一种银基六元合金电接触材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种电接触材料及其制备方法，具体涉及一种银基六元合金电接触材料及其制备方法。一种银基六元合金电接触材料，由以下重量百分比成分组成：二氧化钛纳米纤维0.02～2％，Pd 20～25％，Cu 15～20％，Pt 5～10％，Au 5～10％，余量为Ag及不可避免的杂质。本发明银基六元合金电接触材料分散均匀，结合良好。少量氧化钛纳米纤维加入可以显著提高合金材料的硬度，显著提高合金材料的耐磨性。另外，本发明提供的银基六元合金电接触材料，较现有技术Pd含量降低，降低了成本。
【专利说明】
-种银基六元合金电接触材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种电接触材料及其制备方法，具体设及一种银基六元合金电接触材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电触头亦称触点、接点或触头，是电器开关、仪器仪表等中的接触部件，担负着接 通、承载与分断电流的任务，因此，它的性能直接影响着开关电器及仪器仪表运行的可靠 性。作为电接触材料，要求其要具有高可靠性和抗腐蚀能力、长的耐久性、W及低挥发损耗。 ?*、？(1、411、4肖及其合金具有优良的电学性能和抗烙焊、抗氧化、抗烧损，是高可靠性的电接 触材料，广泛应用于发动机、微电机、接插件、继电器、电位计等精密仪器中。
[0003] Pd基合金由于其良好的性能，自上个世纪六十年代W来被广泛用于弹性电刷、滑 动接点、滑环、低压直流开闭触点、多谐振荡器触点、集成印刷电路触点等电接触材料中。典 型的一种Pd基合金为化llin巧一6型Pd基六元合金(成分为:Pa35A的0Cul4Aul0Ptl0Znl)。 现有的Pd基合金通常Pd含量较高(35%左右），但由于Pd的强度、电导率较低，易氧化;另外， Pd易与环境中的有机物作用生成金属络合物，从而导致接触电阻增大;并且运种合金在使 用过程中，挥发损失较大，金属转移严重，其化学稳定性，高溫抗氧化挥发能力，抗火花抗电 弧的侵蚀能力较差。所有运些因素均会影响Pd基合金电接触材料的使用性能，降低其使用 寿命和可靠性。
[0004] 纳米二氧化铁纤维具有大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随着粒径 的下降急剧增加，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等导致纳米微 粒的热、磁、光、敏感特性和表面稳定性等不同于常规粒子。由于纳米二氧化铁纤维电子结 构所具有的特点，使其能够有效改善合金材料的电学和热学性质，同时由于纳米二氧化铁 纤维能够在合金材料形成空间网状结构，是的合金的机械性能也得到明显的改善，使其特 别适合应用于电子工业领域。
[0005] 随着电子工业的进步和发展，电子仪器、设备和装备日趋向着高可靠性，长寿命方 向发展，研究和使用具有高可靠性的电接触材料显得尤为重要和必要。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优异的力学性能、电学性能和使用性 能的银基六元合金电接触材料。
[0007] 本发明一种银基六元合金电接触材料，由W下重量百分比成分组成：二氧化铁纳 米纤维0.02~2%，Pd20~25%，Cul5~20%，Pt5~10%，Au5~10%，余量为Ag及不可 避免的杂质。
[000引进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种银基六元合金电接触材料，由W 下重量百分比成分组成:二氧化铁纳米纤维0.02~l%，Pd 20~25%，Cu 15~20%，Pt 8~ 10%，Au 8~10%，余量为Ag及不可避免的杂质。
[0009] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种银基六元合金电接触材料，由W 下重量百分比成分组成：二氧化铁纳米纤维l%，Pd 20%，Cu 15%，Pt 10%，Aul0%，余量 为Ag及不可避免的杂质。
[0010] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述Au、Pt、Pdag的纯度均> 99.95%，Cu的纯度>99.9%。
[0011] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述二氧化铁纳米纤维由W下方法 制备而成：
[0012] a、前驱体溶液的制备：取20~70wt%乙醇、5~Owt%乙酸、5~30wt%铁前驱体、1 ~20wt % PVP，揽拌4~2地，得到前驱体溶液；
[0013] b、气纺丝制备氧化铁纤维:将a步骤制备得到的前驱体溶液在0.1~IMPa、湿度为5 ~75 %下进行气纺丝，得到棉花状氧化铁纤维；
[0014] C、制备氧化铁纳米纤维:将b步骤得到的棉花状氧化铁纤维在200~75(TC下烧结1 ~lOh，冷却至室溫，球磨，水洗，干燥，即得。
