本發(fā)明涉及電觸頭材料領(lǐng)域，特別涉及一種高性能agfere材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)在工業(yè)的發(fā)展，電觸頭材料作為電器產(chǎn)品中的核心元件，承擔(dān)著越來(lái)越重要的作用，應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)展，應(yīng)用的要求不斷提高——要求材料在分?jǐn)噙^(guò)程中不能發(fā)生熔焊，不能產(chǎn)生過(guò)高的溫度，在接觸過(guò)程中要求低而穩(wěn)定的電阻，以及良好的耐磨性能等。agni合金是一種在ag基體中加入ni制成的ag合金材料，加入少量ni可以細(xì)化晶粒，提高ag的硬度、耐磨性和抗燒損能力。agni合金電觸頭材料具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，抗金屬轉(zhuǎn)移、電弧燒損、電侵蝕等能力較強(qiáng)，耐磨性好，強(qiáng)度高，并有良好的延展性及切削加工能力。由于具有較低的電阻率與溫升、加工周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于高精密、高靈敏的通信、電子、汽車(chē)等行業(yè)。但隨著ni含量的增加，agni合金材料的加工性能則變得越來(lái)越差，容易出現(xiàn)斷線、開(kāi)裂等現(xiàn)象，從而無(wú)法加工成所需要的觸點(diǎn)材料。而且，隨著使用條件越來(lái)越苛刻，對(duì)材料的電氣性能要求越來(lái)越高，在很多的領(lǐng)域使用agni材料已經(jīng)無(wú)法滿足使用要求。因此，開(kāi)發(fā)一種加工性能良好而且電性能更加優(yōu)異的能夠替代agni合金的材料成為目前研究的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提出一種高性能的agfere材料，其具有優(yōu)越的電氣性能；其制備方法是在轉(zhuǎn)動(dòng)分散和超聲波振動(dòng)器的共同作用下，確保fe粉、re粉以及添加物粉末處于分散、不團(tuán)聚、懸浮的狀態(tài)，使粉末包覆均勻。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高性能agfere材料，由fe、re、ag和添加物組成，前述各組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，fe為5％～20％，re為1％～6％，ag為72％～93.95％，添加物為0.05％～2％；所述添加物為w、ni、pt、cu、la中的一種或多種。制備高性能agfere材料的方法，包括如下步驟：(1)稱(chēng)取適量fe粉、re粉以及添加物，將其置于盛裝水的反應(yīng)釜中，開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，進(jìn)行均勻化處理；(2)配制agno3溶液；(3)配制抗壞血酸溶液；(4)同時(shí)抽取agno3溶液和抗壞血酸溶液輸送到反應(yīng)釜里，對(duì)反應(yīng)溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)式分散，并開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器；(5)反應(yīng)得到復(fù)合粉末隨水流到粉末收集器，經(jīng)水洗、干燥后得到agfere復(fù)合粉末；(6)將agfere復(fù)合粉末壓制成型；(7)壓制成型的agfere經(jīng)燒結(jié)、拉絲的工序，制成agfere電觸頭材料。優(yōu)選的，所述fe為粒徑1～6μm的球形粉體。優(yōu)選的，所述re為粒徑0.5～1μm的粉體。優(yōu)選的，步驟(2)中agno3溶液的質(zhì)量濃度為5～15％。優(yōu)選的，步驟(3)中抗壞血酸溶液的質(zhì)量濃度為2～5％。優(yōu)選的，步驟(4)中，超聲波振動(dòng)器的頻率為10～50khz。優(yōu)選的，步驟(7)中，壓制成型的agfere在燒結(jié)之后，拉絲之前還經(jīng)過(guò)擠壓工序。