梯度热处理制备技术加速合金最佳热处理工艺参数筛选

AgCuNiInSn系列电接触合金的合金化程度要求高,需要对合金铸锭进行均匀化热处理来消除铸锭组织中的低熔点非平衡相和枝晶偏析。对于热处理最佳工艺参数的摸索,传统的“试错法”存在实验量巨大、研发周期长、研发效率低等不足。本研究提出一种梯度温度场均匀化热处理高通量制备方法,用于Ag-6Cu-0.5Ni-0.5In-0.5Sn合金最佳均匀化热处理条件筛选。结果表明,经过608.13℃/1h的梯度均匀化热处理,再经过75%的塑形变形后,硬度达到最大值为168.7,合金组织晶粒和第二相体积较小,点状第二相弥散分布较多且均匀,细晶强化效应和弥散强化效应最为显著。

Microstructure and properties evolution of in-situ fiber-reinforced Ag-Cu-Ni-Ce alloy during deformation and heat treatment

Silver-based alloys are significant light-load electrical contact materials(ECMs).The trade-off between mechanical properties and electrical conductivity is always an important issue for the development of silver-based ECMs.In this paper,we proposed an idea for the regulation of the mechanical properties and the electrical conductivity of Ag-11.40Cu-0.66Ni-0.05Ce(wt%)alloy using in-situ composite fiber-reinforcement.The alloy was processed using rolling,heat treatment,and heavy drawing,the strength and electrical conductivity were tested at different deformation stages,and the microstructures during deformation were observed using field emission scanning electron microscope(FESEM),transmission electron microscope(TEM)and electron backscatter diffraction(EBSD).The results show that the method proposed in this paper can achieve the preparation of in-situ composite fiber-reinforced Ag-Cu-Ni-Ce alloys.After the heavy deformation drawing,the room temperature Vickers hardness of the as-cast alloy increased from HV 81.6 to HV 169.3,and the electrical conductivity improved from 74.3%IACS(IACS,i.e.,international annealed copper standard)to 78.6%IACS.As the deformation increases,the alloy strength displays two different strengthening mechanisms,and the electrical conductivity has three stages of change.This research provides a new idea for the comprehensive performance control of high-performance silver-based ECMs.

航天继电器用AgCuONiO电接触材料的电寿命服役性能研究

目的 探究一种可替代AgCdO的高性能且环境友好的新型电接触材料,以提升航天继电器的可靠性。方法 在一定条件下以合金内氧化法制备AgCuONiO电接触材料,并与商用AgCdO电接触材料进行对比,利用电寿命模拟试验分析2款材料的电寿命循环服役性能,分析其失效机理。结果 AgCuONiO材料的总质量损失为0.000 88 g,平均燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、回跳次数、回跳时间、回跳能量分别为4 222μs、694 mJ、0.049 N、1.799次、592.999μs、63.892 mJ,均大于商用AgCdO电接触材料,但其接触电阻低,且稳定,失效模式为无法分断电弧,而商用AgCdO电接触材料为粘连失效。AgCuONiO电接触材料的电寿命服役周期为44073次,是AgCdO电接触材料的3倍左右,因此可以显著提高航天继电器的可靠性。结论AgCuONiO电接触材料的一些电寿命服役性能虽然不如商用AgCdO电接触材料,但其电寿命服役周期明显强于商用Ag Cd O电接触材料,可作为替代AgCdO的较佳候选材料之一,应用于服役寿命要求更长的航天继电器。

机械合金化法制备AgSnO_2Y_2O_3电接触材料的组织和性能研究

本文通过高能球磨机械合金化技术制备了AgSnO_2Y_2O_3电接触材料。高能球磨机械合金化可有效改善氧化物颗粒与银基体间的浸润性、改善材料的加工性能,并且AgSnO_2Y_2O_3材料具有硬度高、密度大、晶粒细小、组织均匀、不存在宏观偏析,以及SnO_2、Y_2O_3颗粒在材料中弥散均匀分布等特征。

原位合成Ag/Y_2O_3和Ag/CeO_2电接触材料研究

采用原位合成技术成功制备了Ag/Y2O3和Ag/CeO2电接触材料。X射线衍射分析表明反应合成材料中的相是Ag和Y2O3,CeO2;BSE图像显示:稀土氧化物在基体中呈球状弥散分布,粒径约为0.1μm^0.4μm,界面清洁,内氧化层与基体结合良好,改善了增强相与基体浸润不良的问题,并使材料致密度得到提高。测量材料的物理性能和力学性能,发现2种氧化物对基体的影响基本趋于一致。分析氧化物的原位形核机制,认为是氧在基体金属中通过克服原子间势垒扩散进入合金内部,发生择优氧化。扩散的主要方式是体扩散,生成的增强相牢固地嵌入基体,使得该复合材料的界面结合紧,综合性能优良。

