[其他]银混合稀土金属氧化物触头材料

说明书

本发明是一种适用中、小负荷低压电器的银基金属氧化物触头材料，含有混合稀土金属、锆、镍和余量银。经内氧化处理后，稀土金属、锆、镍的氧化物在基体中弥散分布，使该材料不仅保留了银的导电好、散热快、接触电阻低的特点。而且抗拉强度、硬度、抗熔焊性，均有明显提高。综合可节银３０～５０％是一种新型节银、代银的电触头材料。

本发明属于银金属氧化物触头材料。

电触头是承担电路开关任务的重要零件，其材质的好坏直接影响整个电路的可靠性和寿命。随着电子产品的小型化技术的发展，对触头材料的要求越来越高。由于纯银具有好的导电性、导热性和加工性能，被广泛应用于电器的触头材料，但由于纯银的熔点低、硬度低、易硫化、易熔焊，因此使用寿命短。而银铁、银镍等材料的抗熔焊性能虽比较好，但由于粉末冶金生产工艺复杂，材料加工性能差而影响其应用领域。八十年代国内开展了银锆铈、银铜铈触头材料研究，但仍采用一般合金化法制造，性能比纯银有明显提高，但没有从根本上改变抗熔焊性。在日本特许公报公开的JP-A-58100647中记载了一种含稀土的电触头材料，虽然在银镍中加入一定量的稀土，但其中稀土的加入只是为了改善银镍合金的加工性能，而在银基合金中决定合金的抗熔焊性的成份为高熔点的合金镍。

本发明的目的就是制造一种适用于中、小负荷低压电器的硬度高、强度高、散热快、导电好，抗熔焊接触电阻低且稳定，易加工成型的银基触头材料。

本发明采用在银中添加混合稀土金属、锆、镍，熔炼成多元银基合金，经内氧化处理后制得触头材料。这种材料由于添加的稀土金属，锆的原子半径与银的原子半径接近，所以仍保留纯银导电好，散热快，易加工成型的特点。稀土金属和锆的化学性质非常活泼与银形成固溶体，氧在固溶体中的溶解度较高，所以在内氧化过程中，固溶体中的中混合稀土金属，锆均与氧结合生成高熔点的氧化物并弥散在银基体中。多种氧化物同时存在，相互阻止氧化粒子长大，导致氧化粒子细小，分布均匀。而高熔点的镍在银基体中也起到细化晶粒作用。这种组织不仅使触头材料硬度高、抗拉强度高、抗硫化性能好，而且抗熔焊性，抗粘着性均比纯银有根本性提高。

本发明的化学成份为（以重量百分比计）;混合稀土金属0.1～1.0，锆0.1～0.6，镍0.1～0.5，余量为银。其中混合稀土金属含有铈、镧、钕、钆、钇、铒、镱。为了防止稀土元素氧化和银的挥发，本发明合金的制取采取真空感应炉氩气保护工艺熔炼浇注。合金的压力加工与纯银的加工工艺相同。触头的内氧化处理可以在触头成型前，或者在触头成型后进行，可据触头形状而定。

内氧化处理在氧气压力小于7公斤/平方厘米的内氧化炉中进行，温度600～800℃，保温4～20小时。

本发明的具体实施方案如下：

取重量百分比为0.7混合稀土金属，0.45锆，0.1镍，余量为银的配比。先将银和镍装入真空感应炉里，采用氩气保护进行熔炼。用银箔包好锆和混合稀土金属放在加料器中，待炉中银和镍全部溶化后，浇注前加入熔体中。合金的压力加工同纯银加工工艺。材料可以先加工成触头再内氧化处理，也可先进行内氧化处理，再加工成触头。内氧化处理在内氧化炉中，700℃温度，7公斤/平方厘米氧压下进行15小时。制得的触头在ASTM电寿命试验机220伏、25安下，进行五万次电寿命试验与纯银对比见下表：