[0015] 进一步的，上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述铁前驱体为有机铁， 优选为铁酸四异丙醋、铁酸下醋、异丙醇铁、乙二醇铁、铁酸乙醋、铁酸正下醋、铁酸醋中的 至少一种。
[0016] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其拉伸强度为1400~1700MPa，维氏硬度 为300~500,弹性模量为100~150G化，接触电阻15~20πιΩ，电阻率30~3化Ω · cm。
[0017] 本发明还提供一种银基六元合金电接触材料的制备方法。
[0018] 上述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，具体为:取W下重量百分比成分： 二氧化铁纳米纤维0.02~2%，Pd20~25%，Cul5~20%，Pt5~10%，Au5~10%，余量 为Ag，真空烙炼，制成铸锭，将铸锭进行冷社开巧、中间热处理后得到铸态合金，再对铸态合 金进行均匀化的时效处理，即得二氧化铁纳米纤维增强的银基六元合金电接触材料。
[0019] 上述所述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，其中所述时效处理的溫度为 400~900°C，时间为5~96h。
[0020] 本发明W氧化铁纳米纤维与贵金属为原料，采用真空烙炼，并对铸态合金进行均 匀化时效处理的方法，制备出分散均匀，结合良好的银基六元合金电接触材料。少量氧化铁 纳米纤维加入到金属中可与金属形成金属化合物，可W显著提高合金材料的硬度，另外少 量氧化铁纳米纤维还可W在金属表面形成一层纤维层，可W显著提高合金材料的耐磨性， 由于硬度和耐磨性的提高使得采用本发明提供的银基六元合金电接触材料制作的电接触 点的使用寿命能够得到显著延长。另外，本发明提供的银基六元合金电接触材料，其中Pd含 量较现有的Pd基六元合金中Pd含量较低，而Ag含量较高(34.8~54.98wt % )，在一定程度上 克服了现有Pd基六元合金电接触材料存在的由于Pd含量较高所带来的技术问题。
【具体实施方式】
[0021] 本发明一种银基六元合金电接触材料，由W下重量百分比成分组成：二氧化铁纳 米纤维0.02~2%，Pd20~25%，Cul5~20%，Pt5~10%，Au5~10%，余量为Ag及不可 避免的杂质。
[0022] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种银基六元合金电接触材料，由W 下重量百分比成分组成:二氧化铁纳米纤维0.02~l%，Pd 20~25%，Cu 15~20%，Pt 8~ 10%，Au 8~10%，余量为Ag及不可避免的杂质。
[0023] 进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种银基六元合金电接触材料，由W 下重量百分比成分组成：二氧化铁纳米纤维l%，Pd 20%，Cu 15%，Pt 10%，Aul0%，余量 为Ag及不可避免的杂质。
[0024] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述Au、Pt、Pdag的纯度均> 99.95%，Cu的纯度>99.9%。
[0025] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述二氧化铁纳米纤维由W下方法 制备而成：
[0026] a、前驱体溶液的制备:取20~70wt%乙醇、5~Owt%乙酸、5~30wt%铁前驱体、1 ~20wt % PVP，磁力揽拌4~24h，得到前驱体溶液；
[0027] b、气纺丝制备氧化铁纤维:将a步骤制备得到的前驱体溶液在0.1~IMPa、湿度为5 ~75 %下进行气纺丝，得到棉花状氧化铁纤维；
[0028] C、制备氧化铁纳米纤维:将b步骤得到的棉花状氧化铁纤维在200~75(TC下烧结1 ~1 Oh，冷却至室溫，球磨，水洗至少3次，干燥，即得。
[0029] 进一步的，上述所述一种银基六元合金电接触材料，其中所述铁前驱体为有机铁， 优选为铁酸四异丙醋、铁酸下醋、异丙醇铁、乙二醇铁、铁酸乙醋、铁酸正下醋、铁酸醋中的 至少一种。
[0030] 上述所述一种银基六元合金电接触材料，其拉伸强度为1400~1700MPa，维氏硬度 为300~500,弹性模量为100~150G化，接触电阻15~20πιΩ，电阻率30~3化Ω · cm。
[0031] 上述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，具体为:取W下重量百分比成分： 二氧化铁纳米纤维0.02~2%，Pd20~25%，Cul5~20%，Pt5~10%，Au5~10%，余量 为Ag，真空烙炼，制成铸锭，将铸锭进行冷社开巧、中间热处理后得到铸态合金，再对铸态合 金进行均匀化的时效处理，即得二氧化铁纳米纤维增强的银基六元合金电接触材料。均匀 化时效处理主要是指在结晶溫度下的长时间退火处理，主要作用是消除材料结晶过程中枝 晶偏析严重所造成的化学成分不均匀W及夹杂物的偏聚等，提高材料性能。
