本發明專利技術涉及一種鈀基合金滑動電接觸材料及其制備方法，屬于電接觸材料。鈀基合金的重量百分比化學成份為：1.0～30.0Ru，0.1～5.0Nb，0.1～5.0Zr，0.1～5.0Mo，0.1～5.0Ta，0.1～5.0Yb，0.1～5.0Sm，0.1～5.0Tb，余量為Pd。其制備方法為：將鈀(Pd)、釕(Ru)、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鐿(Yb)、釤(Sm)、鋱(Tb)等金屬元素，按合金化學成分設計配方比例配好，在高頻或中頻熔煉爐中制備成PdRuNbZrMoTaYbSmTb九元合金，合金再通過擠壓、軋制、拉拔、熱處理等工藝加工，最終形狀為帶材、絲材、異型材等成品。該合金材料具有高熔點，高硬度，高耐磨，耐腐蝕，低接觸電阻，高的抗熔焊能力和耐電弧燒蝕能力等特點，是性能優良的電接觸材料，在機電、電子、電器等領域具有廣泛應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種稀貴金屬鈀基滑動接觸電接觸材料及其制備方法，屬于金屬材料領域。
技術介紹
由于機電、電器、電子等領域發展的需要，高熔點、高硬度、高耐磨、抗腐蝕、低接觸電阻、抗熔焊性和耐電弧燒蝕能力強的滑動接觸新型電接觸材料已成為急需材料，要求鈀合金電接觸材料具有(1)化學穩定性高；(2)耐磨損、耐腐蝕；(3)良好的制造加工性能； (4)低而穩定的滑動接觸電阻；( 優異的抗熔焊和耐電弧燒蝕能力；(6)通過加入多元稀有金屬元素替代昂貴的貴金屬元素，降低原材料成本，節約貴金屬資源，實現貴金屬材料的高效利用。鈀具有優良的抗腐蝕性，如耐氧化、耐硫化和耐鹽水腐蝕等；在500°C 800°C的溫度范圍內都具有低而穩定的接觸電阻，熔點高(1552°C )，飽和蒸氣壓低，熔焊傾向小，耐磨損性好，是性能優良的滑動接觸電接觸材料。但是，純鈀較軟，而且資源稀少價格昂貴，鈀基合金是其強化的主要途徑。鈀及其合金主要應用于電流在5A、使用為滾動和滑動條件的場合，使用條件苛刻， 而銀基、金基和其它鈀基合金不能滿足要求的電機、滑動開關和接觸器中。在純鈀中通常添加銀、銅、鎳等合金元素得到鈀合金滑動接觸電接觸材料。釕的熔點為2250°C，具有良好的耐磨損、耐腐蝕能力，通常作為合金元素加入鈀中，使合金的熔點提高，耐腐蝕能力增強，力學性能及抗電弧燒蝕能力提高。如Pd_Ru(5 IOwt% )合金熔點高于1600°C、硬度高(Hva2 > 300)、耐磨性好、抗氧化耐腐蝕能力強，在小電流領域具有穩定可靠的電接觸性能，具有最小的滑動接觸電阻和最低的噪聲水平，在使用條件要求高的滑動開關、轉動接觸器中成為經典的電接觸材料。鈀釕合金系在1560°C高溫以上時為連續固溶體合金，在800°C以下時產生調幅分解。一般的合金牌號為PdRu5、PdAg20、PdAg30、PdCul0、PdCu20等，合金具有高的熔點、硬度，高的耐腐蝕能力和低的接觸電阻，是性能優良的滑動電接觸材料，在微電機、電位器電刷，導電環等，以及航向儀、地平儀等精密電位器或導電環中獲得廣泛應用。它們在電器中執行著接通負載電流的任務，對電器、開關、接觸器等能否正常運行起著決定性作用。特別是在機電、電子、電器等高
，對鈀基滑動電接觸材料的要求最為苛刻，要求具有長壽命和高可靠性等。但是，經過長期的使用發現，鈀銀合金電接觸材料存在不足，如(1)電器觸頭表面電弧侵蝕坑嚴重，呈現凸起或凹坑；( 金屬轉移明顯，使接點材料之間熔焊；C3)接觸器件失效過早，影響整體部件的可靠性和電壽命等。目前，對鈀銀合金進行改進的方法有(1) 研制替代合金。如德國、日本研制的金基合金用于部分取代鈀銀合金，采用價格相對便宜的 Zr、Ru等稀貴金屬元素減少Pd、Ru貴金屬的含量等；日本Tanaka公司、法國Metalor公司研究的Pd-Ir、Pd-Re, Pd_W、Pd-Ag等合金；俄羅斯研究的Pd-IORu合金等。但是該類合金加工性能差，價格也較昂貴。(2)研究多元系合金。國內自主研究開發了 Pd-Ag-Cu、Pd-Ir-Ni、Pd-Ru-Zr, Pd-Ru-Mo等新材料，使Pd-Ru合金的綜合性能有所改善。但是，效果不突出，價格也昂貴。(3)以過渡族金屬元素代替或部份替代貴金屬元素。