专利名称：：一种银基合金材料及其应用的制作方法
技术领域：
：本发明具体的涉及一种银基合金材料及其应用。
背景技术：
：纯银具有最高的电导率，接触电阻稳定，被广泛应用于高导电性，中低电流范围的电接触材料。但纯银的力学性能较差，存在自然时效软化、在较大功率负荷条件下极易发生转移及熔焊等缺陷。合金化方法能够显著能够提高银材的硬度，强度和耐磨性。长期以来，在电接触材料中形成了以Ag-Cu为主的固溶强化型系列合金以及Ag-Ni为主的弥散强化型系列合金。其中以银铜合金应用最为广泛。但银铜合金在工业气氛下，尤其在高温、高湿和含硫化氢气氛中，表面容易生成不导电的硫化物膜和氧化物膜，导致接触电阻不稳定，接触可靠性降低。同时，由于铜含量较低，合金的软化温度低(260°C)，电机工作过程中换向器与电刷片之间高速滑动摩擦，磁场作用下电流产生的焦耳热以及电弧三者作用产生的高温易使换向器片局部软化，换向器材料摩擦系数大幅度增加，加速了换向器片的早期失效。Ni是Ag合金的晶粒细化剂，能够稳定产品尺寸，显著提高基体材料的耐磨性和耐腐蚀性；并且在合金中加入少量Ni，能够进一步提高材料的抗电弧侵蚀性能。但由于即使在高温(IOO(TC)下Ni与Ag基体几乎不互溶，Ni在银合金基体中极易偏聚，对熔铸银基体的组织均匀性有很大影响。因此高Ni含量的AgCu合金在熔炼方面还存在一定的困难。对现有的技术文献检索表明，文献[ChinaPatentCN101029362A]通过添加Sn以及少量的Ce元素，提高了AgCu6合金的硬度和耐磨性。在进一步的检索中，尚未发现提高Ag-Cu合金的软化温度方面的相关报道。
发明内容本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的AgCu合金材料的软化温度较低，接触电阻不稳定，接触可靠性低，软化温度低，高温下硬度和耐磨性低的缺陷，而提供了一种银基合金材料。本发明的银基合金材料可作为轻、中等负荷微电机用滑动电接触材料，且软化温度高，高温下硬度好，耐磨性好。本发明人发现稀土元素Gd在合金中具有良好的合金化效果，能够改善合金的原始显微组织，显著提高合金基体的硬度和强度；同时稀土与合金可形成高熔点化合物，提高合金软化温度，改善合金高温下的硬度和强度。因此本发明涉及一种银基合金材料，其包含下列成分0.05%0.5%的附，0.1%0.8%的Gd，以及98.7%99.85%的AgCii4合金(合金中Ag为96wt.%，Cu为4wt.%)，以上百分比均为质量百分比。较佳的，所述的银基合金材料包含下列成分0.05%0.15%的附，0.54%0.8%的Gd，以及99.05%99.41%的AgCu4合金，以上百分比均为质量百分比。本发明的银基合金材料可由本领域合金材料的常规方法制备，优选下述方法以Ni、Gd、Ag和Cu为原料，按照上述质量百分比进行如下工序①真空氩气保护熔炼②铸锭70(TC/3h均匀化热处理③表面处理④冷轧开坯⑤650°C_680°C/2.5_3h(真空)退火⑥中轧⑦700°C/lh(氮气+氢气保护退火)⑧精轧⑨得到银基合金材料。较佳的，所述的银基合金材料也可由AgCii4合金(合金中Ag为96wt.%，Cu为4wt.%)、Ni以及Gd作为原料进行上述工序制得。本发明的制备方法中，原料Ni、Gd、Ag和Cu可以分别以纯金属的形式混合，也可以是其中的两种以上金属形成的合金与其他金属混合，然后进行后续工序，无论按照以上何种方式，只要保证各金属的质量百分比为本发明制备的合金材料中各成分的质量百分比即可。本发明中，所述的Ag的纯度较佳的为^99.99%，Cu的纯度较佳的为^99.99%，Ni的纯度较佳的为^99.99%，Gd的纯度较佳的为^99.96%。以上百分比均为质量百分比。本发明还涉及上述银基合金材料作为滑动电接触材料的应用。