一种稀土触头材料的制造方法
【专利摘要】一种稀土触头材料的制造方法，包括以下步骤：（1）熔炼：将银、镉、稀土材料进行熔炼，熔炼温度为1200℃~1250℃；（2）铸锭：将熔炼后的液体在惰性气体保护下浇铸成锭；（3）机加工；（4）热挤压：所述热挤压温度为780℃~820℃；（5）预氧化处理：预氧化温度为680℃~750℃，预氧化时间为24小时~28小时，氧压为0.4MPa~0.6MPa；（6）破碎成型；（7）二次热挤压：二次热挤压温度为860℃~890℃，保留时间≥3小时，挤压比≥240:1；（8）线材加工：对线材进行退火处理，退火温度≥650℃，保留时间＞1小时，接着对线材进行均质化处理，温度为250℃~380℃，保留时间＞1小时，本发明制造的AgCdO触头材料，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良。
【专利说明】一种稀土触头材料的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于合金制造【技术领域】，具体涉及一种稀土触头材料的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，工业制造领域对机电元件的需求越来越大，同时也对其性能指标要求越来越高。AgCdO触头材料具有优良的抗熔焊性和耐电弧侵蚀性，较稳定的接触电阻、良好的导电、导热性，因此，1950年实际应用以来已成为主导电触头材料，加上材料的生产加工方法的不断改进，在众多的触头材料AgCdO触头材料仍是性能优良的触头材料之
O
[0003]目前，从小电流(I安培)到大电流(上千安培)领域，AgCdO触头材料也是应用最广泛的。但AgCdO的成份和制造方法的选择，必须与使用条件相适应，否则就不能充分发挥它的特点和材料性能上的优势。
[0004]为了使AgCdO触头材料获得优良的触头特性，则可根据触头的接触条件或增或减Cd的含量，或添加第二、第三种元素。如用于小电流领域的特殊规格的微型开关使用Cd含量较低的合金，在比通常要低得多的温度下预氧化处理，可获得CdO粒度较为精细的触头材料；在开闭次数少而分断电流大的线路开关及断路器中的触头材料，可增加CdO的含量，并且以较高温度预氧化处理，可获得较粗大的CdO质点材料，可进一步提高分断特性。
[0005]近年来，随着科学技术的飞速发展，各类型电器的小型化微型化，这对触头材料提出的性能要求也愈来愈高，而原有的工艺制造方法，已不能应对材料愈来愈高的性能要求。因此如何改善材料性能，提高材料性能已是触头材料行业迫切的课题。
[0006]稀土材料早已引起材料学科的技术革命，但在电触头材料中的应用，还不多见。虽有这方面的报道，但目前仍无实质的大量采用和工业化应用。
[0007]在电接触中，CdO产生多方面的作用，在电极阴极的熔池内的存在，可增加熔融物的粘度，以减少材料的飞溅，CdO的分解可导致触头基体材料的热负荷的降低，从而导致稳定电弧并使其基体温度迅速降低，而CdO的分解形成大量的Cd蒸气，产生吹弧效应又达到将电弧熄灭的作用。
[0008]CdO的分解温度过低导致CdO的过量损失，降低了其使用寿命，为解决AgCdO其电寿命问题。
【发明内容】
[0009]针对现有技术中的不足，本发明使用不同的工艺方法找到一种可使传统方法制造的AgCdO具有更优良性能的加工工艺制造方法。
[0010]本发明通过以下技术方案实现。
[0011]一种稀土触头材料的制造方法，包括以下步骤:(I)熔炼:将银、镉、稀土材料进行熔炼，熔炼温度为1200°c ~1250°C;(2)铸锭:将熔炼后的液体在惰性气体保护下浇铸成锭；
(3)机加工；(4)热挤压:所述热挤压温度为780V ~820°C；(5)预氧化处理:预氧化温度为680°C ~750°C，预氧化时间为24小时?28小时，氧压为0.4MPa~0.6MPa ; (6)破碎成型；(7)二次热挤压:二次热挤压温度为860°C ~890°C，保留时间彡3小时，挤压比彡240:1 ;(8)线材加工:对线材进行退火处理,退火温度> 650°C，保留时间> I小时,接着对线材进行均质化处理，温度为250°C ~380°C，保留时间> I小时。
[0012]本发明中，通过将稀土材料添加到原料中，经过预氧化处理后，该稀土材料转变为稀土氧化物。由于稀土氧化物弥散性强，并具有较高的熔点和较强的稳定性，因而与时效强化机制不同，在弥散强化中的异质颗粒的作用下，合金可以保持较高的温度，这有利于提高合金的稳定性。
