一種稀土觸頭材料的制造方法
【專利摘要】一種稀土觸頭材料的制造方法，包括以下步驟：（1）熔煉：將銀、鎘、稀土材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1200℃~1250℃；（2）鑄錠：將熔煉后的液體在惰性氣體保護(hù)下澆鑄成錠；（3）機(jī)加工；（4）熱擠壓：所述熱擠壓溫度為780℃~820℃；（5）預(yù)氧化處理：預(yù)氧化溫度為680℃~750℃，預(yù)氧化時(shí)間為24小時(shí)~28小時(shí)，氧壓為0.4MPa~0.6MPa；（6）破碎成型；（7）二次熱擠壓：二次熱擠壓溫度為860℃~890℃，保留時(shí)間≥3小時(shí)，擠壓比≥240:1；（8）線材加工：對線材進(jìn)行退火處理，退火溫度≥650℃，保留時(shí)間＞1小時(shí)，接著對線材進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度為250℃~380℃，保留時(shí)間＞1小時(shí)，本發(fā)明制造的AgCdO觸頭材料，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良。
【專利說明】一種稀土觸頭材料的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合金制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種稀土觸頭材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)C(jī)電元件的需求越來越大，同時(shí)也對其性能指標(biāo)要求越來越高。AgCdO觸頭材料具有優(yōu)良的抗熔焊性和耐電弧侵蝕性，較穩(wěn)定的接觸電阻、良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，因此，1950年實(shí)際應(yīng)用以來已成為主導(dǎo)電觸頭材料，加上材料的生產(chǎn)加工方法的不斷改進(jìn)，在眾多的觸頭材料AgCdO觸頭材料仍是性能優(yōu)良的觸頭材料之
O
[0003]目前，從小電流(I安培)到大電流(上千安培)領(lǐng)域，AgCdO觸頭材料也是應(yīng)用最廣泛的。但AgCdO的成份和制造方法的選擇，必須與使用條件相適應(yīng)，否則就不能充分發(fā)揮它的特點(diǎn)和材料性能上的優(yōu)勢。
[0004]為了使AgCdO觸頭材料獲得優(yōu)良的觸頭特性，則可根據(jù)觸頭的接觸條件或增或減Cd的含量，或添加第二、第三種元素。如用于小電流領(lǐng)域的特殊規(guī)格的微型開關(guān)使用Cd含量較低的合金，在比通常要低得多的溫度下預(yù)氧化處理，可獲得CdO粒度較為精細(xì)的觸頭材料；在開閉次數(shù)少而分?jǐn)嚯娏鞔蟮木€路開關(guān)及斷路器中的觸頭材料，可增加CdO的含量，并且以較高溫度預(yù)氧化處理，可獲得較粗大的CdO質(zhì)點(diǎn)材料，可進(jìn)一步提高分?jǐn)嗵匦浴?br> [0005]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各類型電器的小型化微型化，這對觸頭材料提出的性能要求也愈來愈高，而原有的工藝制造方法，已不能應(yīng)對材料愈來愈高的性能要求。因此如何改善材料性能，提高材料性能已是觸頭材料行業(yè)迫切的課題。
[0006]稀土材料早已引起材料學(xué)科的技術(shù)革命，但在電觸頭材料中的應(yīng)用，還不多見。雖有這方面的報(bào)道，但目前仍無實(shí)質(zhì)的大量采用和工業(yè)化應(yīng)用。
[0007]在電接觸中，CdO產(chǎn)生多方面的作用，在電極陰極的熔池內(nèi)的存在，可增加熔融物的粘度，以減少材料的飛濺，CdO的分解可導(dǎo)致觸頭基體材料的熱負(fù)荷的降低，從而導(dǎo)致穩(wěn)定電弧并使其基體溫度迅速降低，而CdO的分解形成大量的Cd蒸氣，產(chǎn)生吹弧效應(yīng)又達(dá)到將電弧熄滅的作用。
[0008]CdO的分解溫度過低導(dǎo)致CdO的過量損失，降低了其使用壽命，為解決AgCdO其電壽命問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明使用不同的工藝方法找到一種可使傳統(tǒng)方法制造的AgCdO具有更優(yōu)良性能的加工工藝制造方法。
[0010]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0011]一種稀土觸頭材料的制造方法，包括以下步驟:(I)熔煉:將銀、鎘、稀土材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1200°c ~1250°C;(2)鑄錠:將熔煉后的液體在惰性氣體保護(hù)下澆鑄成錠；