所述的滑动电接触材料较佳的为轻或中等负荷的微电机用滑动电接触材料。除特殊说明外，本发明设计的原料和试剂均市售可得。本发明的积极进步效果在于(1)本发明的银基合金材料是低Ni含量高强度的银铜稀土合金，其可作为轻、中等负荷微电机用滑动电接触材料。(2)本发明的银基合金材料提高了Ag-Cu合金的硬度和软化温度，从而提高了材料的耐电弧烧损性能、抗熔焊性能和抗金属转移性能，改善了Ag-Cu合金的电接触可靠性。因此该材料能够解决AgCu4合金在较高温度下的接触电阻不稳定，接触可靠性降低，硬度和耐磨性低等问题。具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。实施例14的配方及制得的银基合金材料的性能数据、以及AgCu4合金的性能数据如表l所示。各实施例中使用的原材料纯度(质量百分比)为Ag>99.99%，Cu>99.99%，Ni>99.99%，Gd>99.96%。各实施例制得的银基合金材料中允许的杂质含量(质量百分比)Fe《0.002%，Pd《0.002%，Sb《0.002%，Bi《0.002%。表1本发明的银基合金材料以及AgCu4合金的性能数据4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例14的制备方法如下所述按质量百分比(％):以AgCu4合金、Ni和Gd为原料，按照各实施例中的配方进行如下工序①真空氩气保护熔炼②铸锭70(TC/3h均匀化热处理③表面处理冷轧开坯⑤650°C_680°C/2.5_3h(真空)退火中轧⑦700°C/lh(氮气+氢气保护退火)⑧精轧⑨得到银基合金材料。权利要求一种银基合金材料，其特征在于其包含下列成分0.05％～0.5％的Ni，0.1％～0.8％的Gd，以及98.7％～99.85％的AgCu4合金，以上百分比均为质量百分比。2.如权利要求1所述的银基合金材料，其特征在于其包含下列成分0.05%0.15%的附，0.54%0.8X的Gd，以及99.05%99.41X的AgCi^合金，以上百分比均为质量百分比。3.如权利要求1所述的银基合金材料，其特征在于其由下述方法制得以Ni、Gd、Ag和Cu为原料，按照权利要求1所述的质量百分比进行如下工序①真空氩气保护熔炼②铸锭700°C/3h均匀化热处理③表面处理④冷轧开坯⑤真空条件下，65(TC_680°C/2.5-3h退火⑥中轧⑦氮气和氢气保护的条件下退火，温度为700°C，时间为1小时⑧精轧⑨得到银基合金材料。4.如权利要求3所述的银基合金材料，其特征在于所述的银基合金材料由AgCu4合金、Ni以及Gd作为原料进行权利要求3所述的工序制得。5.如权利要求3所述的银基合金材料，其特征在于所述的Ag的纯度为^99.99X，Cu的纯度为^99.99%，Ni的纯度为^99.99%，Gd的纯度为^99.96%;以上百分比均为质量百分比。6.如权利要求15任一项所述的银基合金材料作为滑动电接触材料的应用。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述的滑动电接触材料为轻或中等负荷的微电机用滑动电接触材料。全文摘要本发明公开了一种银基合金材料及其应用。本发明的银基合金材料可作为轻、中等负荷微电机用滑动电接触材料；其提高了Ag-Cu合金的硬度和软化温度，从而提高了材料的耐电弧烧损性能、抗熔焊性能和抗金属转移性能，改善了Ag-Cu合金的电接触可靠性。因此该材料能够解决AgCu4合金在较高温度下的接触电阻不稳定，接触可靠性降低，硬度和耐磨性低等问题。文档编号C22C5/08GK101787460SQ20101011440公开日2010年7月28日申请日期2010年2月26日优先权日2010年2月26日发明者于磊,何青云,王新建,王耀东,赵典立,阮文魁申请人:上海集强金属工业有限公司