專利名稱：：一種銀基合金材料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明具體的涉及一種銀基合金材料及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：純銀具有最高的電導(dǎo)率，接觸電阻穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于高導(dǎo)電性，中低電流范圍的電接觸材料。但純銀的力學(xué)性能較差，存在自然時(shí)效軟化、在較大功率負(fù)荷條件下極易發(fā)生轉(zhuǎn)移及熔焊等缺陷。合金化方法能夠顯著能夠提高銀材的硬度，強(qiáng)度和耐磨性。長期以來，在電接觸材料中形成了以Ag-Cu為主的固溶強(qiáng)化型系列合金以及Ag-Ni為主的彌散強(qiáng)化型系列合金。其中以銀銅合金應(yīng)用最為廣泛。但銀銅合金在工業(yè)氣氛下，尤其在高溫、高濕和含硫化氫氣氛中，表面容易生成不導(dǎo)電的硫化物膜和氧化物膜，導(dǎo)致接觸電阻不穩(wěn)定，接觸可靠性降低。同時(shí)，由于銅含量較低，合金的軟化溫度低(260°C)，電機(jī)工作過程中換向器與電刷片之間高速滑動(dòng)摩擦，磁場(chǎng)作用下電流產(chǎn)生的焦耳熱以及電弧三者作用產(chǎn)生的高溫易使換向器片局部軟化，換向器材料摩擦系數(shù)大幅度增加，加速了換向器片的早期失效。Ni是Ag合金的晶粒細(xì)化劑，能夠穩(wěn)定產(chǎn)品尺寸，顯著提高基體材料的耐磨性和耐腐蝕性；并且在合金中加入少量Ni，能夠進(jìn)一步提高材料的抗電弧侵蝕性能。但由于即使在高溫(IOO(TC)下Ni與Ag基體幾乎不互溶，Ni在銀合金基體中極易偏聚，對(duì)熔鑄銀基體的組織均勻性有很大影響。因此高Ni含量的AgCu合金在熔煉方面還存在一定的困難。對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索表明，文獻(xiàn)[ChinaPatentCN101029362A]通過添加Sn以及少量的Ce元素，提高了AgCu6合金的硬度和耐磨性。在進(jìn)一步的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)提高Ag-Cu合金的軟化溫度方面的相關(guān)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的AgCu合金材料的軟化溫度較低，接觸電阻不穩(wěn)定，接觸可靠性低，軟化溫度低，高溫下硬度和耐磨性低的缺陷，而提供了一種銀基合金材料。本發(fā)明的銀基合金材料可作為輕、中等負(fù)荷微電機(jī)用滑動(dòng)電接觸材料，且軟化溫度高，高溫下硬度好，耐磨性好。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)稀土元素Gd在合金中具有良好的合金化效果，能夠改善合金的原始顯微組織，顯著提高合金基體的硬度和強(qiáng)度；同時(shí)稀土與合金可形成高熔點(diǎn)化合物，提高合金軟化溫度，改善合金高溫下的硬度和強(qiáng)度。因此本發(fā)明涉及一種銀基合金材料，其包含下列成分0.05%0.5%的附，0.1%0.8%的Gd，以及98.7%99.85%的AgCii4合金(合金中Ag為96wt.%，Cu為4wt.%)，以上百分比均為質(zhì)量百分比。較佳的，所述的銀基合金材料包含下列成分0.05%0.15%的附，0.54%0.8%的Gd，以及99.05%99.41%的AgCu4合金，以上百分比均為質(zhì)量百分比。本發(fā)明的銀基合金材料可由本領(lǐng)域合金材料的常規(guī)方法制備，優(yōu)選下述方法以Ni、Gd、Ag和Cu為原料，按照上述質(zhì)量百分比進(jìn)行如下工序①真空氬氣保護(hù)熔煉②鑄錠70(TC/3h均勻化熱處理③表面處理④冷軋開坯⑤650°C_680°C/2.5_3h(真空)退火⑥中軋⑦700°C/lh(氮?dú)?氫氣保護(hù)退火)⑧精軋⑨得到銀基合金材料。較佳的，所述的銀基合金材料也可由AgCii4合金(合金中Ag為96wt.%，Cu為4wt.%)、Ni以及Gd作為原料進(jìn)行上述工序制得。本發(fā)明的制備方法中，原料Ni、Gd、Ag和Cu可以分別以純金屬的形式混合，也可以是其中的兩種以上金屬形成的合金與其他金屬混合，然后進(jìn)行后續(xù)工序，無論按照以上何種方式，只要保證各金屬的質(zhì)量百分比為本發(fā)明制備的合金材料中各成分的質(zhì)量百分比即可。本發(fā)明中，所述的Ag的純度較佳的為^99.99%，Cu的純度較佳的為^99.99%，Ni的純度較佳的為^99.99%，Gd的純度較佳的為^99.96%。以上百分比均為質(zhì)量百分比。