CN86107774A - 银混合稀土金属氧化物触头材料 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种适用中、小负荷低压电器的银基金属氧化物触头材料,含有混合稀土金属、锆、镍和余量银。经内氧化处理后,稀土金属、锆、镍的氧化物在基体中弥散分布,使该材料不仅保留了银的导电好、散热快、接触电阻低的特点。而且抗拉强度、硬度、抗熔焊性,均有明显提高。综合可节银30~50%是一种新型节银、代银的电触头材料。
Description
本发明属于银金属氧化物触头材料。
电触头是承担电路开关任务的重要零件,其材质的好坏直接影响整个电路的可靠性和寿命。随着电子产品的小型化技术的发展,对触头材料的要求越来越高。由于纯银具有好的导电性、导热性和加工性能,被广泛应用于电器的触头材料,但由于纯银的熔点低、硬度低、易硫化、易熔焊,因此使用寿命短。而银铁、银镍等材料的抗熔焊性能虽比较好,但由于粉末冶金生产工艺复杂,材料加工性能差而影响其应用领域。八十年代国内开展了银锆铈、银铜铈触头材料研究,但仍采用一般合金化法制造,性能比纯银有明显提高,但没有从根本上改变抗熔焊性。
本发明的目的就是制造一种适用于中、小负荷低压电器的硬度高、强度高、散热快、导电好,抗熔焊接触电阻低且稳定,易加工成型的银基触头材料。
本发明采用在银中添加混合稀土金属、锆、镍,熔炼成多元银基合金,经内氧化处理后制得触头材料。这种材料由于添加的稀土金属,锆的原子半径与银的原子半径接近,所以仍保留纯银导电好,散热快,易加工成型的特点。稀土金属和锆的化学性质非常活泼与银形成固溶体,氧在固溶体中的溶解度较高,所以在内氧化过程中,固溶体中的中混合稀土金属,锆均与氧结合生成高熔点的氧化物并弥散在银基体中。多种氧化物同时存在,相互阻止氧化粒子长大,导致氧化粒子细小,分布均匀。而高熔点的镍在银基体中也起到细化晶粒作用。这种组织不仅使触头材料硬度高、抗拉强度高、抗硫化性能好,而且抗熔焊性,抗粘着性均比纯银有根本性提高。
本发明的化学成份为(以重量百分比计):混合稀土金属0.1~1.0,锆0.1~0.6,镍0.1~0.5,余量为银。其中混合稀土金属含有铈、镧、钕、钆、钇、铒、镱。为了防止稀土元素氧化和银的挥发,本发明合金的制取采取真空感应炉氩气保护工艺熔炼浇注。合金的压力加工与纯银的加工工艺相同。触头的内氧化处理可以在触头成型前,或者在触头成型后进行,可据触头形状而定。
内氧化处理在氧气压力小于7公斤/平方厘米的内氧化炉中进行,温度600~800℃,保温4~20小时。
本发明的具体实施方案如下:
取重量百分比为0.7混合稀土金属,0.45锆,0.1镍,余量为银的配比。先将银和镍装入真空感应炉里,采用氩气保护进行熔炼。用银箔包好锆和混合稀土金属放在加料器中,待炉中银和镍全部溶化后,浇注前加入熔体中。合金的压力加工同纯银加工工艺。材料可以先加工成触头再内氧化处理,也可先进行内氧化处理,再加工成触头。内氧化处理在内氧化炉中,700℃温度,7公斤/平方厘米氧压下进行15小时。制得的触头在ASTM电寿命试验机220伏、25安下,进行五万次电寿命试验与纯银对比见下表:
触头材料 | 损耗量(毫克) | 熔焊次数 | 粘着次数 |
银混合稀土金属氧化物 | -2.4 | 0 | 0 |
纯 银 | -6.8 | 0.67 | 1 |
本触头材料与纯银的性能检验对比如下表:
触头材料 | 强度(公斤/毫米2) | 延伸度(%) | 硬度(HB)(公斤/毫米2) | 电阻率(毫欧·厘米) |
银混合稀土氧化物 | 31.2 | 45 | 67 | <2.0 |
纯 银 | 20 | 45~50 | 37 | 1.70 |
从以上两表中可以看出,本触头材料的电寿命试验损耗量比纯银减少60%以上,抗熔焊性、抗拉强度、硬度均有显著提高。
综上所述,本发明所提供的触头材料具有优良的综合性能,从提高电寿命、可缩小触头尺寸、制造复合触头三方面可节约银30~50%。我国稀土资源丰富,品种齐全,且稀土金属大多数是共生矿,稀土元素性能接近,分离困难。采用混合稀土金属制造合金,即经济又易行,便于全面推广。
Claims (4)
1、一种含有稀土金属元素的银基金属氧化物触头材料,其特征在于合金由混合稀土金属0.1~1.0%(重量)、锆0.1~0.6%(重量)、镍0.1~0.5%(重量)和余量银组成。
2、按照权利要求1所述的触头材料,其特征在于所说的混合稀土金属包括铈、镧、钕、钆、钇、铒、镱。
3、按照权利要求1或2所述的触头材料,其特征在于合金必需经内氧化处理,其温度在600~800℃、氧压小于7公斤/平方厘米,保温4~20小时。
4、按照权利要求1或2所述的触头材料,其特征在于触头的成型可在内氧化处理前或者在内氧化处理后。
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