高性能弹性触点材料Ag—Pd—Cu—Pt—Au合金研制

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第2 1卷增刊1 9 9 7年 4月

高性能弹性触点材料 A g— P d— C u— P t— A u合金研制堕兰垄墨 兰：沈其峰夏坚平‘西北有色金属研究院西安。。 。’

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引 言精密电位器用弹性电刷以及微型继电器使用的

2合金制备合金按名义成分配料，各组元纯度均不小于

触点材料要求合金具有高的弹性、耐磨性与耐磨蚀 9 9 . 9 5,在5 0 k W中频真空感应炉熔炼，充氩保性.低的接触电阻，同时还要求价格便宜。目前.国内护。铸锭均匀化处理后冷轧开坯，中间退火再冷加工微型继电器使用的触点材料主要是 P d基或 A u基多元合金 .这类合金价格较为昂贵，在2 8 V D C× 0 . 5 A条件下尚可满足使用要求 .但在 2 8 V D C× 1 . 0 A条件下则达不到美国 MI L 3 9 0 1 6总规范要求。 成 O . 5 m的丝材，用以做力学和电学等性能测试。 合金成分； A g 4 0~5 O— P d 2 0￣3 0一 C u 1 5~3 5一 P t 4~l O Au 4~1 0。

3结果和讨论

因此，为了提高触点材料的承载负荷，降低材料的成 3 . 1冷变形对合金性麓的影响本，研制新型材料具有重要意义。近几年国内学者在合金于 8 0 0℃水淬后进行不同变形量冷拉 .然这方面开展了一些有益的工作],也研制出一些新后测其性质 (如图 1 )。随着变形量的增加 .合金的强型材料.但都是以 P d基或 A u基合金为主. A g基合度、硬度增加，延伸率下降.室温电阻率在小变形量金目前国内尚无资料可查到，国外也仅仅对 A g— P d— 下有所降低.以后变化不明显。 C u— A u[ 及A u . P d— C u . P t— A u— Z nⅢ合金进行了有限合金在淬火态下.保留了较多的饱和空位数 .使的研究。研制的 A g基五元合金是以价格便宜的 A g 离子晶格中自由电子散射几率上升，因而有较高的占主要成分，在满足使用条件的情况下.使材料的成电阻率。大多数材料在范性变形下伴随着位错的增

本大大降低。这种合金不仅填补了国内空白.而且在殖、空穴的形成以及从正规点阵上的原子转移到间 国际上也有一定的先进性。

隙位置等都引起点阵周期场的破坏，促使电阻增加。

6陈世朴等.金属电子显微分析.北京：机械工业出版杜.1 9 8 2。 7、

熔金属研究所.主要从事钻、铅等原子能材料及加工工艺研究，先后参加与主持了 低锡锆 4台金研究” . 国家‘八五课题高性能话台金研究 . 钻一铅焊接工艺研究”等课题，与此同时也进行了一些钍、锆、错的生产试制工作。

作者简介张建军， 1 9 9 ( 3年7月毕业于中南工业大学金属材料与热处理专业，同年分配于西北有色金属研究院难

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中

国铝

业

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而A g基五元合金在淬火态下就已发生分解，形成富A g的，相和富 C u的相，产生了组织性能的不均匀性，在冷加工过程中可引起电阻下降。

加。由图 2、图3可以看出，合金在 7 0 0℃左右已完全发生了再结晶，随后强度的增加¨是由于 m 固态下的

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n。相和 n 相随温度升高而逐渐溶解形成单一的固溶体，淬火后又重新分解，造成合金的强化。因此，为

了使合金在冷加工态达到较高的强度，合金的中间退火温度宜选择在 8 0 0℃~8 5 O℃。 3 . 3时效对合金性能的影响3 . 3 . 1 固溶温度的影响

图4为不同固溶温度在 3 8 0℃时效 6 0m i n名 金的性能曲线。很明显，在8 0 0℃~8 5 0℃固溶时， 合金时效后硬度达到最大，电阻率也较低，延伸率接近 4。8 (

3 . 2中间退火温度对合金性能的影响合金在不同中间温度退火，经相同变形量后测 试其性能如图 2所示，为了比较，也给出了淬火温度对合金性能影响曲线，如图 3所示。∞ = 2 " 0