本發(fā)明還涉及上述銀基合金材料作為滑動(dòng)電接觸材料的應(yīng)用。所述的滑動(dòng)電接觸材料較佳的為輕或中等負(fù)荷的微電機(jī)用滑動(dòng)電接觸材料。除特殊說明外，本發(fā)明設(shè)計(jì)的原料和試劑均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于(1)本發(fā)明的銀基合金材料是低Ni含量高強(qiáng)度的銀銅稀土合金，其可作為輕、中等負(fù)荷微電機(jī)用滑動(dòng)電接觸材料。(2)本發(fā)明的銀基合金材料提高了Ag-Cu合金的硬度和軟化溫度，從而提高了材料的耐電弧燒損性能、抗熔焊性能和抗金屬轉(zhuǎn)移性能，改善了Ag-Cu合金的電接觸可靠性。因此該材料能夠解決AgCu4合金在較高溫度下的接觸電阻不穩(wěn)定，接觸可靠性降低，硬度和耐磨性低等問題。具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。實(shí)施例14的配方及制得的銀基合金材料的性能數(shù)據(jù)、以及AgCu4合金的性能數(shù)據(jù)如表l所示。各實(shí)施例中使用的原材料純度(質(zhì)量百分比)為Ag>99.99%，Cu>99.99%，Ni>99.99%，Gd>99.96%。各實(shí)施例制得的銀基合金材料中允許的雜質(zhì)含量(質(zhì)量百分比)Fe《0.002%，Pd《0.002%，Sb《0.002%，Bi《0.002%。表1本發(fā)明的銀基合金材料以及AgCu4合金的性能數(shù)據(jù)4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例14的制備方法如下所述按質(zhì)量百分比(％):以AgCu4合金、Ni和Gd為原料，按照各實(shí)施例中的配方進(jìn)行如下工序①真空氬氣保護(hù)熔煉②鑄錠70(TC/3h均勻化熱處理③表面處理冷軋開坯⑤650°C_680°C/2.5_3h(真空)退火中軋⑦700°C/lh(氮?dú)?氫氣保護(hù)退火)⑧精軋⑨得到銀基合金材料。權(quán)利要求一種銀基合金材料，其特征在于其包含下列成分0.05％～0.5％的Ni，0.1％～0.8％的Gd，以及98.7％～99.85％的AgCu4合金，以上百分比均為質(zhì)量百分比。2.如權(quán)利要求1所述的銀基合金材料，其特征在于其包含下列成分0.05%0.15%的附，0.54%0.8X的Gd，以及99.05%99.41X的AgCi^合金，以上百分比均為質(zhì)量百分比。3.如權(quán)利要求1所述的銀基合金材料，其特征在于其由下述方法制得以Ni、Gd、Ag和Cu為原料，按照權(quán)利要求1所述的質(zhì)量百分比進(jìn)行如下工序①真空氬氣保護(hù)熔煉②鑄錠700°C/3h均勻化熱處理③表面處理④冷軋開坯⑤真空條件下，65(TC_680°C/2.5-3h退火⑥中軋⑦氮?dú)夂蜌錃獗Ｗo(hù)的條件下退火，溫度為700°C，時(shí)間為1小時(shí)⑧精軋⑨得到銀基合金材料。4.如權(quán)利要求3所述的銀基合金材料，其特征在于所述的銀基合金材料由AgCu4合金、Ni以及Gd作為原料進(jìn)行權(quán)利要求3所述的工序制得。5.如權(quán)利要求3所述的銀基合金材料，其特征在于所述的Ag的純度為^99.99X，Cu的純度為^99.99%，Ni的純度為^99.99%，Gd的純度為^99.96%;以上百分比均為質(zhì)量百分比。6.如權(quán)利要求15任一項(xiàng)所述的銀基合金材料作為滑動(dòng)電接觸材料的應(yīng)用。7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述的滑動(dòng)電接觸材料為輕或中等負(fù)荷的微電機(jī)用滑動(dòng)電接觸材料。全文摘要本發(fā)明公開了一種銀基合金材料及其應(yīng)用。本發(fā)明的銀基合金材料可作為輕、中等負(fù)荷微電機(jī)用滑動(dòng)電接觸材料；其提高了Ag-Cu合金的硬度和軟化溫度，從而提高了材料的耐電弧燒損性能、抗熔焊性能和抗金屬轉(zhuǎn)移性能，改善了Ag-Cu合金的電接觸可靠性。因此該材料能夠解決AgCu4合金在較高溫度下的接觸電阻不穩(wěn)定，接觸可靠性降低，硬度和耐磨性低等問題。文檔編號(hào)C22C5/08GK101787460SQ20101011440公開日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年2月26日優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日發(fā)明者于磊,何青云,王新建,王耀東,趙典立,阮文魁申請(qǐng)人:上海集強(qiáng)金屬工業(yè)有限公司