用於弱電流的滑動電接觸材料的製作方法
2023-05-01 01:00:11
專利名稱：：用於弱電流的滑動電接觸材料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種電接觸材料，特別涉及一種在弱電流工作條件下(電流《1A)的滑動電接觸材料。
背景技術：
：近年來，在上述研究應用
技術領域：
中，有關新的弱電接觸材料的研究與生產正在不斷發展，以滿足日益發展的各種類型小型直流電動機等對弱電接觸材料的需求。在各種弱電接觸材料中，貴/廉金屬複合材料由於具有貴金屬含量低、綜合性能好、價格便宜等特點，在微特電機、繼電器、微型開關等實際應用中已得到廣泛應用，典型應用如換向器和刷片等。目前使用貴/廉金屬複合材料主要有Ag-Cd/Cu、Ag-Cu/Cu、Ag-Ni/Cu、Ag-Cu-Ni/Cu等系列兩層複合材料及其再複合上Au及其合金的三層材料。由於Cd有毒，Ag-Cd/Cu已逐漸淘汰。Ag-Cu合金相對於純Ag具有較好的耐磨性和抗熔焊性能，但在工業氣氛下，尤其在高溫、高溼和含闢^及硫化氳氣氛中，其表面容易生成不導電的硫化物以及氧化膜，引起接觸電阻不穩定，同時，其硬度和耐磨性也較低。另外，《艮銅合金有偏析傾向，添加適當的Ni形成Ag-Cu-Ni合金，可顯著減少其偏折，改善其耐磨性和耐腐蝕性能，並得到廣泛應用。為進一步提供Ag-Cu-Ni合金的高溫性能，本申請人發明了稀土銀基接觸材料及其貴/廉金屬複合材料。稀土Re元素在貴金屬電接觸材料中已得到良好應用。其主要作用在於在保持基體材料優良導電性和導熱性的前提下，稀土元素對基體具有明顯的強化作用；同時細化基體晶粒，提高材料再結晶溫度，從而提高材料的穩定性；接觸電阻小而穩定；提高抗電蝕能力和抗粘結性強；另外還具有滅弧能力。在銀中添加Re元素及其氧化物可以得到性能良好的電接觸材料。專利號86107774公開了一種適用中、小負荷低壓電器的4艮基金屬氧化物觸頭材料，含有混合稀土金屬、鋯、鎳和餘量銀。專利號01131659.4公開了一種銀單一或複合重稀土金屬氧化物電工觸點材料的製備方法，具有工藝簡單、無廢氣廢水排放、成本低、適於工業規模生產等優點。專利號99115496.7公開了一種銀重稀土金屬氧化物電工觸點材料，由銀、重稀土金屬氧化物按一定治金工藝製備所得，其中重稀土金屬氧化物含量為5-18%(wt%)。專利(申請號02113216.X)公開了以銀粉，稀土鑭(La)、鈰(Ce)、釔(Y)其中之一的粉末或銀和上述稀土元素之一所製備的合金粉末為原料，添加少量的硼(B)、鉬(Mo)元素為性能調整元素，以銀的氧化物為反應劑，製成為銀稀土氧化物電接觸材料(絲材)。專利(申請號200510007253.2)公開了一種銀-銅-碳-稀土合金材料及其製備方法，它由Ag、Cu、C、稀土元素構成，在Ag-C系列中加入了銅和微量稀土元素，並通過機械合金化材料製備新技術，提供的一種銀一銅一碳一稀土合金材料。專利(申請號200710065625.6)公開了一種新型銀銅稀土材料，其成分質量百分比(％):SnO.3~0.8，CeO.3-0.8,餘量AgCu6合金，該材料提高了AgCu6合金電接觸材料的耐磨損能力、耐電弧燒蝕性和抗熔焊性能，抑制AgCu合金中CuO的生成，提高材料的抗硫化性能、抗氧化性能、抗金屬轉移性能，獲得低而穩定的接觸電阻，從而改善AgCu合金的電接觸性能。專利(申請號200710065623.7)公開了一種新型銀稀土合金電接觸材料，其成分質量百分比(％):Cu4~8，Ni0.5~1.5，餘量AgCeO.5合金，該材料提高了AgCe合金電接觸材料的耐磨損能力和細化了晶粒，從而改善AgCe合金的力學性能。上述專利(申請)所述的材料用於中低電流工作條件下的電接觸材料，不能用做弱電流的滑動電接觸材料。目前，在Ag-Cu-Ni合金在弱電接觸材料方面的應用較廣，但其耐高溫性能需要提高。近年來，隨著微電子，機電一體化，家電工業的發展以及精密儀器的需要，對高質量、長壽命、環保的貴/廉金屬複合材料的需求不斷增大，應用範圍也不斷擴大。如高速CD、DVD電機所需的換向器材料。當CD、DVD等播放器材置於汽車等設備上，要求其在-40~80。C範圍內能保持正常使用並保證長久的使用壽命，在此情況下，傳統的換向器材料就不能滿足這些性能要求。
