一种银基电接触材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种银基电接触材料及其制备方法，包括银基材和分散在银基材中的弥散强化相，所述弥散强化相由氧化镍、氧化锌和氧化锆组成，所述弥散强化相中除氧外的元素占总重的0.2～0.8重量％。与现有技术相比，本发明以镍、锌、锆为添加的合金元素，氧化镍、氧化锌和氧化锆作为弥散强化相分布于银基材，具有提高合金耐电损性能和电导率的作用。实验结果表明，该银基电接触材料具有良好的导电性、导热性，具有较高的电导率和良好的耐电损性能，适用于电力、自动化、通讯、精密电子仪等领域的电接触材料。
【专利说明】一种银基电接触材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电接触材料【技术领域】，尤其涉及一种银基电接触材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电接触元件负担着电器的接通、分断、导流、隔离的工作，其性能好坏直接影响着 电器的可靠性、稳定性、精确性和使用寿命，而保证电接触元件性能优良的关键是其材料的 制备。因此，对电接触材料的研究与应用已成为电力、自动化、通讯、精密电子仪器等领域的 重要课题。
[0003] 在电接触材料中，银金属氧化物材料由于具有良好的耐电磨损、抗熔焊性和导电 性，广泛应用于各种轻重负荷的低压电器、家用电器、汽车电器、航空航天电器。但是作为 传统接触材料，银氧化镉（AgCdO)存在如下缺点：1、环境保护的要求，银氧化镉材料在制造 和使用过程中不可避免的产生镉毒，已经日益受到人们的关注，目前一些西方发达国家已 经禁止在家用电器和汽车电器上使用该材料；2、电器使用性能的要求，虽然AgCdO材料中 具有大、中等负载电器的万能触头之称，但在抗熔焊、耐电弧损失等性能方面暴露出某些不 足。因此，在探索用无毒的金属氧化物，具有重要的现实意义。
[0004] 本发明人考虑，提供一种银基电接触材料及其制备方法，其具有较高的电导率和 良好的耐电损性能。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种银基电接触材料及其制备方法，具有较高的 电导率和良好的耐电损性能。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种银基电接触材料，包括银基材和分散在银基材中的 弥散强化相，所述弥散强化相由氧化镍、氧化锌和氧化锆组成，所述弥散强化相中除氧外的 元素占总重的0. 2?0. 8重量％。
[0007] 优选的，镍元素占总重的0· 1?0· 5重量％。
[0008] 优选的，锌元素占总重的0. 1?0. 3重量％。
[0009] 优选的，锆元素占总重的0· 1?0· 4重量％。
[0010] 优选的，所述弥散强化相有85重量％?95重量％以纳米级颗粒状态弥散分布于 银基材中。
[0011] 相应的，本发明提供一种上述技术方案所述的银基电接触材料的制备方法，包括 以下步骤：
[0012] 将镍、锌、锆和银混合，在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合金；
[0013] 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为30?50 μ m的多元合金粉 末；
[0014] 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，得到银基电接触材料。
[0015] 优选的，还包括：
[0016] 将所述银基电接触材料进行热压成型和热锻处理。
[0017] 优选的，所述真空感应熔炼的压力为2X KT6Pa?6X 10_4Pa，温度500°C?600°C。
[0018] 优选的，所述内氧化-烧结处理的温度为600°C?800°C，时间为5?10h。
[0019] 本发明提供了一种银基电接触材料及其制备方法，包括银基材和分散在银基材中 的弥散强化相，所述弥散强化相由氧化镍、氧化锌和氧化锆组成，所述弥散强化相中除氧外 的元素占总重的0. 2?0. 8重量％。与现有技术相比，本发明以镍、锌、锆为添加的合金元 素，氧化镍、氧化锌和氧化锆作为弥散强化相分布于银基材，具有提高合金耐电损性能和电 导率的作用。实验结果表明，该银基电接触材料具有良好的导电性、导热性，具有较高的电 导率和良好的耐电损性能，适用于电力、自动化、通讯、精密电子仪等领域的电接触材料。
【具体实施方式】