(3)機(jī)加工；(4)熱擠壓:所述熱擠壓溫度為780V ~820°C；(5)預(yù)氧化處理:預(yù)氧化溫度為680°C ~750°C，預(yù)氧化時(shí)間為24小時(shí)?28小時(shí)，氧壓為0.4MPa~0.6MPa ; (6)破碎成型；(7)二次熱擠壓:二次熱擠壓溫度為860°C ~890°C，保留時(shí)間彡3小時(shí)，擠壓比彡240:1 ;(8)線材加工:對線材進(jìn)行退火處理,退火溫度> 650°C，保留時(shí)間> I小時(shí),接著對線材進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度為250°C ~380°C，保留時(shí)間> I小時(shí)。
[0012]本發(fā)明中，通過將稀土材料添加到原料中，經(jīng)過預(yù)氧化處理后，該稀土材料轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥裂趸?。由于稀土氧化物彌散性?qiáng)，并具有較高的熔點(diǎn)和較強(qiáng)的穩(wěn)定性，因而與時(shí)效強(qiáng)化機(jī)制不同，在彌散強(qiáng)化中的異質(zhì)顆粒的作用下，合金可以保持較高的溫度，這有利于提高合金的穩(wěn)定性。
[0013]此外，本發(fā)明通過兩次熱擠壓，使成型后的合金塊密度高且均勻。第一次熱擠壓后進(jìn)行預(yù)氧化處理，由于合金內(nèi)物料分布均勻，使得氧化效果好；同時(shí)成分分散均勻，合金內(nèi)部均一性好，使得預(yù)氧化后的二次熱擠壓能在較高溫度下(860°C ~890°C)進(jìn)行，擠出的線材連續(xù)不會發(fā)生斷裂、碎裂等情況，且擠出速度快，達(dá)到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常規(guī)工藝的擠出速度。
[0014]目前的技術(shù)中，一旦擠壓溫度過高(高于850°C)，擠出來的線材非常容易出現(xiàn)碎裂導(dǎo)致不成線型，因此為了保證正常擠出線型，需要選擇一個(gè)相對較低的擠出溫度，但這必然導(dǎo)致擠出速度的的大大降低，增加了企業(yè)產(chǎn)生中的時(shí)間成本。
[0015]本發(fā)明最后還對產(chǎn)品進(jìn)行均質(zhì)化處理，使得產(chǎn)品性質(zhì)更穩(wěn)定。
[0016]作為優(yōu)選，所述步驟(I)中的稀土材料為α β混合稀土材料，其稀土重量含量>98%。選擇純度高的α β混合稀土材料，避免雜質(zhì)對合金質(zhì)量的影響。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟(I)中的物料重量百分比如下:鎘5°/『7%，稀土材料0.1%~0.2%，其余為銀。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:制造的AgCdO觸頭材料，應(yīng)用在高鐵電器系統(tǒng)內(nèi)，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良，接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低(不大于30Κ)其電壽命可達(dá)100萬次以上。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020]實(shí)施例一:將銀、鎘、稀土材料(稀土純度98%)按重量比:94.8:5:0.2的比例，取銀49.2 kg、鎘2.5 kg、稀土材料0.1 kg，放入熔煉爐中熔煉成液態(tài)，熔煉溫度為1200°C，待金屬熔煉成液體后，在氬氣保護(hù)下將熔煉后的液體澆鑄成錠，稍冷卻后對鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，使其符合設(shè)備的要求便于下一步熱擠壓。加著將機(jī)加工后的鑄錠放入設(shè)備中進(jìn)行熱擠壓，溫度為890°C。將熱擠壓后的線材進(jìn)行預(yù)氧化處理，預(yù)氧化溫度為750°C，預(yù)氧化時(shí)間為24小時(shí)，氧壓為0.4MPa。預(yù)氧化結(jié)束后，對材料進(jìn)行二次熱擠壓，二次熱擠壓溫度為860°C，保留時(shí)間3小時(shí)，擠壓比為240:1，該溫度條件下能夠快速的擠出連續(xù)的線材。對擠出的線材進(jìn)行加工，包括退火處理與均質(zhì)化處理，其中退火溫度為650°C，保留時(shí)間I小時(shí)，均質(zhì)化處理溫度為380°C，保留時(shí)間I小時(shí)。
