一種銀基電接觸材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種銀基電接觸材料及其制備方法，包括銀基材和分散在銀基材中的彌散強化相，所述彌散強化相由氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯組成，所述彌散強化相中除氧外的元素占總重的0.2～0.8重量％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以鎳、鋅、鋯為添加的合金元素，氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯作為彌散強化相分布于銀基材，具有提高合金耐電損性能和電導(dǎo)率的作用。實驗結(jié)果表明，該銀基電接觸材料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，具有較高的電導(dǎo)率和良好的耐電損性能，適用于電力、自動化、通訊、精密電子儀等領(lǐng)域的電接觸材料。
【專利說明】一種銀基電接觸材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電接觸材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種銀基電接觸材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電接觸元件負(fù)擔(dān)著電器的接通、分?jǐn)唷?dǎo)流、隔離的工作，其性能好壞直接影響著 電器的可靠性、穩(wěn)定性、精確性和使用壽命，而保證電接觸元件性能優(yōu)良的關(guān)鍵是其材料的 制備。因此，對電接觸材料的研究與應(yīng)用已成為電力、自動化、通訊、精密電子儀器等領(lǐng)域的 重要課題。
[0003] 在電接觸材料中，銀金屬氧化物材料由于具有良好的耐電磨損、抗熔焊性和導(dǎo)電 性，廣泛應(yīng)用于各種輕重負(fù)荷的低壓電器、家用電器、汽車電器、航空航天電器。但是作為 傳統(tǒng)接觸材料，銀氧化鎘（AgCdO)存在如下缺點：1、環(huán)境保護的要求，銀氧化鎘材料在制造 和使用過程中不可避免的產(chǎn)生鎘毒，已經(jīng)日益受到人們的關(guān)注，目前一些西方發(fā)達(dá)國家已 經(jīng)禁止在家用電器和汽車電器上使用該材料；2、電器使用性能的要求，雖然AgCdO材料中 具有大、中等負(fù)載電器的萬能觸頭之稱，但在抗熔焊、耐電弧損失等性能方面暴露出某些不 足。因此，在探索用無毒的金屬氧化物，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0004] 本發(fā)明人考慮，提供一種銀基電接觸材料及其制備方法，其具有較高的電導(dǎo)率和 良好的耐電損性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種銀基電接觸材料及其制備方法，具有較高的 電導(dǎo)率和良好的耐電損性能。
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種銀基電接觸材料，包括銀基材和分散在銀基材中的 彌散強化相，所述彌散強化相由氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯組成，所述彌散強化相中除氧外的 元素占總重的0. 2?0. 8重量％。
[0007] 優(yōu)選的，鎳元素占總重的0· 1?0· 5重量％。
[0008] 優(yōu)選的，鋅元素占總重的0. 1?0. 3重量％。
[0009] 優(yōu)選的，鋯元素占總重的0· 1?0· 4重量％。
[0010] 優(yōu)選的，所述彌散強化相有85重量％?95重量％以納米級顆粒狀態(tài)彌散分布于 銀基材中。
[0011] 相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種上述技術(shù)方案所述的銀基電接觸材料的制備方法，包括 以下步驟：
[0012] 將鎳、鋅、鋯和銀混合，在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合金；
[0013] 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為30?50 μ m的多元合金粉 末；
[0014] 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，得到銀基電接觸材料。
[0015] 優(yōu)選的，還包括：
[0016] 將所述銀基電接觸材料進行熱壓成型和熱鍛處理。
[0017] 優(yōu)選的，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力為2X KT6Pa?6X 10_4Pa，溫度500°C?600°C。
[0018] 優(yōu)選的，所述內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度為600°C?800°C，時間為5?10h。
[0019] 本發(fā)明提供了一種銀基電接觸材料及其制備方法，包括銀基材和分散在銀基材中 的彌散強化相，所述彌散強化相由氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯組成，所述彌散強化相中除氧外 的元素占總重的0. 2?0. 8重量％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以鎳、鋅、鋯為添加的合金元 素，氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯作為彌散強化相分布于銀基材，具有提高合金耐電損性能和電 導(dǎo)率的作用。實驗結(jié)果表明，該銀基電接觸材料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，具有較高的電 導(dǎo)率和良好的耐電損性能，適用于電力、自動化、通訊、精密電子儀等領(lǐng)域的電接觸材料。

