专利名称：铂基合金电接触材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及铂基合金电接触材料及其制备方法。
背景技术：
金属铂具有高熔点、高沸点和低蒸气压，因而作为电接触材料具有优良的抗熔焊性、耐电弧烧损性等。同时，铂化学稳定性好，在大气和腐蚀性气氛中不氧化、不硫化、不腐蚀。因此，铂基电工合金在弱电领域具有稳定可靠的电接触性能。但是，由于铂的价格昂贵，一般仅在要求高可靠性的场合和易产生电侵蚀的工作条件下才使用。
铂铱合金PtIr5、PtIr10、PtIr15、PtIr20、PtIr25，具有熔点高(＞1700℃以上)、硬度高(Hv＞150)、耐腐蚀性好、接触电阻稳定等特点，适用于技术条件要求高、易发生电弧的弱电场合，如飞机发动机点火接点、高灵敏度继电器接点、微电机、电位器电刷和导电环等材料。它在线路中执行接通、断开和负载电流的任务，对电器、开关和过载保护器等能否正常运行起着决定性的作用。在航空、航天等高技术领域，对铂铱电接触材料的寿命和可靠性要求尤为苛刻，才能确保器件在工作中的万无一失。但是，长期的使用发现，PtIr合金电接触材料有明显的不足，在工作过程中会出现表面严重电侵蚀和金属转移等现象，呈现凸起或凹坑，使接点间发生熔焊，导致器件失效，严重影响到整体部件的可靠性和电寿命。
发明专利CN1075509A(
公开日1993年8月25日)公开了一种铂基定膨胀合金，用于制作测量流体压力的与玻璃封接的仪器仪表的部件、器件。其组成为5.5～8.5％Ir，余量Pt。该合金中不含Ru、La、Sm、Y元素。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于弱电场合具有高可靠性和长寿命的铂基合金电接触材料。
本发明目的二是提供铂基合金电接触材料的制备方法。
本发明目的一的铂基合金电接触材料，重量百分比成分为Ir5.0～30.0，Ru1.0～10.0，0.1～2.0La、Sm、Y之任一种，余量为Pt。
本发明目的二的铂基合金电接触材料制备方法，依次包括下列工艺步骤为1)1800～2000℃温度下1×10-3pa真空熔炼；2)机械冷处理1)步得到的合金锭制成片材、棒材或丝材，机械冷处理过程中变形量达到50-60％时，600-1300℃热处理所得片材、棒材或丝材0.5～1.0小时，经后续机械冷处理即可获得成品。
本发明技术方案中的机械冷处理是指冷锻、冷轧、冷拉拔等。
本发明在PtIr合金电接触材料中加入Ru和稀土元素(La、Sm、Y)，组成PtIrRuRE合金，对PtIr合金的组织结构，物理机械性能起到显著的改善作用。稀土元素的加入有助于消除杂质，净化材料，具有细化晶粒和使组织结构细化的作用，从而改进合金的物理、机械性能和电性能。当加入Ru时，合金的抗熔焊性能明显提高，耐电弧烧损性改善，金属转移减少，电寿命增加。因此，本发明的PtIrRuRE系合金新型电接触材料，实现了提高PtIr合金电接触性能和使用寿命的目的，其综合性能优于现行的PtIr合金；并且，降低了贵金属Ir、Ru的含量，节约了贵金属资源。在DC27±0.2A工况条件下，本发明铂基合金电接触材料实施例平均电寿命比铂铱合金对比例电接触材料提高近2.4倍。
具体实施例方式
按照铂基合金电接触材料重量百分比成分范围Ir5.0～30.0，Ru1.0～10.0，0.1～2.0La、Sm、Y之任意一种，余量为Pt。称取所需原料，放于中频炉中1800～2000℃下1×10-3pa真空中熔炼，冷却铸锭。采用冷锻、冷轧、冷拉拔等机械冷处理措施将合金锭制成片材、棒材或丝材。机械冷处理过程中，合金片材、棒材或丝材横截面变形量达到50-60％时，于600-1300℃范围内任一温度下热处理所得片材、棒材或丝材0.5～1.0小时，即获得铂基合金电接触材料半成品，经后续轧制或拉拔即可应用于实际工件。
本发明铂基合金电接触材料化学成分及物理力学性能实施例列于表1，电学性能实施例结果列于表2。具体实施条件为大气环境，开路电压(DC)27±0.2A，感性负载τ＝5×10-3S，接通电流2.5±0.2A，断开电流0.3A-5A，触点间距0.3mm，接触压力1.9～2.5N，触点工作频率571Hz，触头数量三对/类。本发明使用的Pt、Ir、Ru、La、Sm、Y原材料纯度99.99％以上。
表1本发明铂基合金材料的化学成分及性能
表2本发明铂基合金材料电学性能使用结果比较
权利要求
1.铂基合金电接触材料，其成分(重量％)为Ir5.0～30.0，Ru1.0～10.0，0.1～2.0的La、Sm、Y之任一种，余量为Pt。
2.如权利要求1所述的铂基合金电接触材料的制备方法，包括下列顺序的工艺步骤为1)1800～2000℃温度下1×10-3Pa真空熔炼；2)机械冷处理1)步得到的合金锭制成片材、棒材或丝材，机械冷处理过程中变形量达到50-60％时，600-1300℃热处理所得片材、棒材或丝材0.5～1.0小时，经后续冷加工技术处理即可获得成品。
全文摘要
本发明涉及铂基合金及其制备方法，属于电接触材料。本发明的铂基合金成分重量％为Ir5.0－25.0，Ru1.0－10.0、0.1－2.0La、Sm、Y之任一种，余量为Pt。材料制备方法是将Pt，Ir，Ru，La(Sm、Y)各元素按合金成份要求配置好，在真空熔炼炉内合金化，再通过锻造，热处理，轧制或拉拔等加工为片材或丝材。该合金具有高熔点、高强度、高硬度、耐腐蚀和低的接触电阻等特性，适用于技术条件要求高、易发生电弧的弱电场合，如飞机发动机点火接点、高灵敏度继电器接点、微电机、电位器电刷和导电环等材料。
文档编号C22C5/04GK1546697SQ200310111138
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年12月5日
发明者谢明, 陈江, 陈力, 符世继, 李汝民, 段云喜, 曾荣川, 杨有才, 张健康, 黎玉盛, 刘莉, 谢 明 申请人:昆明贵金属研究所