優(yōu)選的，步驟(7)中，壓制成型的agfere在拉絲之后，還經(jīng)過(guò)打釘工序。發(fā)明的有益效果在于：制成的agfere材料具有優(yōu)越的電氣性能；其制備方法在轉(zhuǎn)動(dòng)分散和超聲波振動(dòng)器的共同作用下，確保fe粉、re粉以及添加物粉末處于分散、不團(tuán)聚、懸浮的狀態(tài)，agfere復(fù)合粉末均勻，有效提高產(chǎn)品的加工性能與電氣性能。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明其中一種制備方法的流程圖。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。一種高性能agfere材料，由fe、re、ag和添加物組成，前述各組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，fe為5％～20％，re為1％～6％，ag為72％～93.95％，添加物為0.05％～2％；所述添加物為w、ni、pt、cu、la中的一種或多種。agni合金電觸頭材料具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，抗金屬轉(zhuǎn)移、電弧燒損、電侵蝕等能力較強(qiáng)，耐磨性好，強(qiáng)度高，并有良好的延展性及切削加工能力。由于具有較低的電阻率與溫升、加工周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但隨著ni含量的增加，agni合金材料的加工性能則變得越來(lái)越差，容易出現(xiàn)斷線、開(kāi)裂等現(xiàn)象，從而無(wú)法加工成所需要的觸點(diǎn)材料。由于agni合金材料已無(wú)法滿足目前苛刻的使用條件和電氣性能要求，因此需要研發(fā)一種材料來(lái)替代agni合金。目前市面上的空調(diào)、冰箱的密封型繼電器上的觸點(diǎn)材料，傳統(tǒng)使用的材料為agni，測(cè)試條件：250vac，10a，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：表1傳統(tǒng)agni觸電材料的電壽命敞開(kāi)型繼電器密封型繼電器電壽命(萬(wàn)次)12～152～4如表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所示，隨著應(yīng)用場(chǎng)合的改變，同樣的觸點(diǎn)材料，其測(cè)試結(jié)果有很大差別，常規(guī)銀鎳材料的電氣性能將大大縮短，已不能滿足客戶的需求。而使用agfere觸點(diǎn)材料，在應(yīng)用于密封型繼電器場(chǎng)合下，電壽命可提升至10～12萬(wàn)次。fe的分子量和ni的分子量差不多，其加工性能比ni的好得多，應(yīng)用范圍更廣，成本更低，是替代ni的可靠選擇。agfere材料具有良好加工性能、物理性能和優(yōu)良的電氣性能，在一定的條件下優(yōu)于agni材料，因此，可替代agni材料。所述添加物用于增強(qiáng)材料的抗燒損能力與抗粘結(jié)能力，提高agfere觸點(diǎn)材料的電壽命。優(yōu)選的，所述fe為粒徑1～6μm的球形粉體。粒徑小的粉體化學(xué)反應(yīng)更快。優(yōu)選的，所述re為粒徑0.5～1μm的粉體。制備所述高性能agfere材料的方法，包括如下步驟：(1)稱(chēng)取適量fe粉、re粉以及添加物，將其置于盛裝水的反應(yīng)釜中，開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，進(jìn)行均勻化處理；(2)配制agno3溶液；(3)配制抗壞血酸溶液；(4)同時(shí)抽取agno3溶液和抗壞血酸溶液輸送到反應(yīng)釜里，對(duì)反應(yīng)溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)式分散，并開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器；(5)反應(yīng)得到復(fù)合粉末隨水流到粉末收集器，經(jīng)水洗、干燥后得到agfere復(fù)合粉末；(6)將agfere復(fù)合粉末壓制成型；(7)壓制成型的agfere經(jīng)燒結(jié)、拉絲的工序，制成agfere電觸頭材料。