[0021]本實(shí)施例中通過兩次熱擠壓，使成型后的合金塊密度高且均勻。第一次熱擠壓后進(jìn)行預(yù)氧化處理，由于合金內(nèi)物料分布均勻，使得氧化效果好；同時(shí)成分分散均勻，合金內(nèi)部均一性好，使得預(yù)氧化后的二次熱擠壓能在較高溫度下進(jìn)行，擠出的線材連續(xù)不會發(fā)生斷裂、碎裂等情況，且擠出速度快，達(dá)到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常規(guī)工藝的擠出速度,減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0022]成型后的AgCdO觸頭材料，應(yīng)用在高鐵電器系統(tǒng)內(nèi)，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良，接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低(不大于30K)其電壽命可達(dá)100萬次以上。
[0023]實(shí)施例二:將銀、鎘、α β混合稀土材料(稀土純度98%)按重量比:92.9:7:0.1的比例，取銀46.5 kg、鎘3.5 kg、α β混合稀土材料0.05 kg，放入熔煉爐中熔煉成液態(tài)，熔煉溫度為1250°C，待金屬熔煉成液體后，在氬氣保護(hù)下將熔煉后的液體澆鑄成錠，稍冷卻后對鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，使其符合設(shè)備的要求便于下一步熱擠壓。加著將機(jī)加工后的鑄錠放入設(shè)備中進(jìn)行熱擠壓，溫度為860°C。將熱擠壓后的線材進(jìn)行預(yù)氧化處理，預(yù)氧化溫度680°C，預(yù)氧化時(shí)間為28小時(shí)，氧壓為0.6MPa。預(yù)氧化結(jié)束后，對材料進(jìn)行二次熱擠壓，二次熱擠壓溫度為890°C，保留時(shí)間3.5小時(shí)，擠壓比為240:1，該溫度條件下能夠快速的擠出連續(xù)的線材。對擠出的線材進(jìn)行加工，包括退火處理與均質(zhì)化處理，其中退火溫度為670°C，保留時(shí)間I小時(shí)，均質(zhì)化處理溫度為250°C，保留時(shí)間I小時(shí)。
[0024]本實(shí)施例中通過兩次熱擠壓，使成型后的合金塊密度高且均勻。第一次熱擠壓后進(jìn)行預(yù)氧化處理，由于合金內(nèi)物料分布均勻，使得氧化效果好；同時(shí)成分分散均勻，合金內(nèi)部均一性好，使得預(yù)氧化后的二次熱擠壓能在較高溫度下進(jìn)行，擠出的線材連續(xù)不會發(fā)生斷裂、碎裂等情況，且擠出速度快，達(dá)到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常規(guī)工藝的擠出速度,減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0025]成型后的AgCdO觸頭材料，應(yīng)用在高鐵電器系統(tǒng)內(nèi)，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良，接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低(不大于30K)其電壽命可達(dá)100萬次以上。
[0026]實(shí)施例三:將銀、鎘、混合稀土材料(稀土純度98%)按重量比:93.8:6:0.2的比例，取銀46.9 kg、鎘3kg、混合稀土材料0.1 kg,放入熔煉爐中熔煉成液態(tài)，熔煉溫度為1230°C，待金屬熔煉成液體后，在氬氣保護(hù)下將熔煉后的液體澆鑄成錠，稍冷卻后對鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，使其符合設(shè)備的要求便于下一步熱擠壓。加著將機(jī)加工后的鑄錠放入設(shè)備中進(jìn)行熱擠壓，溫度為880°C。將熱擠壓后的線材進(jìn)行預(yù)氧化處理，預(yù)氧化溫度720V，預(yù)氧化時(shí)間為26小時(shí)，氧壓為0.5MPa。預(yù)氧化結(jié)束后，對材料進(jìn)行二次熱擠壓，二次熱擠壓溫度為880°C，保留時(shí)間3.5小時(shí)，擠壓比為240:1，該溫度條件下能夠快速的擠出連續(xù)的線材。對擠出的線材進(jìn)行加工，包括退火處理與均質(zhì)化處理，其中退火溫度為670°C，保留時(shí)間I小時(shí)，均質(zhì)化處理溫度為300°C，保留時(shí)間I小時(shí)。
