专利名称：电触头材料银基合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及电触头材料用银基合金。
银镍合金(含镍10-30%)电触头具有导电、导热性好，接触电阻低而稳定，加工性能优良，抗电损耗性能强等特点，但是，抗电弧烧损和抗熔焊性能受镍含量的制约，随着镍含量增加，电性能下降，抗熔焊性比Ag-金属氧化物系材料差，因此一直不能用作大容量电触头材料。多年来国内外研究人员针对上述问题开展了改进研究工作，主要是(1)应用连续纤维制备Ag-Ni合金材料(贵金属1986，7(2)，55-64);(2)选择合适的添加元素到Ag、Ni合金中，如AgNi+Zn 2.5-15%(特公昭60-3663);AgNi+CuO 1.7-10%，ZnO 1.7-15%，SnO 21-8%(特公昭60-21302);AgNi+LaB6或CeB6(特开昭61-288035，特开昭58-100647)等。虽然这些措施对AgNi接触材料的抗电弧损耗能力和使用范围有所改善，但是其抗熔焊性、灭弧能力以及使用负载范围与AgCdo、AgSnO2传统材料相比尚有一定差距。
再着，稀土加入Ag中能有效地起到固溶强化和弥散强化的作用，能改善Ag触头材料的电性能和物理机械性能(贵金属，1989，10(4)，6-33;1988，9(4)，1-9)，但是，常规的熔铸方法会导致材料组织偏聚，成分不均匀等缺点，从而影响到材料的性能。
本发明的目的，在于克服现有技术之不足，提供一种接触电阻低而稳定，抗熔焊，耐磨损和耐电弧烧损能力强，节银，无公害，适合于大、中、小负荷的继电器和接触器的新型触头材料。本发明的另一目的是提供一种所说的触头材料的制造方法。
本发明的技术方案是在AgNi合金的基础上添加新的合金元素，从而形成新的合金系。在制备方法上，则结合急冷制粉和机械合金化技术，以实现本发明的目的。
本发明的电触头材料银基合金的特征是合金含有(重量%)Ni0.1-20，Y0.05-1.0，Ag余量。优先推荐的合金成分(重量%)为Ni 5-15，Y0.1-0.8，Ag余量。
本发明合金的制备方法各包括用熔炼，急冷制粉，机械合金化，烧结，挤压等工艺，其特征是工序如下1、将纯度99.95%以上的Ag和Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金;
2、在高压气体离心旋转雾化设备上将工序1所得的合金熔液雾化成粉末，冷却速率为105-106℃/秒，转速3000-7000转/分，气压0.5-1.5MPa，合金液流直径3-8mm;
3、将工序2制得的Ag-Y合金粉末同纯度99.95%以上的Ni粉混合，在筒形球磨机中进行机械合金化2-10小时;
4、在200-300MPa压强下使工序3所得之Ag-Y-Ni合金粉末成型;
5、在800-900℃温度范围内烧结工序4的合金成型品;
6、挤压烧结后的成型品，挤压温度600-700℃，变形量50-70%，中间退火温度500-650℃。
在合金中加入稀土元素Y，可使合金固溶强化，同时可形成弥散均匀分布的Ag2Y化合物，提高了银基体的晶界和晶内强度，改善了合金的室温和高温性能，同时还增强了材料的热稳定性，降低了电损耗，Ag2Y在电弧作用下分解汽化，形成笼罩在触头部位的气团，起到灭弧和抗金属转移的作用，从而提高材料的耐磨损，抗熔焊和耐烧损能力。
在本发明合金成分范围内，Y对合金的电阻率影响微小，电阻率受温度影响不大。但是，接触电阻有所增加，对触头材料温升有一定影响。
当Y含量小于0.05%时，Y对合金的强化作用不明显，而大于1.0%时，材料的加工性能变差。
本发明合金材料已加工成各种形状、尺寸的触头材料，部分用于220-380V，5-30A的中，小功率继电器和交流接触器中。同现有技术(Ag-Ni、Ag-SnO2、Ag-Ni-LaB6、Ag-Ni-CeB6等)相比，本发明合金的综合电气性能和力学性能更加优异，实现了本发明的预期目的。另外，由于应用了急冷制粉，机械合金化和挤压技术，有效地克服了组织偏聚，细化了晶粒，改善了材料的结构和性能，特别是挤压形成纤维状组织，有利于提高电性能。
实施例1-4按表1所示成分制备本发明实施例合金及对比例1-4合金。
将纯度99.95%的Ag和Y按比例在氩气氛中于中频炉中熔炼成合金;在高压气体离心旋转雾化设备上将Ag-Y合金熔液雾化成粉末，冷却速率为105℃/秒，转速7000转/分，气压0.8MPa，合金液流直径4mm;随后将Ag-Y合金粉同99.95%的Ni粉在筒形球磨机中机械合金化5小时，在250MPa压力下使机械合金化后的粉末成型;在860℃烧结合金成型品，挤压烧结后的成型品，制成φ6.5mm的半成品，挤压温度680℃，变形量60%，中间退火温度600℃，对比例合金按常规熔铸和粉末冶金方法制备。
将上述实施例和对比例材料制成电触头，测量其有关性能进行比较，其结果如表2所示。
从表2可见，本发明合金性能明显优于现有技术。
权利要求
1.一种电触头材料银基合金，其特征是所说的合金含有(重量%)Ni0.1-20，Y0.05-1.0，Ag余量。
2.根据权利要求1的合金，其特征是所说的合金含有(重量%)Ni5-15，Y0.1-0.8，Ag余量。
3.一种电触头材料银基合金的制备方法，包括采用熔炼、急冷制粉工艺，机械合金化、烧结挤压等工艺，其特征是工序如下3.1将纯度99.95%以上的Ag和Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金;3.2在高压气体离心放置雾化设备上将工序3.1制得的合金熔液雾化成粉末，冷却速率为105-106℃/秒，转速3000-7000转/分，气压0.5-1.5MPa，合金液流直径3-8mm;3.3将工序3.2制得的Ag-Y合金粉末同纯度99.95%以上的Ni粉混合，在筒形球磨机中进行机械合金化2-10小时，3.4在200-300MPa压强下使3.3所得之Ag-Y-Ni合金粉末成型。3.5在温度800-900℃范围内烧结工序3.4的成型品。3.6挤压3.5所得之烧结成型品，挤压温度600-700℃，变形量50-70%，中间退火温度500-650℃。
全文摘要
电触头材料银基合金，其特征是所说的合金含有(重量％)Ni0.1—20，Y0.05—1.0，Ag余量。本发明合金的制备方法是先将Ag、Y在惰性气氛中于中频炉中熔炼成合金，然后在高压离心雾化设备上将Ag、Y合金熔液雾化成粉末，再与Ni粉混合进行机械合金化，随后再压结成型、烧结、挤压制成半成品。本发明合金具有接触电阻低而稳定，抗电弧烧损和抗熔焊性能强、电寿命长等优点，可用作大、中、小电流负荷的电触头。
文档编号C22C5/06GK1104260SQ9410867
公开日1995年6月28日 申请日期1994年9月6日 优先权日1994年9月6日
发明者谢明, 郑福前, 魏军, 胡健松, 顾江镇, 李雄 申请人:中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所