50Hz和400Hz下Ag基合金电触头材料的电弧侵蚀

在低压、阻性、小电流负载下,用研制的小容量、可变频ASTM电触头通断测试系统获得了50Hz和400Hz下Ag基合金电触头材料的燃弧特征值和熔焊力,用电光分析天平、SEM和EDAX测量与分析了AgNi、AgC和AgW电触头材料的的质量变化、表面形貌与微区组分。研究表明,在低压、小电流条件下,400Hz时CAgC4、CAgW50和CAgNi10三种Ag基合金材料的抗熔焊性和抗烧损性均优于各自在50Hz下的性能。400Hz下,第二组元不同的Ag基合金电触头的抗电弧侵蚀能力不同。其中,CAgC4的喷溅最严重,耐电弧侵蚀能力最差,CAgNi10次之,CAgW50最好。

不同稀土元素对W-Cu电触头材料性能的影响

利用粉末冶金熔渗技术制备出添加不同稀土的W-Cu-RE电触头材料。比较不同稀土对其组织和力学性能的影响,并通过扫描电镜分析电弧烧蚀后的微观组织形貌。结果表明,W-Cu合金中最适宜添加的稀土单质为La,它使粘结相Cu呈连续网络分布。W-Cu-RE电触头材料较传统的W-Cu合金抗电弧烧蚀性能有了明显提高,达到30%。主要原因是触头间产生的电弧由于稀土的加入更容易使金属Cu气化而带走大量热能,从而起到保护基体的作用。

钯银铜金铂合金的研究

通过模拟美国PdAg30Cu12Au8Pt6合金成分,进行了合金的熔炼、加工及性能研究.结果表明,该合金冷加工性能很好,在700～800 ℃,保温40 min水淬,电阻率较低,硬度也比较低.

微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响

采用真空熔炼的方法制备了Cu-Ag-Zr合金,研究了微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响,探讨了合金的磨损机理．结果表明:Cu-Ag合金的磨损率随着Zr含量的增加明显减小,随着受电电流和滑动距离的增大逐渐增大．粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损是主要的磨损机制．微量Zr的加入使合金中形成弥散细小的析出相,使其磨损性能明显优于Cu-Ag合金．

Cu-W复合电沉积工艺研究

电接触材料要求具有很好的抗电弧烧蚀和抗熔焊性能,但纯铜很难达到该种要求。利用复合电沉积方法,在纯铜表面形成Cu-W复合镀层,使其满足电触头材料的使用性能。重点研究了镀液中W的质量浓度、电流密度、搅拌强度和温度工艺参数对Cu-W电接触材料复合镀层中W微粒沉积量的影响,并且通过正交试验确定了复合电沉积的最优工艺:W的质量浓度为35g/L、电流密度为4A/dm2、搅拌强度为600 r/min、温度为50℃。

稀土和稀土氧化物对钨铜电触头材料性能影响的对比分析

利用粉末冶金技术制备出添加不同含量稀土和稀土氧化物的W-Cu电触头材料,比较稀土和稀土氧化物对W-Cu合金物理性能、力学性能的影响,同时利用金相显微镜观察组织形貌。结果表明,添加稀土单质较添加稀土氧化物更能提高W-Cu材料的相对密度、硬度及导电性能;而且W-Cu合金中最适宜的稀土添加量(质量分数)为3%。

机械合金化制备电触头材料的研究与进展

介绍了机械合金化(MA)的反应机理、工艺过程和特点,阐述了机械合金化制备电触头的研究进展以及存在的问题,并展望了今后的研究发展趋势。

合金元素对Ag/MeO电接触材料电弧侵蚀形貌的影（英文）

通过扫描电镜和三维光学轮廓仪观察Ag/MeO(10)触头在直流19 V、20 A和阻性载荷条件下操作50000次后的电弧侵蚀形貌。结果表明:三维光学轮廓仪可以提供更清晰和详细的表面侵蚀形貌信息。在相同的测试条件下,Ag/SnO_2(10)触头的抗电弧侵蚀性能最强,而Ag/CuO(10)触头的抗电弧侵蚀性能最差。Ag/MeO(10)触头的电弧侵蚀形貌主要有三种类型。Ag/Zn O(10)和Ag/SnO_2(10)的电弧侵蚀形貌主要是液体喷溅和汽化,Ag/CuO(10)和Ag/CdO(10)触头的电弧侵蚀形貌主要是材料从阳极到阴极的转移,而Ag/SnO_2(6)In_2O_3(4)触头的电弧侵蚀形貌则既有液体喷溅和汽化又有材料的转移。此外,讨论不同Ag/MeO(10)触头的电弧形貌的形成过程和机理。