由于re是重金屬元素，其密度與ag及fe的密度都相差很大，所以采用常規(guī)混粉的方法，無(wú)法使混粉均勻；由因?yàn)榉勰┑牧６群芗?xì)，容易出現(xiàn)團(tuán)聚；本制備方法通過(guò)超聲包覆法，相當(dāng)于在粉末的表面包覆了一層銀，在一定程度改善了粉體的形貌，改善粉體之間的接觸情況，不再是傳統(tǒng)混粉工藝中ag與粉末之間簡(jiǎn)單的機(jī)械接觸。在步驟(1)中，反應(yīng)釜中優(yōu)選盛裝去離子水，均勻化處理的時(shí)間為10～20分鐘。在步驟(4)中，agno3與抗壞血酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)后ag析出，在轉(zhuǎn)動(dòng)分散和超聲波振動(dòng)器的共同作用下，確保fe粉、re粉以及添加物粉末處于分散、不團(tuán)聚、懸浮的狀態(tài)，使粉末包覆均勻。超聲振動(dòng)器的頻率為10～50khz，溶液溫度控制在50～100℃之間，整個(gè)包覆過(guò)程控制在5分鐘以上。單質(zhì)ag包覆在fe粉、re粉等的表面上。fe的表面包覆了一層ag之后，減少了fe與o2接觸的機(jī)率，避免了fe氧化的可能，有利于進(jìn)一步提高產(chǎn)品的加工性能與電氣性能；采用超聲波進(jìn)一步均勻分散，有效地減少了粉末團(tuán)聚的機(jī)會(huì)；由于反應(yīng)是在流動(dòng)中進(jìn)行的，反應(yīng)溶液在反應(yīng)釜中停留的時(shí)間相同，從而保證了復(fù)合粉末的均勻性。步驟(5)中，干燥溫度為200～500℃。本制備過(guò)程符合環(huán)保要求。優(yōu)選的，本超聲包覆的制備方法還可應(yīng)用于其它復(fù)合材料的制備，適用范圍廣。優(yōu)選的，步驟(2)中agno3溶液的質(zhì)量濃度為5～15％。agno3溶液用于與抗壞血酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)使ag析出。其濃度不能過(guò)大，否則氧化還原反應(yīng)過(guò)快，析出的ag粒度粗，不符合制備agfere電觸頭材料的要求，但濃度過(guò)稀，雖然能降低反應(yīng)時(shí)間，但反應(yīng)溶液的容積太大，不利于生產(chǎn)。優(yōu)選的，步驟(3)中抗壞血酸溶液的質(zhì)量濃度為2～5％?？箟难崛芤河糜谂cagno3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)使ag析出。和agno3溶液的制備一樣，其濃度不能過(guò)大，否則析出的ag粒度粗，容易發(fā)生團(tuán)聚，不符合制備agfere電觸頭材料的要求，但濃度過(guò)稀，雖然能降低反應(yīng)時(shí)間，但反應(yīng)溶液的容積太大，不利于生產(chǎn)。優(yōu)選的，步驟(4)中，超聲波振動(dòng)器的頻率為10～50khz。使用的超聲波振動(dòng)器的頻率出廠設(shè)置是10～50khz。優(yōu)選的，步驟(7)中，壓制成型的agfere在燒結(jié)之后，拉絲之前還經(jīng)過(guò)擠壓工序。壓制成型的agfere經(jīng)過(guò)擠壓，可以提高其密度，并且直徑尺寸變小，方便了后續(xù)的拉絲工序。優(yōu)選的，步驟(7)中，壓制成型的agfere在拉絲之后，還經(jīng)過(guò)打釘工序。拉絲后的agfere電觸頭材料將會(huì)用于繼電器等設(shè)備的零件，打釘工序是為了使其獲得這些零件所需要的形狀。下面通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明。實(shí)施例1：制備agfe(15.5)re(1.5)材料(括號(hào)中的數(shù)字代表質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其余的混合物是質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2％的添加物和ag)(1)稱(chēng)取粒徑為1μm的球形fe粉0.878公斤，粒徑為0.5μm的re粉末0.088公斤,以及w粉0.01公斤，將其置于盛裝去離子水的反應(yīng)釜中，開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，進(jìn)行20分鐘均勻化處理。