專利名稱：含稀土元素的鈀—銀—釕基合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含稀土元素RE(RE＝Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)的鈀-銀-釕基合金材料及其用途。
鈀-銀合金用途十分廣泛，常被用作電接觸材料，其中含鈀量越少的合金硬度越低，導(dǎo)電率越高，但也越容易在硫化氣氛中被腐蝕變色，使接觸電阻變大，隨著合金中含鈀量的增加，合金導(dǎo)電率降低，硬度升高，抗硫化能力增強(qiáng)。近年，由于鈀的價(jià)格大幅度上漲，含鈀越高的合金，價(jià)格越高。
中國(guó)專利ZL90102441.4公開了一種含稀土元素的鈀-銀基電接觸材料，該材料提高了Pd-Ag合金的強(qiáng)度和抗硫化能力，但在添加稀土的量中，若添加量過(guò)小，對(duì)合金的強(qiáng)化效果不明顯，添加量略大，則在合金晶粒邊界附近會(huì)出現(xiàn)過(guò)量的脆性金屬間化合物，使合金綜合性能惡化。
本發(fā)明的目的在于克服上述合金材料的不足，在減少稀土元素添加量的情況下，進(jìn)一步提高含鈀量較低的鈀-銀-稀土合金的強(qiáng)度和抗硫化能力，使得在電接觸材料領(lǐng)域內(nèi)能更有效地用低鈀合金取代高鈀合金。由于鈀的價(jià)格是銀的100倍以上，是釕的8倍左右，因此降低鈀的用量可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的是通過(guò)在鈀-銀-稀土合金中加入適量釕元素而實(shí)現(xiàn)的。所添加的釕元素的量是根據(jù)所測(cè)定的Pd～Ag～Ru～RE四元合金的相圖來(lái)確定的，它靠近釕在相應(yīng)Pd～Ag～重RE合金中的固溶度極限。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在過(guò)渡族金屬中，釕對(duì)鈀的強(qiáng)化效果最為顯著。在本發(fā)明涉及的合金中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，釕原子一方面對(duì)合金有固溶強(qiáng)化作用，另方面，在固溶度極限區(qū)域附近，脫溶沉淀形成的釕顆粒分布在晶粒內(nèi)部，起到彌散強(qiáng)化的作用。另外，重稀上元素在合金熔煉時(shí)與原料中的氣體和雜質(zhì)反應(yīng)形成高熔點(diǎn)化合物，浮于熔融合金表面成渣排出，“凈化”了合金，減少了通常聚集在晶介附近的有害雜質(zhì)。諸多因素，使得合金的強(qiáng)度和抗腐蝕能力得到較大提高。
本發(fā)明的鈀-銀-釕基合金的組成為(重量％)Pd 10～50，Ru 0.1～4.5，RE 0.01～1.5(RE＝Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中至少一種)，余量為Ag，最佳組成(重量％)為Pd 20～30，Ru0.5～3，RE 0.3 ～0.8，余量為Ag。
本發(fā)明限定添加釕的量為0.1～4.5重量％，其理由為釕在鈀-銀-稀土合金中的固溶度隨鈀的含量的增加而增大，在含Pd10重量％的合金中，Ru的最大固溶度約為0.6重量％，在含Pd 50重量％的合金中，Ru的最大固溶度約為4重量％。
本發(fā)明的合金的優(yōu)點(diǎn)在于與中國(guó)專利ZL90102441.4所公開的合金相比1、在Pd含量相同的情況下，硬度提高。2、抗硫化腐蝕能力提高，表現(xiàn)為經(jīng)過(guò)硫化處理后樣品的接觸電阻與硫化前的接觸電阻之比值較小，說(shuō)明在硫化過(guò)程中接觸電阻的增加較慢，即樣品表面形成高阻值硫化膜的速度較慢，樣品抗腐蝕能力較強(qiáng)。3、降低了合金中的稀土含量，避免因稀土元素量過(guò)高在合金內(nèi)部出現(xiàn)過(guò)多含稀土的脆性金屬間化合物，導(dǎo)致合金綜合性能下降。4、由于加入適量的Ru，一定程度降低了鈀的用量，故合金的成本相應(yīng)下降，同時(shí)，還優(yōu)化了合金性能。
表1為本發(fā)明合金與中國(guó)專利ZL90102441.4合金性能比較。二種合金中Pd含量相同，添加的稀土元素為Gd。
首先采用高頻感應(yīng)法熔煉得到合金鑄錠，通過(guò)機(jī)械加工及熱處理制成厚度為3mm的片材，在氬氣氣氛下，800-900℃退火20分鐘，水淬得到退火態(tài)樣品，測(cè)定其硬度(負(fù)荷200克，加載15秒)。為進(jìn)行抗硫化試驗(yàn)，先在大氣中對(duì)表面拋光的樣品測(cè)量接觸電阻，然后將樣品暴露于硫化氣氛中(SO2濃度5PPm，飽和濕度，溫度20℃)，10天后取出以同樣條件測(cè)出經(jīng)硫化腐蝕后的樣品的接觸電觸，計(jì)算出硫化前后接觸電阻比值Q，Q越接近1說(shuō)明材料表面在硫化氣氛中越穩(wěn)定，材料的抗硫化能力越強(qiáng)。
表1、合金性能比較
本發(fā)明的合金采用常規(guī)的熔煉方法制備本發(fā)明的合金可用于電接觸材料
權(quán)利要求
1.一種鈀-銀合金，添加有稀土元素RE(RE＝Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中至少一種，其特征在于這種合金組成中還含有Ru，該合金的組成(重量％)為Pd 10～50，Ru 0.1～4.5，RE 0.01～1.5，余量為Ag。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鈀銀合金，其特征在于這種合金的最佳組成(重量％)為Pd 20～30，Ru 0.5～3，RE 0.3～0.8，余量為Ag。
3.一種如權(quán)利要求1，2所述的合金的用途，其特征在于該合金可用于電接觸材料。
全文摘要
含稀土元素RE(RE=Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中至少一種的鈀－銀－釕合金材料,其組成為(重量%):Pd 10～50,Ru 0.1～4.5,RE 0.01～1.5,余量為銀;最佳組成(重量%)為:Pd 20～30,Ru 0.5～3,RE 0.3～0.8,余量為銀。該合金可用于電接觸材料。
文檔編號(hào)H01H1/02GK1334351SQ0011929
公開日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者張康候, 徐云, 李曲波 申請(qǐng)人:貴研鉑業(yè)股份有限公司