[0020] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0021] 本发明实施例公开了一种银基电接触材料，包括银基材和分散在银基材中的弥散 强化相，所述弥散强化相由氧化镍、氧化锌和氧化锆组成，所述弥散强化相中除氧外的元素 占总重的0. 2?0. 8重量％。
[0022] 本发明以镍、锌、锆为添加的合金元素，氧化镍、氧化锌和氧化锆作为弥散强化相 分布于银基材，具有提高合金耐电损性能和电导率的作用。实验结果表明，该银基电接触材 料具有良好的导电性、导热性，具有较高的电导率和良好的耐电损性能，适用于电力、自动 化、通讯、精密电子仪等领域的电接触材料。
[0023] 作为优选方案,镍元素占总重的0. 1?0. 5重量％ ,更优选为0. 2?0. 4重量％ ; 锌元素占总重的0. 1?0. 3重量％ ,更优选为0. 15?0. 25重量％ ;锫元素占总重的0. 1? 0. 4重量％，更优选为0. 2?0. 3重量％。
[0024] 所述弥散强化相中除氧外的元素优选占总重的0.3?0.7重量％，更优选为 0. 4?0. 6重量％。
[0025] 按照本发明，所述弥散强化相优选有85重量％?95重量％以纳米级颗粒状态弥 散分布于银基材中，更优选的，所述弥散强化相88重量％?92重量％以纳米级颗粒状态弥 散分布于银基材中。
[0026] 相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的银基电接触材料的制备方法，包 括以下步骤：
[0027] 将镍、锌、锆和银混合，在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合金；
[0028] 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为30?50 μ m的多元合金粉 末；
[0029] 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，得到银基电接触材料。
[0030] 本发明采用真空感应熔炼的方法，首先制备银基多元合金，然后采用粉末冶金方 法将所述银基多元合金制成平均粒径为30?50 μ m的多元合金粉末，然后对所述多元合金 粉末进行内氧化-烧结处理，将镍、锌、锆原位氧化成纳米级的氧化物质点，从而得到银基 电接触材料。
[0031] 其中，本发明优选采用纯度大于99. 5%的镍、锌、锆为原料，真空感应熔炼后得到 银基多元合金。同时，对真空感应熔炼的压力和温度进行控制，所述真空感应熔炼的压力优 选为2 X KT6Pa?6 X 10_4Pa，更优选为8 X KT5Pa?2 X KT4Pa ;温度优选为500°C?600°C， 更优选为530°C?580°C。
[0032] 真空感应熔炼后，优选将熔炼得到的溶液浇铸于水冷铜模中形成相应的银基多元 合金铸锭。本发明优选采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为30?50 μ m 的多兀合金粉末，所述多兀合金粉末的粒径更优选为40?50 μ m。
[0033] 由于多元合金粉末的粒径为30?50 μ m，因此，内氧化-烧结处理的温度优选为 600°C?800°C，更优选为650°C?720°C ;时间优选为5?10h，更优选为6?8h。氧化气 氛为大气气氛。该内氧化-烧结处理的目的是使多元合金粉末中的镍、锌、锆在原位被氧原 子所俘获生成纳米级的氧化物质点，对合金起到强化的作用，提高合金的导电性、导热性、 电导率和耐电损性能。同时使粉末之间发生烧结反应并形成烧结球团，以利于后续压制成 型工序作业。
[0034] 得到银基电接触材料后，还优选包括：将所述银基电接触材料进行热压成型和热 锻处理。所述热压成型时成型压力保持在500?600MPa之间，温度为600?700°C。采用 热压与冷压成型相比：可以减少在脱模过程中工件楞角边缘金属的脱落，提高贵金属粉末 的利用率和工件表面质量；减少和减小工件裂纹，改善后续热锻过程中工件的质量。在热锻 处理中，锻件的加热温度优选为700?800°C，更优选为750?790°C。
[0035] 因此，本发明制备的银基电接触材料具有良好的导电性、导热性，具有较高的电导 率和良好的耐电损性能，同时还具有长寿命和优异的冲压加工性能，适用于电力、自动化、 通讯、精密电子仪等领域的电接触材料。
[0036] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说 明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0037] 实施例1
[0038] 称取镍、锌、锆和银，混合后在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合 金，所述真空感应熔炼的压力为8X 10_4Pa，温度560°C ;