[0027]本實(shí)施例中通過兩次熱擠壓，使成型后的合金塊密度高且均勻。第一次熱擠壓后進(jìn)行預(yù)氧化處理，由于合金內(nèi)物料分布均勻，使得氧化效果好；同時(shí)成分分散均勻，合金內(nèi)部均一性好，使得預(yù)氧化后的二次熱擠壓能在較高溫度下進(jìn)行，擠出的線材連續(xù)不會發(fā)生斷裂、碎裂等情況，且擠出速度快，達(dá)到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常規(guī)工藝的擠出速度,減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0028]成型后的AgCdO觸頭材料，應(yīng)用在高鐵電器系統(tǒng)內(nèi)，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良，接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低(不大于30K)其電壽命可達(dá)100萬次以上。
[0029]實(shí)施例四:將銀、鎘、混合稀土材料(稀土純度98%)按重量比:93.8:6:0.2的比例，取銀46.9 kg、鎘3kg、混合稀土材料0.1 kg,放入熔煉爐中熔煉成液態(tài)，熔煉溫度為1220°C，待金屬熔煉成液體后，在氬氣保護(hù)下將熔煉后的液體澆鑄成錠，稍冷卻后對鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，使其符合設(shè)備的要求便于下一步熱擠壓。加著將機(jī)加工后的鑄錠放入設(shè)備中進(jìn)行熱擠壓，溫度為870°C。將熱擠壓后的線材進(jìn)行預(yù)氧化處理，預(yù)氧化溫度730°C，預(yù)氧化時(shí)間為25小時(shí)，氧壓為0.5MPa。預(yù)氧化結(jié)束后，對材料進(jìn)行二次熱擠壓，二次熱擠壓溫度為870°C，保留時(shí)間3.5小時(shí)，擠壓比為240:1，該溫度條件下能夠快速的擠出連續(xù)的線材。對擠出的線材進(jìn)行加工，包括退火處理與均質(zhì)化處理，其中退火溫度為670°C，保留時(shí)間I小時(shí)，均質(zhì)化處理溫度為340°C，保留時(shí)間I小時(shí)。
[0030]本實(shí)施例中通過兩次熱擠壓，使成型后的合金塊密度高且均勻。第一次熱擠壓后進(jìn)行預(yù)氧化處理，由于合金內(nèi)物料分布均勻，使得氧化效果好；同時(shí)成分分散均勻，合金內(nèi)部均一性好，使得預(yù)氧化后的二次熱擠壓能在較高溫度下進(jìn)行，擠出的線材連續(xù)不會發(fā)生斷裂、碎裂等情況，且擠出速度快，達(dá)到I米/秒~1.5米/秒，高于目前常規(guī)工藝的擠出速度,減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0031]成型后的AgCdO觸頭材料，應(yīng)用在高鐵電器系統(tǒng)內(nèi)，其抗熔焊性能更優(yōu)良、接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低，其抗熔焊性能更優(yōu)良，接觸電阻更低而穩(wěn)定，溫升更低(不大于30K)其電壽命可達(dá)100萬次以上。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土觸頭材料的制造方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)熔煉:將銀、鎘、稀土材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1200°c ~1250°C ；(2)鑄錠:將熔煉后的液體在惰性氣體保護(hù)下澆鑄成錠；(3)機(jī)加工；(4)熱擠壓:所述熱擠壓溫度為860°C -890 °C ；(5)預(yù)氧化處理:預(yù)氧化溫度為680°C ~750°C，預(yù)氧化時(shí)間為24小時(shí)~28小時(shí)，氧壓為0.4MPa~0.6MPa ；(6)破碎成型；(7) 二次熱擠壓:二次熱擠壓溫度為860°C ~890°C，保留時(shí)間彡3小時(shí)，擠壓比彡240:1 ; (8)線材加工:對線材進(jìn)行退火處理，退火溫度彡650°C，保留時(shí)間彡I小時(shí)，接著對線材進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度為250°C ~380°C，保留時(shí)間彡I小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土觸頭材料的制造方法，其特征在于，所述步驟(I)中的稀土材料為α β混合稀土材料，其稀土重量含量>98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稀土觸頭材料的制造方法，其特征在于，所述步驟(I)中的物料重量百分比如下:鎘5%~7%，稀土材料0.1%~0.2%，其余為銀。
【文檔編號】H01H11/04GK104498765SQ201410747041
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】孫珂楊 申請人:寧波科揚(yáng)貴金屬合金科技有限公司