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    接触 复合材料 制备 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200810069387.0

    申请日:

    2008.02.25

    公开号:

    CN101241776A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:申请人:重庆川仪总厂有限公司 地址:重庆市北部新区黄山大道61号变更后权利人:申请人:重庆川仪自动化股份有限公司 地址:重庆市北碚区人民村1号登记生效日:2009.5.8|||公开
    IPC分类号: H01B1/02; B32B15/01; C21D1/00; H01R39/04(2006.01)N; H01R39/20(2006.01)N 主分类号: H01B1/02
    申请人: 重庆川仪总厂有限公司
    发明人: 尹克江; 赵明华; 徐永红; 王 勇; 章 应
    地址: 401121重庆市北部新区黄山大道61号
    优先权:
    专利代理机构: 重庆志合专利事务所 代理人: 胡荣珲
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810069387.0

    授权公告号:

    101241776B|||||||||

    法律状态公告日:

    2011.09.14|||2009.08.19|||2009.06.03|||2008.08.13

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)|||公开

    摘要

    本发明涉及一种电接触复合材料的制备方法,其特征在于:将表层金或金基合金复合在中间层银或银基合金上,再将复合有表层的中间层复合在基层铜或铜合金上。本发明采用两步复合制备三层复合材料,使本发明所得三层复合材料即能满足高档微电机的使用要求,又有制备方法简单、成本低的优点,并且产品合格率高。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种电接触复合材料的制备方法,其特征在于:将表层金或金基合金复合在中间层银或银基合金上,再将复合有表层的中间层复合在基层铜或铜合金上。

    2.  根据权利要求1所述的电接触复合材料的制备方法,其特征在于:所述复合在加热下,或者在室温状态下进行。

    3.  根据权利要求2所述的电接触复合材料的制备方法,其特征在于所述加热复合的步骤为:
    将表层金或金基合金和中间层银或银基合金加热到高于中间层的再结晶温度50~250℃,即复合温度为400~650℃,用轧辊轧制将表层与中间层进行热复合,在气体流量为10~30L/min的氨分解或氢气?;て罩?,基层铜或铜合金加热至高于基层的再结晶温度150~550℃,即复合温度为500~700℃,用轧辊轧制将复合有表层的中间层与基层铜或铜合金热复合,在500-750℃进行连续热处理退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。

    4.  根据权利要求3所述的电接触复合材料的制备方法,其特征在于所述用轧辊轧制热复合时,基层、中间层、表层的变形量大于或等于25%。

    5.  根据权利要求2所述的电接触复合材料的制备方法,其特征在于所述室温复合的步骤为:将表层金或金基合金和中间层银或银基合金用轧辊轧制复合,复合时表层和中间层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~650℃连续热处理扩散退火,再将复合有表层的中间层与基层铜或铜合用轧辊轧制复合,同样保证中间层和基层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~700℃连续热处理扩散退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。

    6.  根据权利要求2所述的电接触复合材料的制备方法,其特征在于所述室温复合的步骤为:在基层设置有嵌槽,其槽宽>1mm,槽深>0.1mm,将表层金或金基合金和中间层银或银基合金用轧辊轧制复合,复合时表层和中间层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~650℃连续热处理扩散退火,再将复合有表层的中间层与放在基层的槽中,基层铜或铜合与复合有表层的中间层用轧辊轧制复合,复合时中间层和基层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~700℃连续热处理扩散退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。

