專利名稱：電接觸材料金基合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金基合金電接觸材料。
電子設(shè)備、儀器儀表操作的可靠性，很大程度上與所選用的電接觸材料密切相關(guān)。作為電接觸材料，要求其要具有高的可靠性，持久性要長，抗腐蝕能力高，揮發(fā)損耗低，并要求對(duì)熱沖擊的抵抗能力高，耐磨性好。貴金屬Pt、Pd、Au、Ag及其合金具有優(yōu)良的電學(xué)性能，抗熔焊，抗電弧燒損，抗氧化，是高可靠的電接觸材料，廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)、微電機(jī)、接插件、繼電器、電位計(jì)等精密儀器中。Pd基合金由于其良好的性能，常被推薦為弱電流，長壽命、低接觸壓力(10-20g)，工作電流達(dá)1A的繼電器用的首選電接觸材料。但由于Pd的強(qiáng)度、電導(dǎo)率較低，易氧化，在350℃以上，其表面會(huì)生成發(fā)暗的氧化膜，影響其使用性能，而且其抗粘結(jié)性稍差，另外，Pd及其合金本身有催化作用，與周圍環(huán)境中有機(jī)物蒸汽作用，生成有機(jī)金屬絡(luò)合物，即“褐粉”，聚集在金屬表面，致使觸頭的接觸電阻變壞，電性能不穩(wěn)定，從而影響其使用的壽命和可靠性。目前使用于TO-5繼電器中的一種鈀基合金Pd35Ag30Cu14Au10Pt10Zn1合金，在額定壽命內(nèi)，常出現(xiàn)靜合，動(dòng)合時(shí)電路不通或電阻突然增大的現(xiàn)象，這在可靠性要求高的繼電器中是不允許的。而且在使用過程中，這種合金的揮發(fā)損失較大，金屬轉(zhuǎn)移嚴(yán)重，其化學(xué)穩(wěn)定性，高溫抗氧化揮發(fā)能力，抗火花抗電弧的侵蝕能力較差。
隨著電子工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，電子儀器、設(shè)備及裝備日趨向高可靠長壽命方向發(fā)展，使用具有高可靠性的電接觸材料顯得尤為重要和必要。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有Pd35Ag30Cu14Au10Pt10Zn1合金等Pd基合金電接觸材料的不足，提高繼電器用電接觸材料的高可靠性，提出了一種力學(xué)性能、電學(xué)性能和使用性能較優(yōu)良的金基合金。
本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)是在Au中加入適量的Pt、Pd、Rh、Cu、Ni，以形成一種新的六元金基合金。這種六元合金的具體成份(重量％)為Pt5-20,Pd 5-20,Cu 5-20,Rh1-10,Ni1-10，余量為Au；最佳組成(重量％)為Pt10-18,Pd8-15,Cu10-15,Rh5-8,Ni3-6，余量為Au。
加入的元素中，Cu、Pd、Ni與Au形成面心立方固溶體，生成合金基體相，Cu增加基體的導(dǎo)電性，Pd增加合金的抗硫化腐蝕性，Ni增加基體的強(qiáng)度。Rh及部分Au、Cu、Ni與Pt形成Pt基面心立方固溶體，作為合金的第二相和時(shí)效相，存在于基體中。作為強(qiáng)化相，Pt和Rh的溶點(diǎn)較高，其存在提高了合金的再結(jié)晶溫度，并且提高了合金的抗熔焊，抗電弧燒損性。Pt和Rh的存在，也提高了合金的抗氧化能力，Rh、Ni在第二相中，也強(qiáng)化了第二相，使合金具有耐磨性，而Au,Cu的存在，增加了第二相的導(dǎo)電性，由于該合金的特殊結(jié)構(gòu)和組成，使合金具有高的穩(wěn)定性，在應(yīng)用中表現(xiàn)出低而穩(wěn)定的接觸電阻，機(jī)械壽命、常溫及高溫負(fù)載壽命高。在觸點(diǎn)開閉中，金屬揮發(fā)損失小，金屬轉(zhuǎn)移少，表現(xiàn)出優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，從而保證了其用作電接觸材料的高可靠性、長壽命和高穩(wěn)定性。本發(fā)明的金基合金與上述PdAgCuAuPtZn合金性能及用于電接觸材料的使用效果的比較以實(shí)施例為例列于表2及表3中。
本發(fā)明的合金采用常規(guī)的熔鑄，加工，熱處理方法制備。合金可根據(jù)需要加工成絲材、帶材及各種成品用于觸點(diǎn)材料。
實(shí)施例采用純度為99.95％的Au、Pt、Pd、Rh，純度為99.9％的Cu、Ni按表1中的成分配制合金，用優(yōu)質(zhì)坩堝在保護(hù)氣氛下熔鑄，均一化退火，用傳統(tǒng)的合金加工方法進(jìn)行熱處理和冷加工，制備成絲材φ0.3mm，帶材0.7mm×0.07mm,0.10mm×0.8mm，按TO-5繼電器對(duì)觸點(diǎn)的要求再?zèng)_壓成形，經(jīng)350℃時(shí)效處理后，裝配于TO-5繼電器中。表1實(shí)施例合金成分(重量％)
表2、實(shí)施例合金的性能比較<
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表3 本發(fā)明合金電接觸材料的使用效果
權(quán)利要求
1.一種電接觸材料金基含金，其特征在于這種金基合金的組成和含量(重量％)為Pt5-20,Pd5-20,Cu5-20,Rh1-10,Ni1-10，余量為Au。
2.一種如權(quán)利1所述的金基合金，其特征在于這種合金的最佳組成和含量(重量％)為Pt10-18,Pd8-15,Cu10-15,Rh5-8,Ni3-6，余量為Au。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金基合金，其組成和含量(重量%)為Pt5—20，Pd5—20，Cu5—20，Rh1—10，Ni1—10，余量為Au。這種金基合金用于電接觸材料。該合金具有可靠性高，穩(wěn)定性好，使用壽命長，可代替目前用于弱電領(lǐng)域的鈀基合金作電接觸材料。
文檔編號(hào)C22C5/00GK1227878SQ98105040
公開日1999年9月8日 申請(qǐng)日期1998年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月4日
發(fā)明者寧遠(yuǎn)濤, 彭英, 戴紅, 文飛 申請(qǐng)人:昆明貴金屬研究所