专利名称：：新型银合金层状复合材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种贵金属层状复合材料及其制备方法，具体的说是AgCuCeATJl层状复合材料，它由基体层TU1即工业用一号无氧铜、复层AgCuCe室温轧制复合而成，可应用于电器仪表中的电接触材料。
背景技术：
：金属层状复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属或合金在界面上实现牢固的冶金结合而制备的一种新型材料。金属层状复合材料利用其各自的性能优势进行分层组合，弥补了独立组元的不足，促进了材料综合性能的提高，也为合理的选材和降低成本提供了更为有利的条件。金属层状复合材料生产方法最先是由美国的MetalandControlCop.于1956年提出了三歩法工艺，艮卩表面处理一轧制复合一退火强化处理，使室温固相复合技术得到了迅速的发展，成为当今世界应用最广泛的制作层状复合材料技术之一。国内近年来，电子电器制造业飞速发展，且在小型化、稳定性好和使用寿命长等方面的性能指标要求越来越高。采用传统的贵金属如Au、Ag、Pt等及其合金作为这类电接触材料需消耗大量贵金属，生产成本高。用贵金属及其合金复层优良的电接触性能和廉金属基体较好的机械性能和导电导热性能的组合来取代单一金属或合金，可获得质优价廉的最佳效果。如有文献用室温固相轧制复合制备Ag/Cu微异型触点复合材料，经400。C退火扩散处理可以改变界面结合状态和界面附近组织的局部应变能力，界面两侧的固溶体中均没有第二相生成，显著改善了界面的结合性能，并可进一歩改善界面在承受弯曲变形时的结合性能。目前贵金属层状复合材料主导产品是AgCd/Cu、AgCdO/Cu和AgCuCd/Cu等含Cd复合材料。但此类含Cd材料在熔炼、热加工、高温氧化、中间热处理、表面清理等工序中以及使用过程、回收利用等环节中，Cd产生有毒物质，对人体(对骨骼、肾脏、呼吸系统伤害)和环境造成危害，不符合环保要求。冃前国内无Cd复合材料在接触电阻稳定和使用寿命长等方面还无法完全满足电器仪表要求，而且欧盟RoHS指令已经明确提出，自2006年7月起，严格限制采用含Cd(最大限量100mg/Kg)等有害元素材料的电器元件进入欧盟，因此很有必要开发-,中无Cd的新型电器仪表用复合电接触材料，代替传统的含Cd材料。
发明内容本发明提供一种AgCuCemJl层状复合材料及其制备方法。是一种无Cd的新型电器仪表用复合电接触材料，能够代替传统的含Cd材料。本发明的AgCuCe/TUl层状复合材料由基体层TU1、复层AgCuCe组成。采用室温轧制复合四歩工艺法，即表面处理一轧制复合一扩散退火强化"~^青密轧制，制备AgCuCe/TUl层状复合材料。首先在轧机强人的压力下实现TU1和AgCuCe的初步复合，再经退火、车L制等后续工艺制备AgCuCe/TUl层状复合材料。本发明采用带式法可以牛产成巻的复合材料，实现了复合材料的连续化生产，大大提高了生产效率。具体技术方案如下(1)TU1基体的制备本发明所使用的TU1(工业用一号无氧铜)为带状。首先对基材进行a.整平处理，使其厚度均匀；b.软化退火复合前先对TU1带材进行软化退火，，随炉冷；c.表面处理为使结合面保持洁洁，将待复合的TU1带材表面用旋转钢刷清理表面氧化层，这样做一方面nj以进一歩清洁结合面，更重要的是可以通过加工硬化在材料表面形成一层脆性薄膜，冇利于提高轧帝lj后的结合强度；d.表面开槽为使复层材料AgCuCe合金带材精确定位，保证复合后复层材料的尺寸精度和位置精度，复合前预先在TU1基体上进行开槽处理，准备复合。(2)AgCuCe合金复层的制备a.熔炼用纯度为99.99%Ag和99.95%Cu、Ce作原料，在石墨坩埚里高频感应炉真空熔炼，用石墨模A浇铸成扁锭。b.加丄:AgCuCe铸锭经热开坯——中间退火——表面处理——中车L——中间退火一一精轧~^状分剪等工序制成带材；c.软化退火复合前对AgCuCe带材进行软化退火，随炉冷；d.表面清理先用砂纸打磨表面，再用有机溶剂和酸液进行表面清洗去除有机类杂质和表面氧化物，获得洁净的表面，准备复合(3)室温固相复合复合前先将AgCuCe带镶嵌到深度为0.42mm，宽度为6mm的TU1定位槽中，室温下用复合轧机进行轧制复合。(4)扩散退火采用连续光亮退火炉进行退火，实现AgCuCemJl界面间的牢固仝士A(5)精密轧制用精密车L机对AgCuCe/TUl层状复合材料进行精密轧制，以进一歩提高界面间的结合性能，同时提高产f^的尺寸精度，达到客户要求的使用性能。本发明具有以下优点(1)本发明采用带式法生产成巻的复合材料，结合表面清理、热处理、分剪等工艺组合成流水式生产线，产品尺寸精度高，复层薄，各层之间厚度比例均勻，生产效率较高，废料少。(2)本发明制备过程无污染，复合材料界面结合良好，无不良的界面反应。(3)本发明AgCuCe/TUl层状复合材料的厚度可以方便的通过调整AgCuCe层和TU1层的厚度而得到不同厚度的复合材料，也可进行多条同时镶嵌复合。