添加铟对Ag-CuO电触头材料的影响

用合金内氧化法制备了Ag-CuO-In2O3电触头材料样品,采用金相显微镜、扫描电镜及电光分析天平研究了In对Ag-Cu合金内氧化组织和性能的影响。结果表明,添加In可以促进Ag-Cu合金的内氧化,细化晶粒,提高合金的抗电弧侵蚀性能。

W-Cu触头材料电寿命的研究

电器的电寿命主要决定于触头的电磨损。通过对W Cu系列触头材料电磨损规律的研究,认为触头材料的电磨损随开断次数的变化有老炼、稳定和失效三个阶段,其中对电寿命起决定性因素的是稳定阶段的长短。而且也发现触头材料的电磨损主要是触点在断开和闭合的过程中,产生电弧或其它放电现象的热效应所造成的。材料的比热容、密度、熔点和电导率决定触头的电寿命。

金基六元合金电接触材料的显微组织和性能研究

通过XRD、SEM、EDS等分析技术研究了铸态、加工态在不同热处理过程中,AuCuPtPdNiRh合金的显微组织及物相变化。结果表明,该金基六元合金主要由以AuCu为基的固溶体和PtRh为基的固溶体,以及两者的混合固溶体组成;经不同的热处理过程后,固溶体中的溶质原子含量发生变化。金基六元合金经过500℃、100 min的时效处理,抗拉强度可达1420 MPa。在85℃、50μA、DC 30 mV条件下,金基六元合金触头的寿命可达106次。

大功率真空开关铜铬触头材料

综述了大功率真空开关铜铬触头材料最近的进展。主要内容包括 :铜铬合金的发明及技术上的优点 ,铜铬合金二元相图上的特点及常规铸造工艺上的困难 ;铜铬合金的主要制备工艺包括粉末烧结法、粉末烧结熔渗法以及自耗电极法等 ,铜铬合金中杂质的影响 ,包括残余气体的影响、残余碳的影响及第三组元的影响等。对铜铬合金及其材料的显微组织对真空电触头的基本电性能 (分断电流能力 ,抗电弧烧蚀能力 ,截断电流等 )的影响进行了简要的概述 ,最后对铜铬合金进一步发展方向 (如铬粒子细化 ,材料回收及准快速凝固工艺 ,喷射成型等 )

低压电器用稀土合金触头材料的电性能测试

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag/SnO2-La2O3-Bi2O3,并用电接触触点材料综合参数测试仪对其电性能进行测试。通过试验得到了燃弧能量、时间曲线。将结果与Ag/CdO的燃弧能量、时间曲线进行了对比。

铜基新型电接触材料电性能分析

用熔铸法和粉末冶金法制备了CuNiZrY铜基电接触材料。通过电接触实验,得到了两种不同方法制备的铜基触头的材料转移和接触电阻数据,并进行了电接触性能分析;同时利用扫描电镜和EDAX能谱分析对铜基触头材料进行了电侵蚀形貌观察及区域元素分析。

不同载流条件下Cu-Ag-Cr合金导线的摩擦磨损行为

载流条件下材料的摩擦磨损行为探究对于铜合金架空导线、电极电刷以及继电器触头等的实际使用具有重要意义。在自制摩擦磨损试验机上,以黄铜为对磨材料,对真空感应熔炼制备的Cu-4Ag-0.8Cr合金导线进行载流摩擦磨损试验。采用电子天平、扫描电子显微镜等对合金载流磨损率、磨损表面形貌及载流磨损机理予以分析。结果表明,电流在0～6 A范围内,随着电流的增加,合金导线的磨损率和温度均在增大。随着时间的延长,接触电阻由较大的初始值迅速降低,而后围绕一个中值上下波动。Cu-4Ag-0.8Cr合金导线在载流条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及电侵蚀磨损。