    说明书

    说明书电接触复合材料的制备方法
    技术领域
    本发明涉及一种电接触复合材料,特别涉及一种电接触复合材料的制备方法。
    背景技术
    责金属具有优良的电学性能和耐腐蚀能力,在电气元件领域有着十分广泛的用途,是制造高档微电机的核心部件—换向器和电刷片的关键材料。但是这类材料资源稀缺、价格昂贵,因此,为了节约贵金属、降低成本并改善材料性能,常常将其和廉金属制成层状复合材料,其中Ag/Cu系层状复合材料因价格相对较低、电学性能优异,成为工业中用量最大的一类微电机换向器材料。
    但是,银的化学稳定性较差,尤其是抗硫化能力很差,在腐蚀性强、温度高以及稳定性和可靠性要求很高的高档微电机中尚不能充分满足要求。因此以金为基的电接触材料应运而生。在所有的贵金属中,金的化学性质最为稳定,用于电接触领域其表面的氧化物和硫化物可以忽略,因而具有优良的服役稳定性,能够满足高档微电机的使用要求。但金基合金阶格昂贵,不能大量使用,所以也将其制成层状复合材料,以达到既满足电接触性能要求,又降低成本之目的。为了得到最佳的服役性能,金层不能直接复合在廉金属表面,应当先将其复合在银合金表面,然后再与铜合金基层复合,即三层复合材料。
    轧制复合可以连续生产,是一种适合于大规模生产层状复合材料的技术。该技术既能生产复层覆盖全部基层表面的面复材料,又可生产复层覆盖部分基层表面的条复材料。从复合温度来看,既有温度高于复层再结晶温度的热轧复合,也有低于复层再结晶温度的冷轧复合(即室温复合)。通常轧制复合是将用一步法将表层复合在基层上。三层复合材料一般采用一步法复合,既将中间层和表层同时复合在基带上,由于三层复合材料各层的成分和厚度均不相同,有时其宽度也有差异,其工艺控制的难度很大,对复合模具也有特殊要求,在实际生产中容易产生废品,使成品率降低,成本增加,同时无法将Au层控制在很薄的范围内。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种电接触复合材料的制备方法。它采用两步复合制备三层复合材料,使本发明所得三层复合材料即能满足高档微电机的使用要求,又有制备方法简单、成本低的优点,并且产品合格率高。
    实现本发明的技术方案是:
    电接触复合材料的制备方法:将表层金或金基合金复合在中间层银或银基合金上,再将复合有表层的中间层复合在基层铜或铜合金上。
    本发明的进一步方案是复合可以在加热下,或者在室温状态下进行。
    所述加热复合的步骤为:
    将表层金或金基合金和中间层银或银基合金加热到高于中间层的再结晶温度50~250℃,即复合温度为400~650℃,用轧辊轧制将表层与中间层进行热复合,在气体流量为10~30L/min的氨分解或氢气?;て罩?,基层铜或铜合金加热至高于基层的再结晶温度150~550℃,即复合温度为500~700℃,用轧辊轧制将复合有表层的中间层与基层铜或铜合金热复合,在500-750℃进行连续热处理退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。热复合时,基层、中间层、表层的变形量大于或等于25%。
    所述室温复合的步骤为:将表层金或金基合金和中间层银或银基合金用轧辊轧制复合,复合时表层和中间层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~650℃连续热处理扩散退火,再将复合有表层的中间层与基层铜或铜合用轧辊轧制复合,同样保证中间层和基层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~700℃连续热处理扩散退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。
    所述室温复合的步骤为:在基层设置有嵌槽,其槽宽>1mm,槽深>0.1mm,将表层金或金基合金和中间层银或银基合金用轧辊轧制复合,复合时表层和中间层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~650℃连续热处理扩散退火,再将复合有表层的中间层与放在基层的槽中,基层铜或铜合与复合有表层的中间层用轧辊轧制复合,复合时中间层和基层的变形量大于或等于40%,复合后再在氨分解气或氢气为?;て障陆?00~700℃连续热处理扩散退火,将所得材料轧制至工艺要求的厚度,即得本发明所述电接触复合材料。
