[发明专利]一种定向凝固银合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型银合金及其制备方法，银合金的重量百分比化学成份为：0.05～3.0Pt，0.05～3.0Au，0.05～3.0Nb，0.05～3.0Hf，0.05～3.0Ta，0.05～5.0Re，余量为Ag。制备方法涉及定向凝固、拉拔、轧制等技术，其化学成分均匀、可半连续加料、合金化熔炼、定向凝固结晶，已实现规模化生产，棒坯和板坯铸锭的含氧量≤30ppm，无偏析、缩孔、疏松和氧化等缺陷。加工工艺简单、成品率高、性能一致性好，具有导电、导热性好，室温强度高，耐磨损耐腐蚀，软化温度和导电率高等特点，可用做电工、电子、电力、能源、机电、交通等行业中的触头、导电片、换向片、电刷和引线等制品。

技术领域

本发明涉及一种定向凝固银合金及其制备方法，属于银基电工合金材料领域。

背景技术

电工合金材料是指在具有优良的导热、导电性能的同时，又兼顾高的抗氧化、耐腐蚀和优异的电接触性能的合金，其要求主要是在不损失导电率和导热率的前提下，使材料的抗熔焊性、耐电弧腐蚀性和使用寿命提高。在贵金属电工材料中，应用最多的是银基电工材料。目前，银基电工材料主要有AgCu系、AgNi系、AgC系、AgW系、AgSnO₂系、AgPd系等，在各类开关、电器、仪器仪表、电子元器件等中，承担着接通、分段、连续负载电流等作用，银基电工材料要求具备以下几个方面的性能：(1)低电阻率和蒸汽压，高熔点、沸点、热导率、熔化热和升华热，高电子逸出功，好的热稳定性，高的起弧电压；(2)室温和高温强度、硬度高，韧性和塑性好；(3)良好的抗氧化性和耐腐蚀性能；(4)耐摩擦磨损性能好，接触电阻低且稳定，耐电弧烧损，熔焊及金属转移的倾向小；(5)加工性能和焊接性能好等。

国际上现有相关研发和生产单位主要有：德国(Degussa、Doduco、SIEMENS公司)、英国(JMM公司)、日本(东芝、田中、中外电器、佳友会社)、美国(西屋公司、Fensteel联合公司、Mallory公司)等；国内现有相关单位主要有：昆明贵金属研究所、桂林电器科学研究院、苏州三立电工合金有限公司、温州宏丰电工合金有限公司、福达合金材料有限公司、上海中希电工有限公司、桂林金格电工电子材料有限公司、天津大都克电工合金有限公司等单位，进行了大量的工作，具体电工材料主要有：(1)银合金电工材料，如AgCu、AgAu、AgCe、AgCuV、AgCuNi、AgPdCu、AgSnCeLa等；(2)粉末冶金银基电工材料，如AgNi、AgC、AgW、AgWC、AgSnO₂、AgZnO、AgCuO、AgCuONiO、AgMgONiO、AgSnO₂In₂O₃、AgSnO₂Bi₂O₃等。银基电工合金具有低而稳定的接触电阻，良好的化学稳定性，良好的物理、力学和电接触性能，一般通过添加第三、第四组元等来改善合金的综合性能，如降低电阻温度系数，提高再结晶温度和抗蠕变性能，提高合金的抗熔焊性、耐电弧烧蚀能力、耐摩擦磨损性能和使用电寿命等。

贵研铂业股份有限公司长期从事银基电工合金材料的研究和开发工作，选择贵金属(Pt、Au)、稀有金属(Nb、Hf、Ta、Re)元素作为添加剂，发现添加贵金属和稀有金属可有效地促进合金组织的细化过程，形成多相金属间化合物(如Au₃Pt₂、Nb₂Hf、TaRe₂)和氧化物(HfO、TaO)，并且均匀弥散地分布于合金的晶内和晶界上，起到明显强化了合金的组织结构、提高合金的力学、电学性能，以及提高了合金的高温强度、软化温度等作用，然而这些第二相对合金材料的塑性和电阻率影响较小。

因此，本发明通过添加贵金属和稀有金属元素，再结合真空熔炼合金化、定向凝固结晶技术的优化集成，为新型银合金电工材料及制品的研发和制备加工提供了新途径。

发明内容