CN116460288A - 银基合金粉末材料及其在抗高温氧化、抗偏析材料的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种银基合金粉末材料及其在抗高温氧化、抗偏析材料的应用，该银基合金粉末材料含有按重量百分比计的以下元素：Cu：20‑30%，Ni：8~15%，Si：0.5~2%，余量为Ag和不可避免的杂质。将各原料混合熔融后采用气雾化制粉制备成球形颗粒。该材料通过激光熔覆或激光增材工艺制备成抗高温氧化、抗偏析的熔覆层或者沉积层，组织均匀致密且无明显偏析，具有很好的能够抗高温氧化、抗偏析等机械性能。
Description
技术领域
本发明属于粉末材料技术领域，涉及激光熔覆或激光增材制造材料，具体为一种银基合金粉末材料及其在抗高温氧化、抗偏析材料的应用。
背景技术
纯银及其衍生的纯银粉、银浆、银钎料等材料因具备低接触电阻和高导电、高导热等性能在电子电路、高压大电流电气、导电材料领域应用十分普及，如用于制备导电触面、电接触点、导电线路等。但由于纯银材料易氧化、团聚，在大电流或外部硫化、高温环境等影响时会出现氧化、粘结、腐蚀导致导电触面的导电性、导热性受到严重影响，威胁设备和线路的安全稳定运行。
CN 114974645 A中公开了一种银基多元合金粉末材料及其制备方法和应用，其以通过在银基材料中掺入Cu、Ni和V，使其具备一定的抗氧化及抗硫化等效果，同时机械性能得到提高，但将其用于大电流铜母线时，由于母线承载的电流及温升较大，抗氧化性能有局限性，其在长时间使用后，表面会失去金属光泽，出现发灰的情况，表面被氧化而影响使用寿命。
发明内容
本发明提供一种银基合金粉末材料及其在抗高温氧化、抗偏析材料的应用，其作为大电流母线的表层熔覆材料，存在通流产生的温升时，抗氧化效果好。
本发明的技术方案是，一种银基合金粉末材料，该银基合金粉末材料含有按重量百分比计的以下元素：Cu：20-30％，Ni：8～15％，Si：0.5～2％，余量为Ag和不可避免的杂质。
进一步地，其中Cu：28％，Ni：10％，Si为1％。
进一步地，银基合金粉末材料的粒径在30-200μm。
进一步地，所述银基合金粉末材料的霍尔流速检测≤20s/50g。
本发明还涉及所述材料的制备方法，具体是将各原料混合熔融后采用气雾化制粉制备成球形颗粒。
优选方案中，所述气雾化制粉时采用超声紧密耦合雾化技术吹制。
本发明还涉及所述材料在抗高温氧化、抗偏析材料中的应用。
进一步地，将该材料通过激光熔覆或激光增材工艺制备成抗高温氧化、抗偏析的熔覆层或者沉积层。
进一步地，所述的抗高温氧化为大电流通流测试时温升在65K内能有效防止熔覆层或沉积层出现氧化现象。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的银基合金材料中，Cu的掺入量大，Cu与Ag形成共晶强化其机械性能，能够提高材料的抗氧化性能和抗熔焊性；但Cu含量的大量加入，容易造成析晶，本发明中进一步增加Ni含量，其能够细化晶粒稳定相区，同时Ni和Cu可以无限固溶，降低银基合金内部组织的偏析；更进一步地，该合金材料中加入一定量的Si，其与Cu协同，能够显著提高合金材料的抗高温氧化性能。
本发明采用气雾化制粉工艺的超声紧密耦合雾化技术吹制制备成球形颗粒的银基多元合金粉末材料具备良好的流动性，且可以在粉末材料吹制前通过工艺调整合金元素的种类与含量，最大程度保留了银基合金中Ag元素的相关性能。该材料经激光熔覆或激光增材制造等工艺方法制备出组织均匀致密且无明显偏析的熔覆层或沉积层制品，抗高温氧化性能、防偏析、抗硫化及机械性能有着显著提高。
附图说明
图1是实施例1所得合金粉末材料的扫描电镜照片。
图2是实施例1、对比例1及纯银材料在通流温升后的照片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：28％，Ni：10％，Si为1％，余量为Ag及不可避免的杂质。该材料的扫描电镜照片如图1。
将上述原料通过真空感应熔炼，然后通过气雾化制粉工艺的超声紧密耦合雾化技术吹制制备成球形颗粒，筛分取30-200μm的粉末，其霍尔流速检测值为18s/50g。
实施例2：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：21.5％，Ni：8％，Si为0.5％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
实施例3：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：29％，Ni：14％，Si为1.5％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
对比例1：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：7％，Ni：3％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
对比例2：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：15％，Ni：8％，Si为0.5％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
对比例3：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：28％，Ni：8％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
对比例4：
一种银基合金粉末材料，按质量百分数计，Cu：28％，Ni：3％，Si为0.5％，余量为Ag及不可避免的杂质。制备方法同实施例1。
将上述实施例及对比例中的银基合金粉末材料通过激光熔覆在T2铜基材上制备出熔覆层，在24h持续大电流(温升65K内)工作后，具体情况见下表。
表1
另外采用实施例1、对比例1及纯银材料在Cu基材上进行激光熔覆处理得到的制品，在24h持续大电流(温升65K内)后，制品照片见图2，其中实施例1中的制品表面有明显的金属光泽，而对比例1中部分位置失去金属光泽，纯银材料处理的制品表面发灰。
Claims (9)
1.一种银基合金粉末材料，其特征在于，该银基合金粉末材料含有按重量百分比计的以下元素：Cu：20-30%，Ni：8~15%，Si：0.5~2%，余量为Ag和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：其中Cu：28%，Ni：10%，Si为1%。
3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于：银基合金粉末材料的粒径在30-200μm。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述银基合金粉末材料的霍尔流速检测≤20s/50g。
5.权利要求1~4任意一项所述的材料的制备方法，其特征在于：将各原料混合熔融后采用气雾化制粉制备成球形颗粒。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述气雾化制粉时采用超声紧密耦合雾化技术吹制。
7.权利要求1~4任意一项所述材料在抗高温氧化、抗偏析材料中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：将该材料通过激光熔覆或激光增材工艺制备成抗高温氧化、抗偏析的熔覆层或者沉积层。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述的抗高温氧化为大电流通流测试时温升在65K内防止熔覆层或沉积层出现氧化现象。
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