機(jī)械合金化新型Ag-Cu-C稀土纖維織構(gòu)電接觸材料

1、機(jī)械合金化新型agcuc+稀土纖維織構(gòu)電接觸材料一、料應(yīng)用范圍中等電流負(fù)載的低壓開關(guān)裝置如：斷路器、線路保護(hù)開關(guān)、故障 電流保護(hù)開關(guān)等電器中的弧觸頭；以及滑動(dòng)器件接點(diǎn)、小型轉(zhuǎn)子電刷; 在鐵路信號(hào)繼電器和航空電器中也有著十分廣泛的應(yīng)用。二、材料成分范圍：(wt%)cu： 060%c : 0.5 20%mr (稀土)： la、y、ce 等 0.032%、余量：ag三、材料特性與關(guān)鍵技術(shù)ag-c材料具有良好的導(dǎo)電性，優(yōu)良的耐磨性和自潤(rùn)滑性，接觸 電阻低且穩(wěn)定，特別是抗熔焊性是其它接觸材料無(wú)法相比的，也是目 前低壓電器中等電流負(fù)載的斷路器、保護(hù)開關(guān)的首選材料。因此用量 大應(yīng)用范圍廣，在長(zhǎng)期的使用中，人

2、們發(fā)現(xiàn)單純的ag-c合金材料抗 電腐蝕性能較差，在某些場(chǎng)合下金屬遷移嚴(yán)重；cu-c是一種和ag-c 有著類似性能的合金，在某些特性方面如：抗電腐蝕、電磨損優(yōu)于ag-co agc、cu-c合金都是由兩種不相互溶的金屬元素組成，只能 用粉末冶金的方法來(lái)制備，它們的延展性和加工性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它 電接觸材料，更主要的是這類材料焊接性能差，為了與觸橋有良好的 焊接性能，必須在觸頭的一個(gè)平面鋪銀或采用脫炭的丁藝來(lái)解決焊接 問題，而cu-c則無(wú)法焊接，只能采用鑲嵌、夾緊的方法來(lái)固定。因 此長(zhǎng)期以來(lái)在提高agc系列料電學(xué)性能的同時(shí)，怎樣提高材料的機(jī) 械性能和焊接性能的研究，成了材料研究人員的重要課題。我們研

3、究 開發(fā)的機(jī)械合金化新型ag-cu-c+稀土材料在這些方面獲得突破°ag-cu-c+稀土材料的關(guān)鍵技術(shù)：1 將agc和cmc兩種系列材料，通過成分的篩選優(yōu)化，形成新 的合金配方，充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢(shì)，在ag-c系列中由于cu的 加入,提高了合金整體的機(jī)械物理性能，特別是抗電腐蝕能力的提高 更為顯著，解決了長(zhǎng)期以來(lái)ag-c系列材料抗電腐蝕性能差的難題， 降低了在電弧作用下材料的電損耗，提高了觸頭的使用壽命和可靠 性。同時(shí)利用ag-c系列脫炭和銀層特殊處理丁藝順利解決了焊接問 題。2. 利用機(jī)械合金化材料制備新技術(shù)，在高能球磨機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械 高能作用下，ag-cu-c等各元素在破碎一焊合

4、一破碎一焊合的循環(huán)作 用下，材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，特別是c顆粒得到進(jìn)一 步的細(xì)化，在基體內(nèi)部形成更為均勻的彌散狀，在隨后的擠壓過程中 形成的纖維狀組織也就更為均勻，部分在熔融狀態(tài)卜'不互溶的金屬組 元產(chǎn)生了互溶，使材料的整體綜合性能從微觀組織上得到提高和保 證。3. 微量稀土加入后，在機(jī)械合金化、燒結(jié)、壓力加工等作用下, 與機(jī)體中的銀形成金屬間化合物彌散分布，特別在晶界上分布量較 多，使觸頭的滅弧能力及機(jī)械加t性能都得到提高。4. 該材料根據(jù)用戶的焊接要求可單面或多面脫炭，脫炭后的金 屬層面與觸橋有著十分良好的焊接性能，較好的解決了觸點(diǎn)的焊接問 題。5. 在不降低材料電學(xué)性能

5、的前提下agc系列中加入了銅，節(jié)約 了貴金屬銀，使材料的整體成木下降，材料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和更 強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。符合國(guó)家節(jié)銀代銀的發(fā)展戰(zhàn)略和合理利用資源的基 本國(guó)策。ag-cu-c-i-稀土材料的研制成功投放市場(chǎng)后，其優(yōu)異的電學(xué) 性能、合理的價(jià)格很快得到用戶認(rèn)可和好評(píng)，一些中型斷路器使用了 該材料后性能得到大幅度提高，使用壽命較過去傳統(tǒng)的ag-c材料提 高了 15倍，因此有的電器廠家已著手設(shè)計(jì)將觸頭尺寸改小，其冃的 是在不降低電器開關(guān)性能的前提下，盡量降低成木提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 該材料是一種具有良好經(jīng)濟(jì)效益和明顯社會(huì)效益的新型材料。四、創(chuàng)新點(diǎn)：材料創(chuàng)新：1 新型ag-cu-c-t-稀土電接觸材

6、料將agc、cu-c兩個(gè)系列的合 金性能進(jìn)行合理的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成一個(gè)新系列的合金體系。2在制備過程中控制了銅的易氧化性，解決了 cu-c系列不能焊 接所帶來(lái)的技術(shù)難題，使ag-cu-c+稀土材料通過脫炭后，具有良好 的焊接性能。3通過機(jī)械合金化的加工方法，使炭顆粒更細(xì)化更均勻，同時(shí)兩 種在熔融狀態(tài)下不互溶的組元發(fā)生了部分互溶，微量稀土的加入與基 體銀形成了金屬間化合物彌散于基體中，使材料的微觀組織、物理機(jī) 械性能得到提高，特別是電學(xué)性能的提高更為顯著。電壽命在ag-c 的基礎(chǔ)上提高了 1.5倍。4由于材料體系中加入了不等量的銅和稀土，節(jié)約了大量的貴金 屬銀（范圍在1.5-60%之間），大大降低了生產(chǎn)成木，提高了材料的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在合理