專利名稱：：新型銀合金層狀復合材料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種貴金屬層狀復合材料及其制備方法，具體的說是AgCuCeATJl層狀復合材料，它由基體層TU1即工業用一號無氧銅、復層AgCuCe室溫軋制復合而成，可應用于電器儀表中的電接觸材料。
背景技術：
：金屬層狀復合材料是利用復合技術使兩種或兩種以上物理、化學、力學性能不同的金屬或合金在界面上實現牢固的冶金結合而制備的一種新型材料。金屬層狀復合材料利用其各自的性能優勢進行分層組合，彌補了獨立組元的不足，促進了材料綜合性能的提高，也為合理的選材和降低成本提供了更為有利的條件。金屬層狀復合材料生產方法最先是由美國的MetalandControlCop.于1956年提出了三歩法工藝，艮卩表面處理一軋制復合一退火強化處理，使室溫固相復合技術得到了迅速的發展，成為當今世界應用最廣泛的制作層狀復合材料技術之一。國內近年來，電子電器制造業飛速發展，且在小型化、穩定性好和使用壽命長等方面的性能指標要求越來越高。采用傳統的貴金屬如Au、Ag、Pt等及其合金作為這類電接觸材料需消耗大量貴金屬，生產成本高。用貴金屬及其合金復層優良的電接觸性能和廉金屬基體較好的機械性能和導電導熱性能的組合來取代單一金屬或合金，可獲得質優價廉的最佳效果。如有文獻用室溫固相軋制復合制備Ag/Cu微異型觸點復合材料，經400。C退火擴散處理可以改變界面結合狀態和界面附近組織的局部應變能力，界面兩側的固溶體中均沒有第二相生成，顯著改善了界面的結合性能，并可進一歩改善界面在承受彎曲變形時的結合性能。目前貴金屬層狀復合材料主導產品是AgCd/Cu、AgCdO/Cu和AgCuCd/Cu等含Cd復合材料。但此類含Cd材料在熔煉、熱加工、高溫氧化、中間熱處理、表面清理等工序中以及使用過程、回收利用等環節中，Cd產生有毒物質，對人體(對骨骼、腎臟、呼吸系統傷害)和環境造成危害，不符合環保要求。冃前國內無Cd復合材料在接觸電阻穩定和使用壽命長等方面還無法完全滿足電器儀表要求，而且歐盟RoHS指令已經明確提出，自2006年7月起，嚴格限制采用含Cd(最大限量100mg/Kg)等有害元素材料的電器元件進入歐盟，因此很有必要開發-,中無Cd的新型電器儀表用復合電接觸材料，代替傳統的含Cd材料。
發明內容本發明提供一種AgCuCemJl層狀復合材料及其制備方法。是一種無Cd的新型電器儀表用復合電接觸材料，能夠代替傳統的含Cd材料。本發明的AgCuCe/TUl層狀復合材料由基體層TU1、復層AgCuCe組成。采用室溫軋制復合四歩工藝法，即表面處理一軋制復合一擴散退火強化"~^青密軋制，制備AgCuCe/TUl層狀復合材料。首先在軋機強人的壓力下實現TU1和AgCuCe的初步復合，再經退火、車L制等后續工藝制備AgCuCe/TUl層狀復合材料。本發明采用帶式法可以牛產成巻的復合材料，實現了復合材料的連續化生產，大大提高了生產效率。具體技術方案如下(1)TU1基體的制備本發明所使用的TU1(工業用一號無氧銅)為帶狀。首先對基材進行a.整平處理，使其厚度均勻；b.軟化退火復合前先對TU1帶材進行軟化退火，，隨爐冷；c.表面處理為使結合面保持潔潔，將待復合的TU1帶材表面用旋轉鋼刷清理表面氧化層，這樣做一方面nj以進一歩清潔結合面，更重要的是可以通過加工硬化在材料表面形成一層脆性薄膜，冇利于提高軋帝lj后的結合強度；d.表面開槽為使復層材料AgCuCe合金帶材精確定位，保證復合后復層材料的尺寸精度和位置精度，復合前預先在TU1基體上進行開槽處理，準備復合。(2)AgCuCe合金復層的制備a.熔煉用純度為99.99%Ag和99.95%Cu、Ce作原料，在石墨坩堝里高頻感應爐真空熔煉，用石墨模A澆鑄成扁錠。b.加丄:AgCuCe鑄錠經熱開坯——中間退火——表面處理——中車L——中間退火一一精軋~^狀分剪等工序制成帶材；c.軟化退火復合前對AgCuCe帶材進行軟化退火，隨爐冷；d.表面清理先用砂紙打磨表面，再用有機溶劑和酸液進行表面清洗去除有機類雜質和表面氧化物，獲得潔凈的表面，準備復合(3)室溫固相復合復合前先將AgCuCe帶鑲嵌到深度為0.42mm，寬度為6mm的TU1定位槽中，室溫下用復合軋機進行軋制復合。(4)擴散退火采用連續光亮退火爐進行退火，實現AgCuCemJl界面間的牢固仝士A(5)精密軋制用精密車L機對AgCuCe/TUl層狀復合材料進行精密軋制，以進一歩提高界面間的結合性能，同時提高產f^的尺寸精度，達到客戶要求的使用性能。本發明具有以下優點(1)本發明采用帶式法生產成巻的復合材料，結合表面清理、熱處理、分剪等工藝組合成流水式生產線，產品尺寸精度高，復層薄，各層之間厚度比例均勻，生產效率較高，廢料少。(2)本發明制備過程無污染，復合材料界面結合良好，無不良的界面反應。(3)本發明AgCuCe/TUl層狀復合材料的厚度可以方便的通過調整AgCuCe層和TU1層的厚度而得到不同厚度的復合材料，也可進行多條同時鑲嵌復合。(4)本發明制備的層狀復合材料抗拉強度可達385MPa，通過不同的工藝可使延伸率達到1%12%。