【具體實施方式】
[0020] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0021] 本發(fā)明實施例公開了一種銀基電接觸材料，包括銀基材和分散在銀基材中的彌散 強化相，所述彌散強化相由氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯組成，所述彌散強化相中除氧外的元素 占總重的0. 2?0. 8重量％。
[0022] 本發(fā)明以鎳、鋅、鋯為添加的合金元素，氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯作為彌散強化相 分布于銀基材，具有提高合金耐電損性能和電導(dǎo)率的作用。實驗結(jié)果表明，該銀基電接觸材 料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，具有較高的電導(dǎo)率和良好的耐電損性能，適用于電力、自動 化、通訊、精密電子儀等領(lǐng)域的電接觸材料。
[0023] 作為優(yōu)選方案,鎳元素占總重的0. 1?0. 5重量％ ,更優(yōu)選為0. 2?0. 4重量％ ; 鋅元素占總重的0. 1?0. 3重量％ ,更優(yōu)選為0. 15?0. 25重量％ ;锫元素占總重的0. 1? 0. 4重量％，更優(yōu)選為0. 2?0. 3重量％。
[0024] 所述彌散強化相中除氧外的元素優(yōu)選占總重的0.3?0.7重量％，更優(yōu)選為 0. 4?0. 6重量％。
[0025] 按照本發(fā)明，所述彌散強化相優(yōu)選有85重量％?95重量％以納米級顆粒狀態(tài)彌 散分布于銀基材中，更優(yōu)選的，所述彌散強化相88重量％?92重量％以納米級顆粒狀態(tài)彌 散分布于銀基材中。
[0026] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述技術(shù)方案所述的銀基電接觸材料的制備方法，包 括以下步驟：
[0027] 將鎳、鋅、鋯和銀混合，在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合金；
[0028] 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為30?50 μ m的多元合金粉 末；
[0029] 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，得到銀基電接觸材料。
[0030] 本發(fā)明采用真空感應(yīng)熔煉的方法，首先制備銀基多元合金，然后采用粉末冶金方 法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為30?50 μ m的多元合金粉末，然后對所述多元合金 粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，將鎳、鋅、鋯原位氧化成納米級的氧化物質(zhì)點，從而得到銀基 電接觸材料。
[0031] 其中，本發(fā)明優(yōu)選采用純度大于99. 5%的鎳、鋅、鋯為原料，真空感應(yīng)熔煉后得到 銀基多元合金。同時，對真空感應(yīng)熔煉的壓力和溫度進行控制，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力優(yōu) 選為2 X KT6Pa?6 X 10_4Pa，更優(yōu)選為8 X KT5Pa?2 X KT4Pa ;溫度優(yōu)選為500°C?600°C， 更優(yōu)選為530°C?580°C。
[0032] 真空感應(yīng)熔煉后，優(yōu)選將熔煉得到的溶液澆鑄于水冷銅模中形成相應(yīng)的銀基多元 合金鑄錠。本發(fā)明優(yōu)選采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為30?50 μ m 的多兀合金粉末，所述多兀合金粉末的粒徑更優(yōu)選為40?50 μ m。
[0033] 由于多元合金粉末的粒徑為30?50 μ m，因此，內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度優(yōu)選為 600°C?800°C，更優(yōu)選為650°C?720°C ;時間優(yōu)選為5?10h，更優(yōu)選為6?8h。氧化氣 氛為大氣氣氛。該內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的目的是使多元合金粉末中的鎳、鋅、鋯在原位被氧原 子所俘獲生成納米級的氧化物質(zhì)點，對合金起到強化的作用，提高合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、 電導(dǎo)率和耐電損性能。同時使粉末之間發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)并形成燒結(jié)球團，以利于后續(xù)壓制成 型工序作業(yè)。
[0034] 得到銀基電接觸材料后，還優(yōu)選包括：將所述銀基電接觸材料進行熱壓成型和熱 鍛處理。所述熱壓成型時成型壓力保持在500?600MPa之間，溫度為600?700°C。采用 熱壓與冷壓成型相比：可以減少在脫模過程中工件楞角邊緣金屬的脫落，提高貴金屬粉末 的利用率和工件表面質(zhì)量；減少和減小工件裂紋，改善后續(xù)熱鍛過程中工件的質(zhì)量。在熱鍛 處理中，鍛件的加熱溫度優(yōu)選為700?800°C，更優(yōu)選為750?790°C。
[0035] 因此，本發(fā)明制備的銀基電接觸材料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，具有較高的電導(dǎo) 率和良好的耐電損性能，同時還具有長壽命和優(yōu)異的沖壓加工性能，適用于電力、自動化、 通訊、精密電子儀等領(lǐng)域的電接觸材料。
