CN115896530A

CN115896530A - 一种高性能AgCuNi复合材料及制备方法

Info

Publication number: CN115896530A
Application number: CN202211661922.8A
Authority: CN
Inventors: 张国全; 聂宝鑫; 王磊; 朱云飞; 谢攀; 李松才
Original assignee: Guiyan Zhongxi Shanghai New Material Technology Co ltd
Current assignee: Guiyan Zhongxi Shanghai New Material Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-23
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-04-04

Abstract

本发明涉及一种高性能AgCuNi复合材料，所述材料中Cu为1～25％质量百分含量，Ni为0.1～0.8％质量百分含量，0.01～3.0％的添加剂元素，余量为Ag；该复合材料添加添加剂元素，电接触材料工作过程中，提高材料的抗熔焊性能和耐磨损性能，降低直流电动机换向器的粘着磨损造成的材料损伤。

Description

一种高性能AgCuNi复合材料及制备方法

技术领域

本发明涉及银铜镍电接触材料技术领域，具体为一种高性能AgCuNi复合材料及制备方法。

背景技术

滑动式电接触材料工作过程中所受到的负荷十分复杂。特别是在微电机换向器和电刷片组件的工作条件下，其主要载荷是载电条件下的滑动磨损，但是在电流换向的瞬间，换向器和电刷片会断开，因此存在着“闭合-开断”的变换，随着电机转速的升高，这一变换频率提高，由此产生的电弧作用不容忽视。电接触材料也因此而承受滑动磨损和电弧侵蚀的双重作用。同时，电接触过程中由于机械摩擦和电流作用所产生的高温会使加工硬化态的材料产生再结晶，降低其硬度和耐磨性；环境中存在的有机蒸汽、硫、氯等腐蚀性介质造成材料表面腐蚀，增大接触电阻，进一步加大接触面温升和磨损速率。

针对上述电机换向器材料的磨损特点，目前已经开发出AgCu、AgCuNi等系列合金应用于微电机的换向器等领域。在使用中发现这种材料在高温、负载条件下的使用寿命难以满足要求，采用这类材料制作的换向器装配的微电机，在寿命试验中转速和电流严重波动、电机早期死机等现象时有发生，随着用户对电机质量要求的提高，现有合金的使用寿命和性能已经不能充分满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能AgCuNi复合材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能AgCuNi复合材料，所述材料中Cu为1～25％质量百分含量，Ni为0.1～0.8％质量百分含量，0.01～3.0％的添加剂元素，余量为Ag。

可选地，所述添加剂元素为Sn、In、W、Mo、Ce、La、Y、V、Ga、Ge、Dy、Co、Zn、Mo2O3、WO3、WC、GeO2、Dy2O3、SnO2、ZrO、ZnO元素中的任一种或几种。

可选地，所述材料中包括0.01～3.0％的Sn、Zn、In中的任一种。

可选地，所述材料中包括0.01～3.0％的SnO2、In2O3中的任一种。

一种高性能AgCuNi复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)配料：按原料中重量百分比，称取所需铜粉、银粉、镍粉、含上述权利要求所述的添加剂元素的添加剂粉末；

(2)熔炼：在真空感应熔炼炉内对铜粉、银粉、镍粉的混合粉进行熔炼；

(3)雾化急冷制粉：对融化的合金进行雾化急冷制粉得到雾化的AgCuNi合金粉；

(4)添加剂混合：将雾化的AgCuNi合金粉末与添加剂粉末混合，得到AgCuNi复合粉；

(5)成形：步骤(4)中的AgCuNi复合粉进行冷等静压成型；

(6)烧结：将加工成型后的坯体进行烧结处理，在烧结过程中，设定加热温度800度-900度，设定加工时间为2小时到4小时，之后为高性能AgCuNi复合材料块体；

(7)挤压：经烧结后的高性能AgCuNi复合材料块体由挤压机加工成高性能AgCuNi复合材料，在挤压过程中，设定加热温度范围为800度-1000度，挤压比100-300；

(8)轧制：将步骤(7)中的高性能AgCuNi复合材料，由二辊轧制设备多道次冷轧到1.5～2.5mm的片材材料。

可选地，所述雾化急冷制粉为在雾化装置下部设置冷却水装置，雾化成的AgCuNi合金粉掉入冷却水装置中，经冷却后的AgCuNi合金粉由烘干装置烘干成干燥的粉末体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明高性能AgCuNi复合材料中添加添加剂元素，电接触材料工作过程中，提高材料的抗熔焊性能和耐磨损性能，降低直流电动机换向器的粘着磨损造成的材料损伤。

2.本发明高性能AgCuNi复合材料的制备方法，本制备方法简单，采用雾化急冷技术，得到组织更加均匀的AgCuNi合金材料，提高弥散强化效果，提高材料抗熔焊性和耐磨性能。

附图说明

图1为本发明制备方法的步骤示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种高性能AgCuNi复合材料，所述材料中Cu为1～25％质量百分含量，Ni为0.1～0.8％质量百分含量，0.01～3.0％的添加剂元素，余量为Ag。

其中，所述添加剂元素为Sn、In、W、Mo、Ce、La、Y、V、Ga、Ge、Dy、Co、Zn、Mo2O3、WO3、WC、GeO2、Dy2O3、SnO2、ZrO、ZnO元素中的任一种或几种。

更进一步地，为了减少接触材料的烧蚀，所述添加剂元素为0.01～3.0％的Sn、Zn、In中的任一种，Sn、Zn、In的沸点较低，受高温作用时容易挥发，因面可以带走电弧的热量，使电弧尽快熄灭。

同时，为了避免融焊发生，所述添加剂元素为0.01～3.0％的SnO2、In2O3中的任一种，SnO2、In2O3的加入，可以改善材料的直流电弧转移性能，避免电机在使用过程中机械锁死。

如图1所示，一种高性能AgCuNi复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(5)成形：步骤(4)中的AgCuNi复合粉进行冷等静压成型；

其中，所述雾化急冷制粉为在雾化装置下部设置冷却水装置，雾化成的AgCuNi合金粉掉入冷却水装置中，经冷却后的AgCuNi合金粉由烘干装置烘干成干燥的粉末体，可以得到组织更加均匀的AgCuNi合金材料，提高弥散强化效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种高性能AgCuNi复合材料，其特征在于，所述材料中Cu为1～25％质量百分含量，Ni为0.1～0.8％质量百分含量，0.01～3.0％的添加剂元素，余量为Ag。

2.根据权利要求1所述的一种高性能AgCuNi复合材料，其特征在于，所述添加剂元素为Sn、In、W、Mo、Ce、La、Y、V、Ga、Ge、Dy、Co、Zn、Mo2O3、WO3、WC、GeO2、Dy2O3、SnO2、ZrO、ZnO元素中的任一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高性能AgCuNi复合材料，其特征在于，所述材料中包括0.01～3.0％的Sn、Zn、In中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种高性能AgCuNi复合材料，其特征在于，所述材料中包括0.01～3.0％的SnO2、In2O3中的任一种。

5.一种高性能AgCuNi复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)配料：按原料中重量百分比，称取所需铜粉、银粉、镍粉、含权利要求2所述的添加剂元素的添加剂粉末；

(5)成形：步骤(4)中的AgCuNi复合粉进行冷等静压成型；

6.根据权利要求5所述的一种高性能AgCuNi复合材料的制备方法，其特征在于，所述雾化急冷制粉为在雾化装置下部设置冷却水装置，雾化成的AgCuNi合金粉掉入冷却水装置中，经冷却后的AgCuNi合金粉由烘干装置烘干成干燥的粉末体。