CN85100022A - 电沉积耐磨减摩银基复合镀层 - Google Patents

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陈一新
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Abstract

一种用于电器元件的新型耐磨减摩电触点是在铜或铜合金基体上，用电镀方法沉积一层Ag—BN或Ag—MoS2复合镀层，其中弥散着占镀层体积1～10％的BN和MoS2微粒，粒径小于5微米。这种复合镀层具有比纯银高的显微硬度(HV达87～100)，低的摩擦系数和磨损率，导电率及接触电阻与纯银相近，动态接触电阻随时间的变化比纯银小得多。用这种复合镀层制作的电接触元件工作的可靠性及使用寿命均大幅度提高，并可节约银50％以上。

Description

本发明属于电器元件触点材料的选用。
一般在滑动摩擦条件下工作的电接触元件的触点系用整体纯银或其他贵金属制造，贵金属的用量大，成本高。纯银的硬度低，耐磨性差，影响电接触元件的使用寿命。
作为具有耐磨减摩性能的金属与非金属复合材料，可以用粉末冶金法和电沉积法制得。电沉积法制取复合材料在许多方面都优于粉末冶金技术，复合组分的物理、机械性能可以有很大的变通性，可以在普通金属上形成耐磨减摩表层以节约贵重金属。
自本世纪六十年代以来，复合电沉积技术迅速发展，作为耐磨减摩复合镀层的基质金属主要是Ni、Cu、Co、Cr等，目的都是用在各种机械零件上。如韦斯特（Vest）〔1〕报导从氨磺酸镀镍液中获得Ni-MoS2复合镀层;黑崎重彦〔2〕从瓦特镀镍溶液中得到了镍-氟化石墨耐磨减摩镀层;美国专利〔3〕介绍了在Ni、Cu、Pb、Ag和Cu-Pb合金等基质金属中弥散氟化石墨的电镀工艺及复合镀层的耐磨性;黄学俭等人〔4〕报导了一种Au-Cu-Ni-MoS2四组元复合镀层，既具有良好的导电性，又有自润滑和抗冷焊的性能。经检索1970至1984年的CA，未发现有记载关于Ag-BN或Ag-MoS2耐磨减摩复合镀层作为电接触材料或其电化学形成工艺的文献或专利。
本发明的目的在于，用复合电镀技术在铜或铜合金基体上形成一层薄的Ag-BN或Ag-MoS2复合物表层。该复合物层具有比纯银优越的耐磨减摩及抗电浸蚀性能，而其电导率和接触电阻与纯银相近，作为滑动电接触表面材料代替整体纯银部件，既可使电接触元件的工作可靠性和使用寿命大幅度提高，又可节约大量贵重金属银。
本发明的特征是采用电化学沉积的方法，在铜或铜合金基体上沉积具有耐磨减摩特性的复合银镀层，制作电接触元件的触点。复合镀银层中弥散有占镀层体积1～10%的BN或MoS2微粒（粒径＜5微米）。这种复合镀银层具有比纯银高的显微硬度（HV达87～100），低的摩擦系数（约为0.13～0.16，纯银约0.2）和低的磨损率（约为纯银镀层的1/3），电阻率及接触电阻与纯银相近，且动态接触电阻随时间的变化比纯银小。将银-氮化硼或二硫化钼微粒（占镀层体积的1～10%）镀复在φ3mm的铜棒表面上，厚25微米，用交叉棒试验法进行试验。在通过1安培电流，接触压力大于10克时，其接触电阻小于2mΩ（纯银约为1mΩ），当接触压力大于50克时，接触电阻小于1mΩ（纯银约为0.7mΩ）。用这种银基复合镀层作的WH19-1型拉拨式合成碳膜电位器的触点，经在1安培电流下摩擦接触一万次后，平均动态接触电阻低于60mΩ（部颁标准规定小于500mΩ）。
本发明得到的Ag-BN或Ag-MoS2复合镀层作为性能优良的电接触表面，特别适用于制作在中等压力滑动摩擦条件下工作的电触点。由于其动态接触电阻随时间变化很小，且磨损率低，用该复合材料制作的电接触元件的工作可靠性及使用寿命可大幅度提高。同时，在铜或铜合金基体上沉积一薄层（约30微米）该复合银镀层作电触点，代替整体纯银触点或其他贵金属触点，可节约银50%以上或大量其他贵金属，降低制造成本，有明显的社会效益和经济效益。
本发明的复合电镀工艺的特点在于，在氰化镀银电解液中加入一定量的氮化硼或二硫化钼微粒，并在整个电镀过程中，使微粒在电解液中充分悬浮。电解液组成如下：
氯化银    30～40克/升
氰化钾    65～80克/升
添加微粒（BN或MoS2，
粒径小于5微米）    5～50克/升
镀液温度    15～35℃
阴极电流密度 0.6～1.6安培/分米2
阳极用纯银板，用镀液循环法使微粒充分悬浮在电解液中，镀液在被镀件表面的流速应控制在0.01～1米/秒的范围内。当镀液流速达到规定的范围，且BN或MoS2微粒在镀液中达到充分悬浮至少30分钟以后，开始电镀。根据所需镀层厚度及所用电流密度计算所需电镀时间。
按照本发明的电镀工艺条件，可在铜或铜合金基体上获得BN或MoS2微粒均匀分散在其中（占镀层体积1～10%）的致密平滑的银基复合镀层。

Claims (2)

1、一种以银为基的耐磨减摩复合镀层用于电器元件的电触点，其特征在于在铜或铜合金基体上沉积一层Ag-BN或Ag-McS2，复合镀层。复合镀层中的弥散分布有占镀层体积1～10%的BN或MoS2微粒，粒径小于5微米。
2、按照权利要求1所述的银基复合镀层是在含有5～50克/升粒径小于5微米的BN或MoS2微粒的氰化镀银电解液中用电化学方法沉积。
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