CN103695693A - 一种金基合金电接触材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金基合金电接触材料的制备方法，涉及使用二次时效的工艺对电接触材料金基六元合金进行处理，以获得具有较高综合性能产品。通过熔铸，均匀化热处理，冷变形，高温短时间一次时效和低温长时间二次时效处理后，合金的电学性能和力学性能达到了良好的匹配，综合性能优于使用传统工艺处理后的产品，使合金的性能得到进一步的提高。

Description

一种金基合金电接触材料的制备方法

技术领域

本发明涉及电接触材料的制备方法，特别是涉金基合金及电接触材料的二次时效处理方法，以提高该合金的综合性能。

背景技术

金的化学稳定性最好，其接触电阻低，导电性和导热性良好。在金中加入各种元素形成的金合金，不但保持了金优异的化学稳定性，而且改善了金的机械性能和电接触性能；金基合金在硫化和盐雾等气氛下不发生晦暗，能够很好的保持接点的接触电阻的稳定性；金基合金具有优良的化学和电学性能，低而稳定的接触电阻，低噪音电平以及良好的抗有机气氛污染能力，是很好的电接触材料，尤其是在轻负荷、小接触压力下使用更能显示其优良特性。

国内发明专利说明书“电接触材料金基合金（CN1073637C）”所公开的一种新型电接触材料金基合金，作为一种高可靠性，长寿命，稳定性好的电接触材料，克服了现有TO-5继电器中的一种Pd35Ag30Cu14Au10Pt10Zn1合金可靠性不高、稳定性差的缺点，已成功地用作TO-5型密封磁保持微型继电器中的电接触材料，保持了低的接触电阻和良好的低电平特性，并具有高的可靠性和长寿命。该专利描述了一种新型成分的金基六元合金，通过熔铸、均一化退火，采用传统的合金加工和热处理方式加工成型。虽然使用简单的加工过程可在短时间内获得产品，但由于该合金复杂的成分和内部结构以及在加工过程中的复杂转变，对其施予传统的简单的加工手段就显得过于草率，而且所获得的产品性能特别是综合性能也不够完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特殊的热处理流程以制备综合性能较高的电接触材料金基合金。

本发明采用中国专利（CN1073637C，授权公告日为2001年10月24日）所描述的合金成分配比（wt%）：Pt5-20，Pd5-20，Cu5-20，Rh1-10，Ni1-10，余量Au，配制合金，通过熔铸，退火，加工成型及热处理，所不同的是在处理过程中对合金实施二次时效替代传统的时效处理，具体的过程如下所述：

本发明使用的Au、Cu、Pt、Pd纯度均大于99.95%，Ni、Rh纯度大于99.9%。按照Cu：10-20wt%，Pt：10-20wt%，Pd：10-20wt%，Ni：5-10wt%，Rh：5-10wt%，其余为Au的比例进行配料，抽真空熔配，在氩气保护下进行浇铸，铸锭经过均匀化处理后直接冷变形开坯，直至所需要的尺寸成为半成品。在高真空的环境下（真空度不低于10^-2Pa）对冷变形后的合金实施较高温度（500℃-800℃）、短时间（1小时-4小时）的第一次时效处理，使其电学性能和力学性能达到初步的匹配，再在较低温度（200℃-400℃）下进行较长时间（10小时-20小时）的二次时效处理，获得电学、力学综合性能较高的产品。

基于该合金的特质，某些元素的添加提高了合金的再结晶温度，使其在较高温度时效时并不发生再结晶而致使合金的微观组织发生根本性的改变，导致力学性能的大程度降低。在进行第一次时效时，合金中由冷变形造成的高密度缺陷在较高温度下发生快速的湮灭，使合金的电阻率迅速下降；大量的残余应力也发生回复，使合金的韧性提高；由于并未达到合金的再结晶温度，合金的力学性能仅在一定程度上有所下降，此时，合金已达到电学和力学性能的初步匹配。当对合金实施二次时效时，由于温度较低，合金进入有序化转变范围内，在此范围内合金发生有序转变，原子的重排和基体溶质浓度的降低进一步导致合金电阻率的下降；有序转变所带来的一系列微结构的变化使得位错运动受阻，滑移面原子键合增强，使合金的力学性能包括抗拉强度和硬度增大，合金发生强化，而由第一次时效所带来的较好的韧性却被很好的保留下来。经过二次时效处理以后，合金获得了较高的电学、力学综合性能。

本发明的有益效果为：合理的针对该合金的特质，选择有效的温度区间对合金进行有的放矢的处理，提高了合金的综合性能，特别是电学性能和韧性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不限于实施例。

实施例1

采用纯度不低于99.95wt%的Au、Cu、Pt、Pd和纯度不低于99.9wt%的Ni、Rh按照Cu：10-20wt%，Pt：10-20wt%，Pd：10-20wt%，Ni：5-10wt%，Rh：5-10wt%，其余为Au的比例进行配料，抽真空在中频感应熔炼炉中进行熔配，多次熔化确保熔体成分均匀，在氩气保护下将熔体浇入石墨模具中，铸锭置于真空中在950℃下保温5-8小时进行均匀化处理以消除凝固偏析；冷轧开坯，经多道次轧制最终获得所需尺寸；将冷轧后的材料于真空环境中在550℃进行一个小时的第一次时效处理，再在350℃进行10小时的二次时效处理，得到产品。

实施例2

将实施例1中冷轧后的合金于真空环境中在600℃进行一个小时的第一次时效处理，再在350℃进行20小时的二次时效处理，得到产品。

表1实施例合金性能比较

性能	实施例1	实施例2	专利CN1073637C实施例
				硬度（Hv）	440	410	311-389
抗拉强度（MPa）	1460	1380	1368-1585
				电阻率（20℃，μΩ·cm）	28.8	28	30-32
延伸率	3%	7%	-
				杨氏模量（GPa）	123	126	108-121

Claims (5)

1.一种金基合金电接触材料的制备方法，按合金成分重量百分比：Pt5-20，Pd5-20，Cu5-20，Rh1-10，Ni1-10，余量Au，配制合金，抽真空熔炼，在氩气保护下进行浇铸，铸锭经过均匀化处理后直接冷变形开坯，直至所需要的尺寸成为半成品，其特征在于：对冷变形后的合金实施二次时效热处理工艺。

2.根据权利要求1所述一种金基合金电接触材料的制备方法，其特征在于：所述的二次时效包括高温短时间的第一次时效和低温长时间的二次时效。

3.根据权利要求2所述一种金基合金电接触材料的制备方法，其特征在于：所述的第一次时效的温度为500℃-800℃，保温时间为1-4小时，第二次时效的温度为200℃-400℃，保温时间为10-20小时。

4.根据权利要求3所述一种金基合金电接触材料的制备方法，其特征在于：所述的第一次时效及二次时效处理均在真空环境下实施，真空度不低于10^-2Pa。

5.根据权利要求1所述一种金基合金电接触材料的制备方法，其特征在于：所述的Au、Cu、Pt、Pd纯度均大于99.95%，Ni、Rh纯度大于99.9%。