發明內容本發明目的是提供一種用於弱電流的滑動電接觸材料。它適合於用作弱電流工作條件下的滑動接點材料，所述材料可以解決弱電滑動接點合金在高溫下接觸電阻不穩定、接觸可靠性降低、硬度和耐磨性低等問題。本發明所述的材料與銅或合金銅等複合後製備的滑動電接觸材料，在-40~8(TC溫度範圍內有質量好、壽命長的優點。本發明的第一種用於弱電流工作條件下(電流《1A)的滑動電接觸材料，由Cu、Ni、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1~10.0%;Ni為0.01~0.6%;Re為0.01~0.5%;其餘為Ag,組分中的Cu金屬粒子、Ni金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。本發明的第二種用於弱電流工作條件下(電流《1A)的滑動電接觸材料，由Cu、Zn、Ni、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1~10.0%;Zn為0.1~5.0%;Ni為0.01~0.6%;Re為0.01~0.5%;其餘為Ag，組分中的Cu金屬粒子、Zn金屬粒子、Ni金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。本發明的第三種用於弱電流工作條件下(電流《1A)的滑動電接觸材料，由Cu、Zn、Ni、Pd、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1~10.0%;Zn為0.1~5.0%;Ni為0.01~0.6%;Pd為0.1~1.5%;Re為0.01~0.5%;其餘為Ag，組分中的Cu金屬粒子、Zn金屬粒子、Ni金屬粒子、Pd金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。其中，Re為Ce或La或Ce和La混合稀土元素等。本發明中Cu元素主要固溶於oc-Ag基體中，另部分Cu以細小粒子形式分布在a-Ag基體中，在用於微特電機、繼電器、微型開關時，如典型的應用於向器和刷片時，Cu在換向器表表面還可以還形成Cu0，在電接觸過程中起到潤滑劑以及滅弧等作用；Ni元素以細小粒子形式分布在a-Ag基體中，起到提高材料耐磨性的作用，Ni元素還具有細化晶粒，穩定產品尺寸、強化材料、提高耐磨性等作用；Re(Ce、La等)元素以細小粒子形式分布在oc-Ag基體中，同時在材料表面以Re0形式存在可以減少電弧引起的損耗，在表面起到潤滑劑作用，減少摩擦力，改善Ag-Cu-Ni合金的高溫電接觸性能；Zn固溶於a-Ag基體中，起到固溶強化作用，還以ZnO粒子形式存在，可以減少電弧損耗，起到潤滑劑，降低摩擦力的作用。該材料通過在Ag-Cu-Ni系合金中添加Re元素，提高了此類電接觸材料的耐高溫、耐磨損、抗石克化、耐電弧燒蝕性和抗熔焊等性能，獲得低而穩定的接觸電阻。本發明所述的用於弱電流的滑動電接觸材料與銅或銅合金通過複合成貴/廉金屬複合材料，製成微特電機換向器等零件，用於家用電器等的小型直流電動機中。製作換向器具有接觸電阻小而穩定、耐電侵蝕及耐機械磨損等性能，在-4080。C溫度範圍內有質量好、壽命長的優點。具體實施方式按照表l所述的配置，取本發明材料，在真空感應熔煉爐中進行冶煉，採用氬氣保護氣體，熔煉，鑄錠60070(TC/3h,均勻化處理，熱軋，表面處理，中軋，500700。