    本发明制备的三层复合材料,其金层厚度为1-1.5μm,中间层厚度为15-30μm,复合带材总厚度0.1-0.5mm。
    本发明所述的两步复合法与一步复合法相比,可以有效的将Au层控制在很薄的范围内(1-1.5μm),既满足高档电机使用性能要求的情况下,又可以大幅度降低成本,有效的节约贵金属。
    本发明方法通过加热以及复合前的打磨贵金属等表面处理以保证表面的清洁度,在大于或等于25%的变形量的情况下,两种金属能够互相扩散,紧密地结合在一起,有更好的复合牢度。
    本发明方法采用两步复合制备三层复合材料,工艺简单,采用先复合中间层和表层,在将复合有表层的中间层复合在基带上,容易控制工艺条件,对复合模具要求低,因此有成品率高,制作成本大大降低的优点。
    用本发明方法制备的电接触复合材料,使用在微电机的换向器上,Au层可以起到抗硫化,降低表面电阻和稳定启动电压的作用,而中间层主要是工作层,保证微电机有良好的使用寿命,基层主要是起到支撑作用。
    附图说明
    图1为三层复合材料表层全部覆盖中间层表面的示意图;
    图2为三层复合材料表层覆盖部分中间层表面的示意图;
    图3为三层复合材料表层和中间层覆盖部分基层示意图。
    具体实施方式
    实施例1
    参见图1,将表层AuAgCu和中间层AgCuNi合金分别轧制到0.1mm和2.5mm厚,在700℃加热状态下用轧辊轧制热复合,使表层和中间层的变形量大于或等于25%,继续轧制至复合体的厚度为0.4mm;再将纯铜轧制到4mm厚,在氨分解气氛中加热至高于基层的再结晶温度150~550℃,即复合温度为500~700℃,将AuAg/AgCuNi复合体与纯铜用轧辊轧制热复合,使复合有表层和中间层和铜的变形量大于或等于25%,进行550℃连续热处理退火后,继续轧制到0.25mm得到成品,其金层厚度为1μm,复合有表层的中间层厚度为25μm。
    实施例2
    将表层AuAgCu和中间层AgCuNi合金分别轧制到0.1mm和2.5mm厚,两次复合均在室温状态下完成,复合时表层、中间层和基层的变形量大于或等于40%,氨分解气为?;て障峦嘶?,然后再将复合有表层的中间层与基层铜或铜合用轧辊继续轧制,氨分解气或氢气为?;て障陆?80℃连续热处理退火,将所得材料至0.30mm即得所述电接触复合材料成品,其金层厚度为1.2μm,复合有表层的中间层厚度为30μm。
    实施例3
    将表层AuAgCu和中间层AgCuNi合金分别轧制到0.1mm和2.5mm厚,与实施例一不同的是,金层为AuAg合金,金层与中间层的复合体轧制到0.4mm后分剪成宽2.8mm的细条。将纯铜轧制到3.5mm厚,在其表面开两条宽3mm,深0.4mm的槽,两个槽的间距为4mm。在600℃加热状态下将AuAg/AgCuNi复合体嵌入热复合到两条槽中,氨分解气或氢气为?;て障陆?30℃连续热处理退火后轧制到0.35mm得到一条铜基带(铜层)上复有两条贵金属的成品,其金层厚度为1.3μm,复合有表层的中间层厚度为40μm。
    实施例4
    将表层AuAgCu和中间层AgCuNi合金分别轧制到0.1mm和2.5mm厚,与实施例一不同的是,金层为AuAg合金,金层与中间层的复合体轧制到0.4mm后分剪成宽2.8mm的细条。将纯铜轧制到3.5mm厚,在其表面开两条宽3mm,深0.4mm的槽,两个槽的间距为4mm。与实施例三不同的是,采用实施例2方法复合。得到一条铜基带(铜层)上复有两条贵金属的成品,其金层厚度为1.3μm,复合有表层的中间层厚度为40μm。。
    在基层表面开出多条槽,可以在同一根基带上制作出多条三层复合带材。
    采用本发明所述的制备方法,可以将表层1全部覆盖中间层的表面(参见图1),然后再将复合有表层的中间层与全部基层3(基带)复合;也可以将表层复合在部分中间层2的表面,然后再将复合有表层的中间层与部分基层3(基带)复合(参见图2);还可以将表层1全部覆盖中间层的表面,将再将复合有表层的中间层与部分基层(基带)复合(参见图3)。
    虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明之精神和范围内,当可作些许之更动与改进,因此本发明之?;し段У笔尤ɡ笏缍ㄕ呶?。

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