圉 4固落温度对台盒性能的影响

3 . 3 . 2时效温度的影响

图 5为固溶态和硬态在不同温度时效相同时

间，合金的硬度、电阻率曲线.在 3 8 0℃固溶态时效时，合金的硬度最高，电阻率较低。在硬态时效下，没

有强化效果，但其电阻率变化与固溶时效下的情况基本相同。

图 3淬火温度对台金性能的影响

图 5时效温度对台金性能的影响

合金电阻率随退火温度升高逐渐增加，这是因 为温度愈高，合金中平衡空位数愈多，导致电阻增

3 . 3 . 3时效时间的影响

如

图 6、图7所示，合金在 2 8 0℃时效，随时间

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薛遣龙：高性能弹性触点材料 A g— P d￣ C u - P t— A u台金研制

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延长，硬度逐渐增大，电阻率在早期稍有上升，这是由于基体应变造成的，此后缓慢下降，说明在 1 0 0 0 ai r n内时效，溶质原子逐渐发生聚集，形成 G . P . 区，没有平衡相的析出。合金在 3 8 0℃时效 3 0 ai r n 时，硬度就已达到最大，电阻率下降趋势较明显研究表明，合金在 3 8 0℃1 h内时效，有体心立方的

C u P d有序结构形成，造成合金硬化和电阻率明显下降。在 4 8 0℃时效时，仅5 a r i n,就已有 C u P d有序结构形成],造成合金具有很高的硬度和较低的 电阻率。但是，电阻率随时效时间延长而缓慢增加，这是由于 C u P d引起基体应变造成的，所以， C u。 P d

有序结构不能使合金的电阻率下降。 综上所述，合金在时效时，为了降低成本，应尽可能在较低温度和较短时间内时效，因此该合金在8 0 0℃~8 5 0℃固溶， 3 8 0℃时效 3 0 mi n~6 0 ai r n,H v ( k窖/ mm )

图 7电阻率与时间曲线

可达到各项性能的最佳配合

3 . 4寿命试验对同批生产的样品，装机后随机抽取两只进行

阻性额定负载寿命试验，承受开路直流电压 2 8 V,闭路电流 1 A,温度 1 2 5℃,动作 1 0万次，测量接触电阻不大于 0 . 2 n,其它如绝缘电阻，介质耐压、电 气参数等均符合要求。 3 . 5与其它高性能触点材料的比较

表1列出了 A g五元合金与国内外常用高性能电接触合金的性能。通过比较可以看出， 基五元

合金具有如下优点：①合金具有较高的强度和硬度， 较低的电阻率，可提高其耐磨性和使用寿命；②合金具有低的密度；⑧合金具有良好的可加工性，可制成图 6硬度与时间曲线

细丝与薄带；④合金的成本低。

寰 1与其它弹性电接触材料性能的比较

音仝垃分， P M l i a e p 7 t 3 5 P d - 3 0 A w1 0 A u— l O P t一 1 zⅡ I镰依臭罗一 G l 1 0 A u一 1 0 A g一 5 P t - 1 4 C u一 1 N i _ A u五元： 7 4 4 7 A u一 2 0 c u一 2 . 5

N i I Z 0 . 0 3 MⅡ

4结

论1 9 9 0, 3: 2 4~2 8 .

参考文献 1 宁远涛-李永年.一种新的时效钯合金研究.贵金属，2刘义.高强度 A u - A g - P d— P t - . C u台金性能与应用研究.贵金属， 1 9 9 1, 1; 2 3￣2 9 .9 M 0h t a, K. Hi s t u n e a n d M. Y a n l n e .J . L e s s— C o mmMe t . 6 5 ( 1 9 7 9 ) .

1 . A g基五元合金的中闻退火温度为 8 0 0℃~ 8 5 0℃,总加工率可达到 9 0 以上。 2 . A g基五元合金具有很好的时效强化效果， 在3 0 0℃~4 0 0℃时效 3 O m i n￣6 0 mi n,显著提高合金的机械性能并降低电阻率。 3 . A g基五元合金的综合性能达到甚至在某些方面超过目前常用的P d基或 A u基多元合金，而且成本较低。

4 K-￣s a t u n e,M 0h t a,T.S b i r a i 3 b ,e t a I .J . DeⅡ t . Re 3 6 1 ( 1 9 8 2 ) .

5段庆文 A g - P d - C u系多元台金时效研究东北大学研究生院西北分院硕士论文 1 9 9 6 .

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