C/lh(真空)中間熱處理，精軋，即得本發明所述用於弱電流的滑動電接觸材料表1本發明的用於弱電流的滑動電接觸材料的實施例成分tableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7注此處Re為含有Ce和La的混合稀土元素表2本發明的用於弱電流的滑動電接觸材料(加工態)的主要性能tableseeoriginaldocumentpage7發明所屬材料成品與Ag-Cu-Ni系合金的比較例成品相比較，其硬度、抗拉強度有所提高，延伸率略有下降。採用以上發明材料與銅或銅合金通複合製成二層貴廉金屬複合材料，與AgPd30電刷材料配對製成電機，在溼度50%,溫度60。C條件下的耐久性實驗壽命見表3。表3本發明的二層貴廉金屬複合材料的耐久性實驗壽命tableseeoriginaldocumentpage7由表3可以看出，本發明的材料與Ag-Cu-Ni材料相比，其耐久壽命得到明顯提高。在二層貴廉金屬複合材料上還可複合上Au及其合金形成三層貴廉金屬複合材料，用於精密小型電動機，同樣具有接觸電阻小而穩定、耐電侵蝕及耐機械磨損等性能。雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬
技術領域：
的技術人員，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與改進，因此本發明之保護範圍當視權利要求所界定者為準。權利要求1.用於弱電流的滑動電接觸材料，其特徵在於由Cu、Ni、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1～10.0％；Ni為0.01～0.6％；Re為0.01～0.5％；其餘為Ag；組分中的Cu金屬粒子、Ni金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。2.用於弱電流的滑動電接觸材料，其特徵在於由Cu、Zn、Ni、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1~10.0%;Zn為0.1~5.0%;Ni為0.01~0.6%;Re為0.01~0.5%;其餘為Ag;組分中的Cu金屬粒子、Zn金屬粒子、Ni金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。3.用於弱電流的滑動電接觸材料，其特徵在於由Cu、Zn、Ni、Pd、Re、Ag組成，各組分的質量百分含量為Cu為0.1~10.0%;Zn為0.1~5.0%;Ni為0.01~0.5%;Pd為0.1~1.5%;Re為0,01—0.5%;其餘為Ag;組分中的Cu金屬粒子、Zn金屬粒子、Ni金屬粒子、Pd金屬粒子、Re金屬粒子分散於Ag基體中。4.根據權利要求1或2或3所述的用於弱電流的滑動電接觸材料，其特徵在於所述Re為Ce或La或Ce和La混合稀土元素。全文摘要本發明涉及一種用於弱電流的滑動電接觸材料，所屬材料為Ag-Cu-Ni-Re合金或Ag-Cu-Zn-Ni-Re合金或Ag-Cu-Pd-Zn-Ni-Re合金，其中Cu為0.1～10.0％(質量百分含量)；Ni為0.01～0.6％(質量百分含量)；Re為0.01～0.5％(質量百分含量)；Zn為0.1～5.0％(質量百分含量)；Pd為0.1～1.5％(質量百分含量)；其餘為Ag。本發明所述材料可以解決弱電滑動接點合金在高溫下接觸電阻不穩定、接觸可靠性降低、硬度和耐磨性低等問題。本發明所述的材料與銅或合金銅等複合後製備的滑動電接觸材料，在-40～80℃溫度範圍內有質量好、壽命長的優點。文檔編號H01B1/02GK101246758SQ20081006948公開日2008年8月20日申請日期2008年3月19日優先權日2008年3月19日發明者徐永紅,秦秀芳,應章,黃福詳申請人:重慶川儀總廠有限公司