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 δ = 20% удельное электросопротивление 8•10-2 МкОМ•м.
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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЛАБОТОЧНЫХ КОНТАКТОВ ИЗ УПОРЯДОЧИВАЮЩЕГОСЯ СПЛАВА НА ОСНОВЕ ПАЛЛАДИЯ | 2002 |
|
RU2217524C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ УПОРЯДОЧИВАЮЩЕГОСЯ СПЛАВА НА ОСНОВЕ Cu-Pd | 2016 |
|
RU2643733C2 |
Способ термической обработки контактной пары из золото-медного сплава ЗлМ-80 для электрических слаботочных скользящих контактов | 2019 |
|
RU2716366C1 |
СПОСОБ ГИДРОПРЕССОВАНИЯ ТОЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ | 1995 |
|
RU2084304C1 |
СПЛАВ БЕЛОГО ЗОЛОТА | 1998 |
|
RU2135618C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДНОЙ ДЛИННОМЕРНОЙ ЗАГОТОВКИ | 1997 |
|
RU2106215C1 |
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРЕВА ПО ШИРИНЕ ПОЛОСЫ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ | 1993 |
|
RU2071991C1 |
СПЛАВ НА ОСНОВЕ ПЛАТИНЫ | 1995 |
|
RU2085606C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЛАТУННОЙ ЛЕНТЫ | 1994 |
|
RU2092609C1 |
ЮВЕЛИРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЗОЛОТА 585 ПРОБЫ | 1999 |
|
RU2170280C1 |
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.
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.
Способ обработки сплавов "палладий-серебро-медь | 1978 |
|
SU939588A1 |
Машина для добывания торфа и т.п. | 1922 |
|
SU22A1 |
Авторы
Даты
1997-07-10—Публикация
1995-06-13—Подача