CN1104260A

CN1104260A - 电触头材料银基合金

Info

Publication number: CN1104260A
Application number: CN 94108676
Authority: CN
Inventors: 谢明; 郑福前; 魏军; 胡健松; 顾江镇; 李雄
Original assignee: KUNMING NOBLE METAL INST CHINA NONFERROUS METAL INDUSTRY GENERAL Co
Current assignee: KUNMING NOBLE METAL INST CHINA NONFERROUS METAL INDUSTRY GENERAL Co
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: CN1033524C

Abstract

电触头材料银基合金，其特征是所说的合金含有 (重量％)：Ni0.1—20，Y0.05—1.0，Ag余量。本发明合金的制备方法是：先将Ag、Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金，然后在高压离心雾化设备上将 Ag、Y合金熔液雾化成粉末，再与Ni粉混合进行机械合金化，随后再压结成型、烧结、挤压制成半成品。本发明合金具有接触电阻低而稳定，抗电弧烧损和抗熔焊性能强、电寿命长等优点，可用作大、中、小电流负荷的电触头。

Description

本发明涉及电触头材料用银基合金。

银镍合金（含镍10-30%）电触头具有导电、导热性好，接触电阻低而稳定，加工性能优良，抗电损耗性能强等特点，但是，抗电弧烧损和抗熔焊性能受镍含量的制约，随着镍含量增加，电性能下降，抗熔焊性比Ag-金属氧化物系材料差，因此一直不能用作大容量电触头材料。多年来国内外研究人员针对上述问题开展了改进研究工作，主要是：（1）应用连续纤维制备Ag-Ni合金材料（贵金属1986，7（2），55-64）;（2）选择合适的添加元素到Ag、Ni合金中，如AgNi+Zn 2.5-15%（特公昭60-3663）;AgNi+CuO 1.7-10%，ZnO 1.7-15%，SnO 21-8%（特公昭60-21302）;AgNi+LaB6或CeB6（特开昭61-288035，特开昭58-100647）等。虽然这些措施对AgNi接触材料的抗电弧损耗能力和使用范围有所改善，但是其抗熔焊性、灭弧能力以及使用负载范围与AgCdo、AgSnO₂传统材料相比尚有一定差距。

再着，稀土加入Ag中能有效地起到固溶强化和弥散强化的作用，能改善Ag触头材料的电性能和物理机械性能（贵金属，1989，10（4），6-33;1988，9（4），1-9），但是，常规的熔铸方法会导致材料组织偏聚，成分不均匀等缺点，从而影响到材料的性能。

本发明的目的，在于克服现有技术之不足，提供一种接触电阻低而稳定，抗熔焊，耐磨损和耐电弧烧损能力强，节银，无公害，适合于大、中、小负荷的继电器和接触器的新型触头材料。本发明的另一目的是提供一种所说的触头材料的制造方法。

本发明的技术方案是在AgNi合金的基础上添加新的合金元素，从而形成新的合金系。在制备方法上，则结合急冷制粉和机械合金化技术，以实现本发明的目的。

本发明的电触头材料银基合金的特征是：合金含有（重量%）：Ni0.1-20，Y0.05-1.0，Ag余量。优先推荐的合金成分（重量%）为Ni 5-15，Y0.1-0.8，Ag余量。

本发明合金的制备方法各包括用熔炼，急冷制粉，机械合金化，烧结，挤压等工艺，其特征是工序如下：

1、将纯度99.95%以上的Ag和Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金;

2、在高压气体离心旋转雾化设备上将工序1所得的合金熔液雾化成粉末，冷却速率为10⁵-10⁶℃/秒，转速3000-7000转/分，气压0.5-1.5MPa，合金液流直径3-8mm;

3、将工序2制得的Ag-Y合金粉末同纯度99.95%以上的Ni粉混合，在筒形球磨机中进行机械合金化2-10小时;

4、在200-300MPa压强下使工序3所得之Ag-Y-Ni合金粉末成型;

5、在800-900℃温度范围内烧结工序4的合金成型品;

6、挤压烧结后的成型品，挤压温度600-700℃，变形量50-70%，中间退火温度500-650℃。

在合金中加入稀土元素Y，可使合金固溶强化，同时可形成弥散均匀分布的Ag2Y化合物，提高了银基体的晶界和晶内强度，改善了合金的室温和高温性能，同时还增强了材料的热稳定性，降低了电损耗，Ag2Y在电弧作用下分解汽化，形成笼罩在触头部位的气团，起到灭弧和抗金属转移的作用，从而提高材料的耐磨损，抗熔焊和耐烧损能力。

在本发明合金成分范围内，Y对合金的电阻率影响微小，电阻率受温度影响不大。但是，接触电阻有所增加，对触头材料温升有一定影响。

当Y含量小于0.05%时，Y对合金的强化作用不明显，而大于1.0%时，材料的加工性能变差。

本发明合金材料已加工成各种形状、尺寸的触头材料，部分用于220-380V，5-30A的中，小功率继电器和交流接触器中。同现有技术（Ag-Ni、Ag-SnO2、Ag-Ni-LaB6、Ag-Ni-CeB6等）相比，本发明合金的综合电气性能和力学性能更加优异，实现了本发明的预期目的。另外，由于应用了急冷制粉，机械合金化和挤压技术，有效地克服了组织偏聚，细化了晶粒，改善了材料的结构和性能，特别是挤压形成纤维状组织，有利于提高电性能。

实施例1-4

按表1所示成分制备本发明实施例合金及对比例1-4合金。

将纯度99.95%的Ag和Y按比例在氩气氛中于中频炉中熔炼成合金;在高压气体离心旋转雾化设备上将Ag-Y合金熔液雾化成粉末，冷却速率为10⁵℃/秒，转速7000转/分，气压0.8MPa，合金液流直径4mm;随后将Ag-Y合金粉同99.95%的Ni粉在筒形球磨机中机械合金化5小时，在250MPa压力下使机械合金化后的粉末成型;在860℃烧结合金成型品，挤压烧结后的成型品，制成φ6.5mm的半成品，挤压温度680℃，变形量60%，中间退火温度600℃，对比例合金按常规熔铸和粉末冶金方法制备。

将上述实施例和对比例材料制成电触头，测量其有关性能进行比较，其结果如表2所示。

从表2可见，本发明合金性能明显优于现有技术。

Claims

1、一种电触头材料银基合金，其特征是所说的合金含有(重量%)：Ni0.1-20，Y0.05-1.0，Ag余量。

2、根据权利要求1的合金，其特征是所说的合金含有（重量%）：Ni5-15，Y0.1-0.8，Ag余量。

3、一种电触头材料银基合金的制备方法，包括采用熔炼、急冷制粉工艺，机械合金化、烧结挤压等工艺，其特征是工序如下：

3.1将纯度99.95%以上的Ag和Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金;

3.2在高压气体离心放置雾化设备上将工序3.1制得的合金熔液雾化成粉末，冷却速率为10⁵-10⁶℃/秒，转速3000-7000转/分，气压0.5-1.5MPa，合金液流直径3-8mm;

3.3将工序3.2制得的Ag-Y合金粉末同纯度99.95%以上的Ni粉混合，在筒形球磨机中进行机械合金化2-10小时，

3.4在200-300MPa压强下使3.3所得之Ag-Y-Ni合金粉末成型。

3.5在温度800-900℃范围内烧结工序3.4的成型品。

3.6挤压3.5所得之烧结成型品，挤压温度600-700℃，变形量50-70%，中间退火温度500-650℃。