如已有鈮、鉻、鋯、鎢、鎳等過渡族元素在鈀中成功應用，以及鈮、鐵、鎢、鋯等過渡族元素添加到釕中的成功應用報道，但是不能實現全部替代Pd-Ru合金的目標。因此，設計PdRuNbZrM0TaYbSmTb多元系鉬合金組成，采用真空高頻或中頻熔煉爐制備合金，再通過擠壓、軋制、拉拔、熱處理等工藝加工，制備新型鈀基合金，具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術的新型鈀基合金滑動電接觸材料，其化學成份(重量％)為1.0 30. ORu, 0. 1 5. ONb, 0. 1 5. OZr, 0. 1 5. OMo, 0. 1 5. OTa, 0. 1 5. OYb, 0. 1 5. OSm, 0. 1 5. 0Tb，余量為Pd。鈀合金的制備方法，依序包括下列工藝步驟(1)選擇純度> 99. 99%的合金原材料，根據合金化學成份設計配方要求，在真空中頻或高頻熔煉爐內合金化，真空度> IXlO-3Pa ；(2)待熔體過熱溫度達到100°C 200°C后，進行真空澆注為板材或圓錠，尺寸分別為乒8 15mmX30 50mm，圓錠尺寸為Φ60ι πι Φ 100mm，熔體的冷卻速率為> lX104K/s ο(3)最終制備得PdRuNbZrM0TaYbSmTb多元系稀貴金屬鈀合金材料(4)合金錠坯重量為IOOg 2000g，氧含量< 0. 01% ；(5)合金通過擠壓、軋制、拉拔、熱處理等工藝制備出帶材、絲材、異型材等形狀的成品。具體實施例方式下面通過實施例來進一步說明本專利技術。應該正確理解的是本專利技術的實施例中的方法僅僅是用于說明本專利技術，而不是對本專利技術的限制。專利技術的新型鈀基合金滑動電接觸材料，其化學成份(重量％ )為1. 0 30. ORu, 0. 1 5. ONb, 0. 1 5. OZr, 0. 1 5. OMo, 0. 1 5. OTa, 0. 1 5. OYb, 0. 1 5. OSm, 0. 1 5. 0Tb，余量為Pd。鈀合金的制備方法，依序包括下列工藝步驟(1)選擇純度> 99. 99%的合金原材料，根據合金化學成份設計配方要求，在真空中頻或高頻熔煉爐內合金化，真空度> IXlO-3Pa ；(2)待熔體過熱溫度達到100°C 200°C后，進行真空澆注為板材或圓錠，尺寸分別厚度乒為8 15mmX30 50mm，圓錠尺寸為Φ60ι πι Φ 100mm，熔體的冷卻速率為> lX104K/s ο(3)最終制備得PdRuNbZrM0TaYbSmTb多元系稀貴金屬鈀合金材料(4)合金錠坯重量為IOOg 2000g，氧含量< 0. 01 % ；(5)合金通過擠壓、軋制、拉拔、熱處理等工藝制備出帶材、絲材、異型材等形狀的4成品。本專利技術的新型鈀合金滑動電接觸材料的具體實施列為材料的熔點、密度、抗拉強度、延伸率、硬度及電阻率等，具體如表1所示。表1.鈀合金的物理、力學和電學性能權利要求1.鈀基合金電接觸材料，其特征在于其化學成份的重量百分比為1.0 30.0RU， 0. 1 5. ONb, 0. 1 5. OZr, 0. 1 5. OMo, 0. 1 5. OTa, 0. 1 5. OYb, 0. 1 5. OSm, 0. 1 5. 0Tb，余量為Pd。2 鈀合金電接觸材料的制備方法，其特征在于依序包括下列工藝步驟(1)選擇純度>99. 99%的合金原材料，根據合金化學成份設計配方要求，其化學成份的重量百分比為1. 0 30. ORu,0. 1 5. ONb,0. 1 5. OZr,0. 1 5. OMo,0. 1 5. OTa, 0. 1 5. 0Yb，0· 1 5. 0Sm，0· 1 5. 0Tb，余量為Pd，配料，隨后在真空中頻或高頻熔煉爐內合金化，真空度> lX10_3Pa;(2)待熔體過熱溫度達到100°C 200°C后，進行真空澆注為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝明，楊有才，陳永泰，劉滿門，張吉明，陳松，王塞北，胡潔瓊，楊云峰，崔浩，王松，
申請(專利權)人：昆明貴金屬研究所，
類型：發明
國別省市：
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