Способ изготовления материала для слаботочных контактов из упорядочивающегося сплава на основе палладия

 

Изобретение относится к ветной металлургии, а именно к способам изменения структуры сплавов на основе палладия, в частности упорядочивающихся сплавов. Изобретение может быть использовано в приборостроении при производстве слаботочных скользящих контактных пар. Предложенный способ изготовления материала для слаботочных контактов из упорядочивающегося сплава на основе палладия предусматривает следующие операции: получение сплава из шихты, содержащей, мас.%: медь 24-32; золото 16-20; серебро 10-18 и палладий - остальное, его деформацию с обжатием более 80% и последующий отжиг при температуре ниже критической температуры упорядочения сплава со скоростью нагрева не более 30oC/мин. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам изменения структуры сплавов на основе палладия, в частности упорядочивающихся сплавов, и может быть использовано в приборостроении при производстве слаботочных скользящих контактных пар.

Наиболее близким способом к предложенному является способ изготовления материала для электрических контактов, предусматривающий деформацию сплава палладий-серебро-медь со степенью 10-80% и последующий отжиг при 300-500oC.

К недостаткам способа можно отнести низкие и нестабильные физико-механические свойства.

Задачей изобретения является создание новой технологии получения материала для слаботочных контактов с высоким и стабильным уровнем физико-механических свойств.

Поставленная задача может быть решена за счет достижения технического результата, который может быть получен при повышении прочности и пластичности, снижении удельного электросопротивления материала путем создания в нем специальной ультрамелкодисперсной структуры типа "микродуплекс", состоящей из зерен упорядоченной по типу B2 фазы на основе Pd-Cu с ОЦК-решеткой и зерен неупорядоченной фазы на основе Au-Ag с ГЦК решеткой.

Данный технический результат достигается тем, что предложенный способ изготовления материала для слаботочных контактов из упорядочивающегося сплава на основе палладия предусматривает следующие операции: получение сплава из шихты, содержащей, мас. медь 24-32; золото 16-20; серебро 10-18 и палладий остальное, его деформацию с обжатием более 80% и последующий отжиг при температуре ниже критической температуры упорядочения сплава со скоростью нагрева не более 30oC/мин. Деформация проводится с обжатием до 99% Отжиг при нагреве может осуществляться со скоростью 0,5-30oC/мин.

Получение сплава из шихты указанного состава обеспечивает получение сплава с упорядоченным расположением атомов с типом сверхструктуры B2. Деформация сплава с обжатием более 80% и нагрев при последующем отжиге со скоростью 30oC/мин при температуре ниже критической температуры упорядочения сплава позволяет сформировать двухфазную ультрамелкозернистую структуру. Часть зерен представляют собой фазу упорядоченного по типу B2 сплава Pd-Cu с ОЦК-решеткой, а другая часть неупорядоченный сплав Au-Ag с ГЦК решеткой.

Повышение механических свойств сплава, получаемого по предложенному способу, вызывается суммарным эффектом от получения сверхмелкого зерна (- 1 мкм) и двухфазности, характерной для этого сплава в упорядоченном состоянии. Изменение величины зерна приводит к значительному росту количества препятствий (границ зерен) для движения дислокаций, а двухфазность поднимает энергетический барьер преодоления этих препятствий. Дислокация в этом случае должна преодолевать границы между зерен с ГЦК твердым раствором на основе золота и серебра (где движутся обычные дислокации) и зерном со сверхструктурой B2 (где должны двигаться сверхструктурные дислокации).

Компоненты должны быть взяты в заявленных пределах. Так, уменьшение содержания серебра менее 10% по массе приводит к снижению степени пересыщения твердого раствора палладия и меди серебром, что снижает прочностные свойства сплава за счет уменьшения доли фазы, содержащей серебро в структуре типа микродуплекс. Увеличение же серебра более 18% по массе повышает долю неупорядоченной фазы, тем самым снижая долю упорядоченной фазы, ответственной за высокие прочностные свойства и низкое удельное электросопротивление.

Уменьшение содержания золота менее 18% по массе приводит к снижению его стимулирующего воздействия на образование упорядоченной фазы, уменьшает ее количество в структуре микродуплекса, что ухудшает механические и электрические свойства.

Увеличение же содержания золота более 20% по массе снижает критическую температуру упорядочения до опасных для стабильности структуры значений, которые могут возникнуть при эксплуатации контактной пары. Снижаются также прочностные характеристики за счет уменьшения степени дальнего порядка в упорядоченной фазе B2.

Уменьшение содержания меди менее 24% по массе сплава или увеличение его выше 32% по массе приводит к снижению критической температуры упорядочения и повышает вероятность перехода сплава в неупорядоченное состояние в период эксплуатации контакта, что понижает прочностные свойства сплава и повышает его удельное электросопротивление.