(4)本发明制备的层状复合材料抗拉强度可达385MPa，通过不同的工艺可使延伸率达到1%12%。图1为AgCuCeATUl层状复合材料制备工艺流程图。图2为AgCuCe/TUl复合材料精密轧制后抗拉强度和延伸率的变化。图3为AgCuCe/TUl复合材料经精轧80%后的拉伸断口形貌扫描照片-。具体实施例方式本发明具体步骤如下(1)TU1基体的制备本发明所使用的TU1(工业用一号无氧铜)为带状，厚度3mm，宽度60mm。首先对基材进行a.整平处理，使其厚度均匀，达到3士0.01mm;b.软化退火复合前先对TU1带材进行软化退火，退火工艺为真空600°C/60min，随炉冷；c.表面处理为使结合面保持清洁，将待复合的TU1带材表面用旋转钢刷清理表面氧化层，这样做--方面可以进一歩清洁结合面，更重要的是可以通过加工硬化在材料表面形成一层脆性薄膜，有利于提高轧制后的结合强度；d.表面开槽为使复层材料AgCuCe合金带材精确定位，保证复合后复层材料的尺寸精度和位置精度，复合前预先在TU1基体上进行丌槽处理，开槽尺寸为0.42mmX6mm，准备复合。(2)AgCuCe合金复层的制备a.熔炼用纯度为99.99%Ag和99.95%Cu、Ce作原料，在石墨坩埚里高频感应炉真空熔炼，用石墨模具浇铸成扁锭。b.加T::AgCuCe铸锭经热开坯——中间退火——^表面处理——中车L——中间退火——精轧——条状分剪等工序制成带材，带材尺寸为厚度0.38mm，宽度6mm;c.软化退火复合前对AgCuCe带材进行软化退火，退火丄艺为真空700。C/60min，随炉冷；d表面清理先用砂纸打磨表面，再用有机溶剂和酸液进行表面清洗去除有机类杂质和表面氧化物，获得洁净的表面，准备复合。(3)室温固相复合复合前先将AgCuCe带镶嵌到深度为0.42mm，宽度为6mm的TUl定位槽中，室温下用复合轧机进行轧制复合，轧制变形量为70%80%，轧制速度约为3000mm/min。(4)扩散退火采用连续光亮退火炉进行退火，退火温度60(TC70(TC，退火时间为3min5min，实现AgCuCe/TUl界面间的牢同结合。(5)精密轧制用精密轧机对AgCuCe/TUi层状复合材料进行精密轧制，以进一歩提高界面间的结合性能，同时提高产品的尺寸精度，达到客户要求的使用性能。各个实施例如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、AgCuCe/TU1层状复合材料，其特征在于基体为TU1，复层为AgCuCe合金；复层中的Cu含量的质量分数为4％～8％，Ce含量的质量分数为为0.2％～0.7％，Ag为余量。2、按照权利要求l所述^CnCe麵层状复合材料，赚征在于臓的AgCuCe合金的复层厚度为0.38±0.01mm;基体TU1的厚度在3土0.01mm。3、按照权利要求lfM^CuCe/rUl层状复合材料，，征在于0M的AgCnCe/TUl层状复合材料最终产品的总厚度在0.25±0.005111111，复合材料总体含银量为2%~5%。4、一种AgCuCe/TUl层状复合材料的制备，法，其特征在于复合前先对fiM和基体经表面处理，再在TU1层开槽，将AgCuCe合，賠l赠里，然后在室温下用复合轧机轧制复合，经后续的扩mm虹艺和精密轧制，制备AgCuCe/TUl层状复合材料c5、按照权利要求4所述的AgCuCe/TUl层状复合材料的制备方法，其特征在于臓的表面处理是复合轧制前分别对TU1基体和AgCuCe复层用旋糊刷法进行表面处理，使AgOiCe层镶嵌复合在TU1层的部錄面上。6、按照权利要求4皿的AgCuCe/TUl层状复合材料的制备方法，，征在于臓的室温下用复合轧机轧制复合的首道次轧制变形量为70%~80%，复合轧制力为25T~60To7、按照权利要求4所述的AgOiCe/TUl层状复合材料的制备方法，其特征在于臓的复合轧舰用舰弯棍和循环糊系统，保证复合轧制的精度，复合轧制过程中轧辊M应,在20。C^40。C08、按照权利要求40M的AgCuCe/TOl层状复合材料的制备方法，其特征在于,的后续的扩散退^o:艺是用，光亮退火炉进行扩散退火处理，退火温度为600°C~700°C,退火时间为3min~5min。9、按照权利要求4所述的AgCuCe/TUl层状复合材料的制备方法，其特征在于職的精密轧制的道次郷量控制在2%~20%，车L制8次。全文摘要本发明公开了一种AgCuCe/TU1贵金属层状复合材料及其制备方法，该材料是由基体层TU1、复层AgCuCe合金通过室温轧制复合而成，复合前先对复层和基体经表面处理，再在TU1层开槽，将AgCuCe合金镶嵌到槽里，然后在室温下用复合轧机轧制复合，经后续的扩散退火工艺和精密轧制，制备AgCuCe/TU1层状复合材料。此复合材料可应用于电器仪表中的电接触元件。该复合材料制备工艺简单，所用材料和制备过程均无污染，适用于大规模连续化生产，成本低。文档编号B32B7/08GK101544077SQ2009100942公开日2009年9月30日申请日期2009年3月13日优先权日2009年3月13日发明者勋乔,卢绍平,周世平,勇朱,健王,贺晓燕申请人:贵研铂业股份有限公司