[0039] 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为40 μ m的多元合金粉末；
[0040] 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，所述内氧化-烧结处理的温度为 700°C，时间为8h，然后在550MPa、温度为650°C下进行热压成型，然后在780°C下进行热锻 处理，得到银基电接触材料，镍元素占总重的0. 3重量％ ,锌元素占总重的0. 2重量％ ,锫元 素占总重的〇. 1重量％。
[0041] 实施例2
[0042] 称取镍、锌、锆和银，混合后在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合 金，所述真空感应熔炼的压力为8X 10_5Pa，温度550°C ;
[0043] 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为40 μ m的多元合金粉末；
[0044] 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，所述内氧化-烧结处理的温度为 700°C，时间为8h，然后在550MPa、温度为650°C下进行热压成型，然后在780°C下进行热锻 处理，得到银基电接触材料，镍元素占总重的0. 4重量％ ,锌元素占总重的0. 1重量％ ,锫元 素占总重的〇. 2重量％。
[0045] 实施例3
[0046] 称取镍、锌、锆和银，混合后在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合 金，所述真空感应熔炼的压力为8X 10_5Pa，温度550°C ;
[0047] 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为40 μ m的多元合金粉末；
[0048] 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，所述内氧化-烧结处理的温度为 680°C，时间为6h，然后在550MPa、温度为650°C下进行热压成型，然后在780°C下进行热锻 处理，得到银基电接触材料，镍元素占总重的0. 2重量％ ,锌元素占总重的0. 3重量％ ,锫元 素占总重的〇. 2重量％。
[0049] 分别对本实施例1?3制备的银基电接触材料进行性能检测，结果如表1。
[0050] 表1银基电接触材料性能表
[0051]
【权利要求】
1. 一种银基电接触材料，其特征在于，包括银基材和分散在银基材中的弥散强化相，所 述弥散强化相由氧化镍、氧化锌和氧化锆组成，所述弥散强化相中除氧外的元素占总重的 0. 2?0. 8重量％。
2. 根据权利要求1所述的银基电接触材料，其特征在于，镍元素占总重的0. 1?0. 5重 量％。
3. 根据权利要求1所述的银基电接触材料，其特征在于，锌元素占总重的0. 1?0. 3重 量％。
4. 根据权利要求1所述的银基电接触材料，其特征在于，锆元素占总重的0. 1?0.4重 量％。
5. 根据权利要求1所述的银基电接触材料，其特征在于，所述弥散强化相有85重 量％?95重量％以纳米级颗粒状态弥散分布于银基材中。
6. -种权利要求1所述的银基电接触材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将镍、锌、锆和银混合，在真空感应炉中进行真空感应熔炼，得到银基多元合金； 采用粉末冶金法将所述银基多元合金制成平均粒径为30?50 y m的多元合金粉末； 对所述多元合金粉末进行内氧化-烧结处理，得到银基电接触材料。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括： 将所述银基电接触材料进行热压成型和热锻处理。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空感应熔炼的压力为 2 X l(T6Pa ?6 X l(T4Pa，温度 500。。?600。。。
9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述内氧化-烧结处理的温度为 600°C?800°C，时间为 5 ?10h。
【文档编号】C22C5/06GK104388735SQ201410582854
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】李博 申请人:李博