[0013]此外，本发明通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下(860°C ~890°C)进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度。
[0014]目前的技术中，一旦挤压温度过高(高于850°C)，挤出来的线材非常容易出现碎裂导致不成线型，因此为了保证正常挤出线型，需要选择一个相对较低的挤出温度，但这必然导致挤出速度的的大大降低，增加了企业产生中的时间成本。
[0015]本发明最后还对产品进行均质化处理，使得产品性质更稳定。
[0016]作为优选，所述步骤(I)中的稀土材料为α β混合稀土材料，其稀土重量含量>98%。选择纯度高的α β混合稀土材料，避免杂质对合金质量的影响。
[0017]作为优选，所述步骤(I)中的物料重量百分比如下:镉5°/『7%，稀土材料0.1%~0.2%，其余为银。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:制造的AgCdO触头材料，应用在高铁电器系统内，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良，接触电阻更低而稳定，温升更低(不大于30Κ)其电寿命可达100万次以上。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例，对本发明作进一步描述。
[0020]实施例一:将银、镉、稀土材料(稀土纯度98%)按重量比:94.8:5:0.2的比例，取银49.2 kg、镉2.5 kg、稀土材料0.1 kg，放入熔炼炉中熔炼成液态，熔炼温度为1200°C，待金属熔炼成液体后，在氩气保护下将熔炼后的液体浇铸成锭，稍冷却后对铸锭进行机加工，使其符合设备的要求便于下一步热挤压。加着将机加工后的铸锭放入设备中进行热挤压，温度为890°C。将热挤压后的线材进行预氧化处理，预氧化温度为750°C，预氧化时间为24小时，氧压为0.4MPa。预氧化结束后，对材料进行二次热挤压，二次热挤压温度为860°C，保留时间3小时，挤压比为240:1，该温度条件下能够快速的挤出连续的线材。对挤出的线材进行加工，包括退火处理与均质化处理，其中退火温度为650°C，保留时间I小时，均质化处理温度为380°C，保留时间I小时。
[0021]本实施例中通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度,减少了企业的生产成本。
[0022]成型后的AgCdO触头材料，应用在高铁电器系统内，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良，接触电阻更低而稳定，温升更低(不大于30K)其电寿命可达100万次以上。
[0023]实施例二:将银、镉、α β混合稀土材料(稀土纯度98%)按重量比:92.9:7:0.1的比例，取银46.5 kg、镉3.5 kg、α β混合稀土材料0.05 kg，放入熔炼炉中熔炼成液态，熔炼温度为1250°C，待金属熔炼成液体后，在氩气保护下将熔炼后的液体浇铸成锭，稍冷却后对铸锭进行机加工，使其符合设备的要求便于下一步热挤压。加着将机加工后的铸锭放入设备中进行热挤压，温度为860°C。将热挤压后的线材进行预氧化处理，预氧化温度680°C，预氧化时间为28小时，氧压为0.6MPa。预氧化结束后，对材料进行二次热挤压，二次热挤压温度为890°C，保留时间3.5小时，挤压比为240:1，该温度条件下能够快速的挤出连续的线材。对挤出的线材进行加工，包括退火处理与均质化处理，其中退火温度为670°C，保留时间I小时，均质化处理温度为250°C，保留时间I小时。
[0024]本实施例中通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度,减少了企业的生产成本。
[0025]成型后的AgCdO触头材料，应用在高铁电器系统内，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良，接触电阻更低而稳定，温升更低(不大于30K)其电寿命可达100万次以上。