圖1為AgCuCeATUl層狀復合材料制備工藝流程圖。圖2為AgCuCe/TUl復合材料精密軋制后抗拉強度和延伸率的變化。圖3為AgCuCe/TUl復合材料經精軋80%后的拉伸斷口形貌掃描照片-。具體實施例方式本發明具體步驟如下(1)TU1基體的制備本發明所使用的TU1(工業用一號無氧銅)為帶狀，厚度3mm，寬度60mm。首先對基材進行a.整平處理，使其厚度均勻，達到3士0.01mm;b.軟化退火復合前先對TU1帶材進行軟化退火，退火工藝為真空600°C/60min，隨爐冷；c.表面處理為使結合面保持清潔，將待復合的TU1帶材表面用旋轉鋼刷清理表面氧化層，這樣做--方面可以進一歩清潔結合面，更重要的是可以通過加工硬化在材料表面形成一層脆性薄膜，有利于提高軋制后的結合強度；d.表面開槽為使復層材料AgCuCe合金帶材精確定位，保證復合后復層材料的尺寸精度和位置精度，復合前預先在TU1基體上進行丌槽處理，開槽尺寸為0.42mmX6mm，準備復合。(2)AgCuCe合金復層的制備a.熔煉用純度為99.99%Ag和99.95%Cu、Ce作原料，在石墨坩堝里高頻感應爐真空熔煉，用石墨模具澆鑄成扁錠。b.加T::AgCuCe鑄錠經熱開坯——中間退火——^表面處理——中車L——中間退火——精軋——條狀分剪等工序制成帶材，帶材尺寸為厚度0.38mm，寬度6mm;c.軟化退火復合前對AgCuCe帶材進行軟化退火，退火丄藝為真空700。C/60min，隨爐冷；d表面清理先用砂紙打磨表面，再用有機溶劑和酸液進行表面清洗去除有機類雜質和表面氧化物，獲得潔凈的表面，準備復合。(3)室溫固相復合復合前先將AgCuCe帶鑲嵌到深度為0.42mm，寬度為6mm的TUl定位槽中，室溫下用復合軋機進行軋制復合，軋制變形量為70%80%，軋制速度約為3000mm/min。(4)擴散退火采用連續光亮退火爐進行退火，退火溫度60(TC70(TC，退火時間為3min5min，實現AgCuCe/TUl界面間的牢同結合。(5)精密軋制用精密軋機對AgCuCe/TUi層狀復合材料進行精密軋制，以進一歩提高界面間的結合性能，同時提高產品的尺寸精度，達到客戶要求的使用性能。各個實施例如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、AgCuCe/TU1層狀復合材料，其特征在于基體為TU1，復層為AgCuCe合金；復層中的Cu含量的質量分數為4％～8％，Ce含量的質量分數為為0.2％～0.7％，Ag為余量。2、按照權利要求l所述^CnCe麵層狀復合材料，賺征在于臓的AgCuCe合金的復層厚度為0.38±0.01mm;基體TU1的厚度在3土0.01mm。3、按照權利要求lfM^CuCe/rUl層狀復合材料，，征在于0M的AgCnCe/TUl層狀復合材料最終產品的總厚度在0.25±0.005111111，復合材料總體含銀量為2%~5%。4、一種AgCuCe/TUl層狀復合材料的制備，法，其特征在于復合前先對fiM和基體經表面處理，再在TU1層開槽，將AgCuCe合，賠l贈里，然后在室溫下用復合軋機軋制復合，經后續的擴mm虹藝和精密軋制，制備AgCuCe/TUl層狀復合材料c5、按照權利要求4所述的AgCuCe/TUl層狀復合材料的制備方法，其特征在于臓的表面處理是復合軋制前分別對TU1基體和AgCuCe復層用旋糊刷法進行表面處理，使AgOiCe層鑲嵌復合在TU1層的部錄面上。6、按照權利要求4皿的AgCuCe/TUl層狀復合材料的制備方法，，征在于臓的室溫下用復合軋機軋制復合的首道次軋制變形量為70%~80%，復合軋制力為25T~60To7、按照權利要求4所述的AgOiCe/TUl層狀復合材料的制備方法，其特征在于臓的復合軋艦用艦彎棍和循環糊系統，保證復合軋制的精度，復合軋制過程中軋輥M應,在20。C^40。C08、按照權利要求40M的AgCuCe/TOl層狀復合材料的制備方法，其特征在于,的后續的擴散退^o:藝是用，光亮退火爐進行擴散退火處理，退火溫度為600°C~700°C,退火時間為3min~5min。9、按照權利要求4所述的AgCuCe/TUl層狀復合材料的制備方法，其特征在于職的精密軋制的道次郷量控制在2%~20%，車L制8次。全文摘要本發明公開了一種AgCuCe/TU1貴金屬層狀復合材料及其制備方法，該材料是由基體層TU1、復層AgCuCe合金通過室溫軋制復合而成，復合前先對復層和基體經表面處理，再在TU1層開槽，將AgCuCe合金鑲嵌到槽里，然后在室溫下用復合軋機軋制復合，經后續的擴散退火工藝和精密軋制，制備AgCuCe/TU1層狀復合材料。此復合材料可應用于電器儀表中的電接觸元件。該復合材料制備工藝簡單，所用材料和制備過程均無污染，適用于大規模連續化生產，成本低。文檔編號B32B7/08GK101544077SQ2009100942公開日2009年9月30日申請日期2009年3月13日優先權日2009年3月13日發明者勛喬,盧紹平,周世平,勇朱,健王,賀曉燕申請人:貴研鉑業股份有限公司