[0032] 上述所述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，其中所述时效处理的溫度为 400~900°C，时间为5~96h。
[0033] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
[0034] 实施例1
[00巧]用纯度分别为99.95%的Au、Pt、Pd、Ag，纯度99.9%的Cu和氧化铁纳米纤维，按照 表1中的配方进行配料，在真空感应炉中，在氮气、氣气等惰性气体保护气氛下进行烙炼，审U 成铸锭，然后对铸锭进行冷社开巧，之后再对铸态合金进行均匀化时效处理。制备出Ξ种不 同组分的Ag基六元合金电接触材料(分别为样品1、2、3)，然后分别利用运Ξ种电接触材料 制作Ξ种电接触点（冲压成型后需经350°C时效处理），分别表示为电接触点样品a、b、c。同 时采用化llin巧一6型Pd基六元合金(成分为化35Ag30Cul4Aul0Ptl0Znl)制作一个对比电 接触点(样品d)。将电接触样品a、b、c和对比电接触点样品d进行对比测试，现聯结果如表2、 3所示。
[0036] 从表2可W看出，本发明提供的氧化铁纳米纤维增强的银基六元合金电接触材料 的拉伸强度和硬度相比于化lliney-6型Pd基六元合金由明显的提高。从表3可W看出，本 发明提供的氧化铁增强的银基六元合金电接触材料相比于化lliney-6型Pd基六元合金的 使用寿命明显增加。
[0037] 表1【具体实施方式】的合金成分(重量％ )
[00；3 引
[0041]表3本发明电接触材料的使用性能
[0042]
【主权项】
1. 一种银基六元合金电接触材料，其特征在于：由以下重量百分比成分组成：二氧化钛 纳米纤维0.02~2%，？(120~25%，〇115~20%，？七5~10%4115~10%，余量为48及不 可避免的杂质。2. 根据权利要求1所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于：由以下重量百分比 成分组成：二氧化钛纳米纤维0.02~l%，Pd 20~25%，Cu 15~20%，Pt 8~10%，Au 8~ 10%，余Μ为Ag及不可避免的杂质。3. 根据权利要求2所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于：由以下重量百分比 成分组成:二氧化钛纳米纤维l%，Pd 20%，Cu 15%，Pt 10%，Aul0%，余量为Ag及不可避 免的杂质。4. 根据权利要求1~3任一项所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于:所述Au、 Pt、Pd、Ag的纯度均彡99 · 95 %，Cu的纯度彡99 · 9 %。5. 根据权利要求1~3任一项所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于:所述二 氧化钛纳米纤维由以下方法制备而成： a、 前驱体溶液的制备：取20~70wt %乙醇、5~Owt %乙酸、5~30wt %钛前驱体、1~ 20wt % PVP，搅拌4~24h，得到前驱体溶液； b、 气纺丝制备氧化钛纤维：将a步骤制备得到的前驱体溶液在0.1~IMPa、湿度为5~ 75 %下进行气纺丝，得到棉花状氧化钛纤维； c、 制备氧化钛纳米纤维：将b步骤得到的棉花状氧化钛纤维在200~750°C下烧结1~ 10h，冷却至室温，球磨，水洗，干燥，即得。6. 根据权利要求5所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于：钛前驱体为有机 钛，优选为钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、异丙醇钛、乙二醇钛、钛酸乙酯、钛酸正丁酯、钛酸酯中 的至少一种。7. 根据权利要求1~6任一项所述一种银基六元合金电接触材料，其特征在于:所述银 基六元合金电接触材料的拉伸强度为1400~1700MPa，维氏硬度为300~500,弹性模量为 100~150GPa，接触电阻15~20ι?Ω，电阻率30~35μΩ · cm。8. 权利要求1~7任一项所述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，其特征在于： 取以下重量百分比成分:二氧化钛纳米纤维〇.〇2~2%，Pd 20~25%，Cu 15~20%，Pt 5~ 10%，Au 5~10%，余量为Ag，真空熔炼，制成铸锭，将铸锭进行冷乳开坯、中间热处理后得 到铸态合金，再对铸态合金进行时效处理，即得二氧化钛纳米纤维增强的银基六元合金电 接触材料。9. 根据权利要求8所述一种银基六元合金电接触材料的制备方法，其特征在于:所述时 效处理的温度为400~900°C，时间为5~96h。
【文档编号】C22C47/08GK106011704SQ201610478911
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王宁, 陈海军
【申请人】四川艾尔法泰克科技有限公司