Высокие степени пластической деформации (более 80%) необходимы для того, чтобы при последующем нагреве рекристаллизация сплава началась при более низкой температуре и, следовательно, из большего числа зародышей рекристаллизации, что обеспечивает высокую дисперсность структуры и высокие прочностные и пластические свойства сплава. При меньшей степени деформации эффект упрочнения за счет мелкодисперсности структуры исчезает. Увеличение степени деформации выше 99% делает эту технологическую операцию трудновыполнимой из-за опасности разрушения.

Проведение нагрева со скоростью не более 30oC/мин позволяет полностью пройти процессам упорядочения и рекристаллизации сплава. Упорядочение Pd-Cu фазы скорее всего происходит с такой скоростью, что на границе роста упорядоченной фазы не успевает проходить процесс распада пересыщенного твердого раствора по классическому прерывистому механизму. При этом вырастают не пластины, как в известном способе, а равноосные зерна упорядоченной фазы. Процесс упорядочения способствует также, по-видимому, рекристаллизации неупорядоченной фазы Au-Ag, которая имеет также равноосные зерна. При нагреве с заявляемой скоростью происходит взаимное торможение роста зерен упорядоченной и неупорядоченной фаз. Это позволяет создать ультрамелкодисперсную структуру, обеспечивающую весь комплекс высоких физико-механических свойств материалов для слаботочных скользящих контактов.

Пример. Сплав получали из шихты методом индукционной плавки в атмосфере инертного газа на установке "Кристалл" из компонентов чистотой 99,9% Изготавливался слиток сплава следующего состава, мас. медь 28; золото 18; серебро 14; палладий 40. Вальцовкой и волочением с промежуточными отжигами при 0,6 T плавления сплава (750oC) переделывали слиток на проволоку. Нагрев и охлаждение сплава при отжиге осуществляли с печью "СНОЛ". Для создания в сплаве особой структуры "микродуплекс" заключительную обработку проводили по специальному режиму: деформация с обжатием 85% отжиг при 500oC (температура упорядочения сплава 550oC). Нагрев проводили со скоростью 25oC/мин. Механические свойства изучали по диаграммам растяжения, полученных на установке "Instron TM-M". Электрическое сопротивление измеряли при помощи стандартного прибора "Щ-34".

По результатам испытаний были получены следующие свойства: предел текучести 1176 Мпа; предел прочности 1381 Мпа; относительное удлинение = 20% удельное электросопротивление 810-2 МкОМм.

Повышение механических характеристик повышает износостойкость и надежность контактирования электроконтактной пары за счет обеспечения возможности работы материала в области упругих напряжений. А низкое и стабильное значение удельного электросопротивления обеспечивает высокую надежность коммутации электрических сигналов малой мощности.

Формула изобретения

1. Способ изготовления материалов для слаботочных контактов из упорядочивающегося сплава на основе палладия, включающий его деформацию и последующий отжиг при температуре ниже критической температуры упорядочения сплава, отличающийся тем, что сплав получают из шихты, содержащей следующие компоненты, мас.

Медь 24 32 Золото 16 20 Серебро 10 18 Палладий Остальное деформацию проводят с обжатием более 80% а отжиг ведут при нагреве со скоростью не более 30 град./мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деформацию проводят с обжатием до 99% 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отжиг ведут при нагреве со скоростью 0,5 30,0 град./мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в ювелирной промышленности при обработке отливок и готовых изделий, содержащих медь, поверхностные слои которых излишне обогащены золотом и серебром в результате воздействия окислительной среды

Изобретение относится к термомеханической обработке цветных металлов и может быть использовано в технологии производства серебряных лент для изготовления корпусов электролитических конденсаторов

Изобретение относится к области металлургии , в частности к способам изменения структуры и механических свойств упорядоченных сплавов на основе золота, применяемых в приборостроении, Способ заключается в следующем: сплав СизАи легируют платиной в количестве 2-12 ат.%, пластически деформируют и отжигают на 50-400°С ниже критической температуры упорядочения

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу термической обработки заготовок контакт-деталей, преимущественно выполненных из биметалла с основой из оловянно-фосфористой бронзы и покрытия из серебряно-бериллиевого сплава, и может найти применение в радиоэлектронике, а также приборостроении

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке негидридообразующих сплавов палладий-платина, и может быть использовано при изготовлении диффузионных фильтров водорода

Изобретение относится к получению пластин из внутреннеокисленного сплава на основе серебра

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для упрочняющей обработки при изготовлении элементов диффузионных фильтров

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для улучшения потребительских качеств изделий из золотых сплавов

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам изменения структуры сплавов на основе палладия, в частности упорядочивающихся сплавов
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к производству различных изделий из платины и сплавов на основе платины, преимущественно к изготовлению ювелирных изделий, монет, медалей, значков