(2)稱(chēng)取agno3晶體7.4公斤，配制為濃度5％的agno3溶液。(3)配制適量的2％抗壞血酸溶液。(4)通過(guò)兩臺(tái)泵同時(shí)抽取儲(chǔ)罐內(nèi)的agno3溶液和抗壞血酸溶液輸送到反應(yīng)釜里面，并對(duì)反應(yīng)的溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)式分散，并開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，頻率20khz，讓agno3的還原反應(yīng)在流動(dòng)中進(jìn)行，讓單質(zhì)ag包覆在fe粉、re粉等的表面上，反應(yīng)得到復(fù)合粉末隨水流到粉末收集器，經(jīng)水洗，溫度200～500℃干燥，最終得到agfere復(fù)合粉末。(5)將agfere復(fù)合粉末采用冷等靜壓成型。(6)經(jīng)燒結(jié)、擠壓，拉絲、打釘?shù)取?7)制成agfere電觸頭材料。產(chǎn)品分別做成橫截面與縱截面的100～500倍金相觀察，發(fā)現(xiàn)fe粉、re粉在ag體呈纖維化，分布均勻，檢測(cè)產(chǎn)品的化學(xué)成分，ag平均含量為82.57％。實(shí)施例2：制備agfe(13)re(2.0)材料(1)稱(chēng)取粒徑為6μm的球形fe粉0.72公斤，粒徑為1μm的re粉末0.11公斤,以及l(fā)a粉0.05公斤，將其置于盛裝去離子水的反應(yīng)釜中，開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，進(jìn)行10分鐘均勻化處理。(2)稱(chēng)取agno3晶體7.4公斤，配制為濃度5％的agno3溶液。(3)配制適量的2％抗壞血酸溶液。(4)通過(guò)兩臺(tái)泵同時(shí)抽取儲(chǔ)罐內(nèi)的agno3溶液和抗壞血酸溶液輸送到反應(yīng)釜里面，并對(duì)反應(yīng)的溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)式分散，并開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，頻率20khz，讓agno3的還原反應(yīng)在流動(dòng)中進(jìn)行，讓單質(zhì)ag包覆在fe粉、re粉等的表面上，反應(yīng)得到復(fù)合粉末隨水流到粉末收集器，經(jīng)水洗，溫度200～500℃干燥，最終得到agfere復(fù)合粉末。(5)將agfere復(fù)合粉末采用冷等靜壓成型。(6)經(jīng)燒結(jié)、擠壓，拉絲、打釘?shù)取?7)制成agfere電觸頭材料。實(shí)施例3：制備agfe(13)re(2.0)材料(1)稱(chēng)取粒徑為3μm的球形fe粉0.72公斤，粒徑為0.8μm的re粉末0.11公斤,以及ni粉0.08公斤，將其置于盛裝去離子水的反應(yīng)釜中，開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，進(jìn)行15分鐘均勻化處理。(2)稱(chēng)取agno3晶體7.4公斤，配制為濃度5％的agno3溶液。(3)配制適量的2％抗壞血酸溶液。(4)通過(guò)兩臺(tái)泵同時(shí)抽取儲(chǔ)罐內(nèi)的agno3溶液和抗壞血酸溶液輸送到反應(yīng)釜里面，并對(duì)反應(yīng)的溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)式分散，并開(kāi)啟超聲波振動(dòng)器，頻率20khz，讓agno3的還原反應(yīng)在流動(dòng)中進(jìn)行，讓單質(zhì)ag包覆在fe粉、re粉等的表面上，反應(yīng)得到復(fù)合粉末隨水流到粉末收集器，經(jīng)水洗，溫度200～500℃干燥，最終得到agfere復(fù)合粉末。(5)將agfere復(fù)合粉末采用冷等靜壓成型。(6)經(jīng)燒結(jié)、拉絲的工序。(7)制成agfere電觸頭材料。以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁(yè)12