[0026]实施例三:将银、镉、混合稀土材料(稀土纯度98%)按重量比:93.8:6:0.2的比例，取银46.9 kg、镉3kg、混合稀土材料0.1 kg,放入熔炼炉中熔炼成液态，熔炼温度为1230°C，待金属熔炼成液体后，在氩气保护下将熔炼后的液体浇铸成锭，稍冷却后对铸锭进行机加工，使其符合设备的要求便于下一步热挤压。加着将机加工后的铸锭放入设备中进行热挤压，温度为880°C。将热挤压后的线材进行预氧化处理，预氧化温度720V，预氧化时间为26小时，氧压为0.5MPa。预氧化结束后，对材料进行二次热挤压，二次热挤压温度为880°C，保留时间3.5小时，挤压比为240:1，该温度条件下能够快速的挤出连续的线材。对挤出的线材进行加工，包括退火处理与均质化处理，其中退火温度为670°C，保留时间I小时，均质化处理温度为300°C，保留时间I小时。
[0027]本实施例中通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度,减少了企业的生产成本。
[0028]成型后的AgCdO触头材料，应用在高铁电器系统内，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良，接触电阻更低而稳定，温升更低(不大于30K)其电寿命可达100万次以上。
[0029]实施例四:将银、镉、混合稀土材料(稀土纯度98%)按重量比:93.8:6:0.2的比例，取银46.9 kg、镉3kg、混合稀土材料0.1 kg,放入熔炼炉中熔炼成液态，熔炼温度为1220°C，待金属熔炼成液体后，在氩气保护下将熔炼后的液体浇铸成锭，稍冷却后对铸锭进行机加工，使其符合设备的要求便于下一步热挤压。加着将机加工后的铸锭放入设备中进行热挤压，温度为870°C。将热挤压后的线材进行预氧化处理，预氧化温度730°C，预氧化时间为25小时，氧压为0.5MPa。预氧化结束后，对材料进行二次热挤压，二次热挤压温度为870°C，保留时间3.5小时，挤压比为240:1，该温度条件下能够快速的挤出连续的线材。对挤出的线材进行加工，包括退火处理与均质化处理，其中退火温度为670°C，保留时间I小时，均质化处理温度为340°C，保留时间I小时。
[0030]本实施例中通过两次热挤压，使成型后的合金块密度高且均匀。第一次热挤压后进行预氧化处理，由于合金内物料分布均匀，使得氧化效果好；同时成分分散均匀，合金内部均一性好，使得预氧化后的二次热挤压能在较高温度下进行，挤出的线材连续不会发生断裂、碎裂等情况，且挤出速度快，达到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常规工艺的挤出速度,减少了企业的生产成本。
[0031]成型后的AgCdO触头材料，应用在高铁电器系统内，其抗熔焊性能更优良、接触电阻更低而稳定，温升更低，其抗熔焊性能更优良，接触电阻更低而稳定，温升更低(不大于30K)其电寿命可达100万次以上。
【权利要求】
1.一种稀土触头材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)熔炼:将银、镉、稀土材料进行熔炼，熔炼温度为1200°c ~1250°C ；(2)铸锭:将熔炼后的液体在惰性气体保护下浇铸成锭；(3)机加工；(4)热挤压:所述热挤压温度为860°C -890 °C ；(5)预氧化处理:预氧化温度为680°C ~750°C，预氧化时间为24小时~28小时，氧压为0.4MPa~0.6MPa ；(6)破碎成型；(7) 二次热挤压:二次热挤压温度为860°C ~890°C，保留时间彡3小时，挤压比彡240:1 ; (8)线材加工:对线材进行退火处理，退火温度彡650°C，保留时间彡I小时，接着对线材进行均质化处理，温度为250°C ~380°C，保留时间彡I小时。
2.根据权利要求1所述的一种稀土触头材料的制造方法，其特征在于，所述步骤(I)中的稀土材料为α β混合稀土材料，其稀土重量含量>98%。
3.根据权利要求2所述的一种稀土触头材料的制造方法，其特征在于，所述步骤(I)中的物料重量百分比如下:镉5%~7%，稀土材料0.1%~0.2%，其余为银。
【文档编号】H01H11/04GK104498765SQ201410747041
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】孙珂杨 申请人:宁波科扬贵金属合金科技有限公司