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано при изготовлении заготовок для изделий из иридия приданием заготовке предварительной требуемой формы ковкой. Осуществляют горячую ковку слитка нелегированного иридия, в качестве которого используют иридий электронно-лучевой плавки с содержанием основного компонента не менее 99,95 масс.%. Ковку ведут в течение времени, которое составляет менее 0,5 ч. При этом обеспечивают понижение температуры от 2000°С до 1300°С. Затем проводят отжиг поковки в вакууме 10-4÷10-5 мм рт.ст. Поковку нагревают со скоростью не более 150°С/ч от комнатной температуры до температуры 1100÷1200°С и выдерживают при этой температуре не менее 1 ч. В результате обеспечивается снижение уровня кислорода в металле иридиевых заготовок, что позволяет повысить качество получаемых из этих заготовок изделий. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к технологии создания селективных газовых мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии атомов газа (водорода) сквозь тонкую металлическую пленку (из палладия или сплавов на его основе), которые используются в устройствах глубокой очистки водорода от сопутствующих примесей, сепарации водорода из водородсодержащих смесей газов, в микрореакторах. Способ формирования тонкой фольги твердого раствора Pd-Cu с кристаллической решеткой типа CsCl включает магнетронное распыление мишени состава, близкого к Pd-40% Cu, в среде Ar 10-1 Па на термически оксидированные полированные пластины монокристаллического кремния и отделение полученной фольги от подложки, при этом температура подложки составляет 300-700 К, а отделенную тонкую фольгу дополнительно нагревают в вакууме не хуже 10-4 Па со скоростью 100 К/час до температуры 970 К и охлаждают со скоростью 100-200 К/час до комнатной температуры. Технический результат заключается в создании легковоспроизводимым и экономичным способом высокоэффективных мембран для глубокой очистки водорода, обладающих высокой селективной водородопроницаемостью и производительностью. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и сплавов, используемых для изготовления ювелирных изделий. Сплав на основе палладия содержит, мас%: палладий 50-95, никель 3-5, кремний 0,5-2, медь 1-40, золото 1-30, индий 1-10, галлий 1-10, бор 0,01-1,0, при суммарном содержании никеля и кремния до 5% в стехиометрическом соотношении, определяющем образование интерметаллида Ni2Si, либо сплав содержит, мас.%: палладий 50-85, никель 11-13,5, алюминий 1,5-4, медь 1-40, золото 1-30, индий 1-10, галлий 1-10, бор 0,01-1,0, при суммарном содержании никеля и алюминия до 15% в стехиометрическом соотношении, соответствующем интерметаллидам Ni3Al, NiAl, Ni2Al3. Способ получения сплавов на основе палладия включает выплавку сплавов указанных составов и их термическую обработку, содержащую нагрев и выдержку при температуре образования пересыщенного твердого раствора, закалку до температуры менее 100°С, старение при температуре от 300 до 800°С в течение от 5 мин до 24 час и последующее охлаждение. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств палладиевого сплава. 3 н. и 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способу получения легированного оксидом индия серебряно-оловооксидного материала для электроконтактов и может применяться в электротехнической промышленности. Способ включает сплавление серебра, индия и олова и окисление сплава на воздухе, при этом серебро, индий и олово сплавляют в инертной атмосфере при содержании компонентов, ат.%: серебро 70-80; индий 0,2; олово - остальное, а окисление осуществляют при температуре 1273 K в течение 60 мин. Изобретение направлено на упрощение технологии получения сплава. 1 пр.
Изобретение относится к способу получения легированного оксидом висмута серебряно-оловооксидного материала для электрических контактов и может найти применение в электротехнической промышленности. Способ включает сплавление металлического серебра, олова и висмута в инертной атмосфере при следующем соотношении, ат.%: серебро - 70-80; висмут - 0,8-1,0; олово - остальное, и окисление полученного сплава на воздухе при 1273 K в течение 60 мин. Изобретение направлено на упрощение способа получения легированного оксидом висмута электроконтактного материала SnO2-Ag.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термообработке сплавов на основе золота, и может быть использовано при производстве слаботочных скользящих контактов (ССК), применяемых в коллекторах приборов и систем. Способ включает нагрев контактной пары, состоящей из кольца и щетки, изготовленных из эквимолекулярного сплава ЗлМ-80, в защитной атмосфере до температуры 350°C со скоростью не более 0,2 град/с, выдержку при этой температуре и охлаждение в вакууме со скоростью не более 0,2 град/с. Технический результат изобретения заключается в повышении износостойкости ССК. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам изменения структуры упорядочивающихся сплавов Cu-Pd. Изобретение может быть использовано в приборостроении, например, при производстве контактных материалов или резисторных затворов. Способ изготовления резистивного материала из упорядочивающегося сплава Cu-Pd включает пластическую деформацию и последующий отжиг, при этом обработке подвергают сплав, содержащий от 48 до 55 ат. палладия, пластическую деформацию осуществляют на 80-95%, перед которой проводят предварительный отжиг, причем предварительный и последующий отжиги проводят при температуре ниже критической температуры упорядочения сплава в интервале 250÷450°С. Технический результат заключается в расширении интервала значений удельного электросопротивления резистивного материала при сохранении повышенных прочностных характеристик и сокращении сроков его изготовления за счет формирования зародышей упорядоченной фазы в сплавах Cu-Pd, содержащих от 48 до 55 ат.%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Наверх