[0036] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細(xì)說 明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0037] 實施例1
[0038] 稱取鎳、鋅、鋯和銀，混合后在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合 金，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力為8X 10_4Pa，溫度560°C ;
[0039] 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為40 μ m的多元合金粉末；
[0040] 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，所述內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度為 700°C，時間為8h，然后在550MPa、溫度為650°C下進行熱壓成型，然后在780°C下進行熱鍛 處理，得到銀基電接觸材料，鎳元素占總重的0. 3重量％ ,鋅元素占總重的0. 2重量％ ,锫元 素占總重的〇. 1重量％。
[0041] 實施例2
[0042] 稱取鎳、鋅、鋯和銀，混合后在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合 金，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力為8X 10_5Pa，溫度550°C ;
[0043] 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為40 μ m的多元合金粉末；
[0044] 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，所述內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度為 700°C，時間為8h，然后在550MPa、溫度為650°C下進行熱壓成型，然后在780°C下進行熱鍛 處理，得到銀基電接觸材料，鎳元素占總重的0. 4重量％ ,鋅元素占總重的0. 1重量％ ,锫元 素占總重的〇. 2重量％。
[0045] 實施例3
[0046] 稱取鎳、鋅、鋯和銀，混合后在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合 金，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力為8X 10_5Pa，溫度550°C ;
[0047] 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為40 μ m的多元合金粉末；
[0048] 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，所述內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度為 680°C，時間為6h，然后在550MPa、溫度為650°C下進行熱壓成型，然后在780°C下進行熱鍛 處理，得到銀基電接觸材料，鎳元素占總重的0. 2重量％ ,鋅元素占總重的0. 3重量％ ,锫元 素占總重的〇. 2重量％。
[0049] 分別對本實施例1?3制備的銀基電接觸材料進行性能檢測，結(jié)果如表1。
[0050] 表1銀基電接觸材料性能表
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種銀基電接觸材料，其特征在于，包括銀基材和分散在銀基材中的彌散強化相，所 述彌散強化相由氧化鎳、氧化鋅和氧化鋯組成，所述彌散強化相中除氧外的元素占總重的 0. 2?0. 8重量％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀基電接觸材料，其特征在于，鎳元素占總重的0. 1?0. 5重 量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀基電接觸材料，其特征在于，鋅元素占總重的0. 1?0. 3重 量％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀基電接觸材料，其特征在于，鋯元素占總重的0. 1?0.4重 量％。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀基電接觸材料，其特征在于，所述彌散強化相有85重 量％?95重量％以納米級顆粒狀態(tài)彌散分布于銀基材中。
6. -種權(quán)利要求1所述的銀基電接觸材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 將鎳、鋅、鋯和銀混合，在真空感應(yīng)爐中進行真空感應(yīng)熔煉，得到銀基多元合金； 采用粉末冶金法將所述銀基多元合金制成平均粒徑為30?50 y m的多元合金粉末； 對所述多元合金粉末進行內(nèi)氧化-燒結(jié)處理，得到銀基電接觸材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，還包括： 將所述銀基電接觸材料進行熱壓成型和熱鍛處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述真空感應(yīng)熔煉的壓力為 2 X l(T6Pa ?6 X l(T4Pa，溫度 500。。?600。。。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)氧化-燒結(jié)處理的溫度為 600°C?800°C，時間為 5 ?10h。
【文檔編號】C22C5/06GK104388735SQ201410582854
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】李博 申請人:李博