	58.4	80.3	106.3
Ag-Sn-Ce-La	Sn1～6Ce0.2～2.1La0.1～1.5Ag余		10.41	5.22～4.69			Ag-Sn-Ce-Pr	Sn1～6Ce0.2～2.1Pr0.1～1.5Ag余		10.48	45.3	55.7	99	112	7.06～6.78			46.8	55	105	119

Claims

1.一种灭弧能力强，烧损和挥发少，抗熔焊性高的中等负荷交直流低压电器用电接点银基合金，其特征在于成份为(按重量)：1～6％Sn，0.2～2.1％Ce，余为Ag。

2.根据权利要求1所述合金，其特征在于成份中还含有0.1～1.5％La、Pr、Lu任意一种稀土元素。

3.根据权利要求1所述的合金，其特征在于成份中还含有0.1～1.5％Ni、CO、Fe、Bi、Te任意一至二种元素。