一种换向器铜片用高导电银铜合金制造技术

本发明专利技术提出了一种换向器铜片用高导电银铜合金，该银铜合金包括银铜合金本体以及掺杂于合金本体内的强化介质，其中银铜合金本体中包括，银含量为0.025‑0.040wt%，不可避免的杂质元素含量＜0.05wt%，余量为铜，强化介质为掺杂铝青铜的稀土改性石墨烯，本申请针对性添加强化介质，配合银含量合理调整，制得的银铜合金含氧量、有害气体含量显著降低，晶体结构更为致密稳定，具有优异的导电性，同时耐磨性明显改善，综合效益提升，高效实用。

【技术实现步骤摘要】
一种换向器铜片用高导电银铜合金
本专利技术涉及换向器
，具体涉及一种换向器铜片用高导电银铜合金。
技术介绍
换向器是直流电机的关键部件，作用是把电枢绕组中的交流电动势和电流转换成电刷间的直流电动势和电流。换向片常采用硬度大、导电和耐磨性能好的银铜合金制成。铜银合金是在铜基体中添加少量的银元素，铜合金的导电率与热导率的下降很小，对塑性的影响很小，但是能显著提高铜的再结晶温度和蠕变强度。因银属固溶强化型添加元素，银又容易加入铜中，而且通过热加工或者冷加工就可获得需要的制品性能，因此铜银合金是获得较广泛的换向器用铜材。作为银和铜的合金粒子的制造方法，包括液相还原法、原子化法、甚至直接包覆热处理制造，这些制造方法大多只能形成机械的核壳结构或含大量共晶体，无法充分发挥两者的辅配促进效果，合金的氧含量和有害气体含量依然较高，晶体不够致密，极大的影响了铜合金材料的导电性，从而严重限制了电工用铜的应用市场。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种换向器铜片用高导电银铜合金，针对性添加强化介质，配合银含量合理调整，制得的银铜合金含氧量、有害气体含量显著降低，晶体结构更为致密稳定，具有优异的导电性，同时耐磨性明显改善，综合效益提升，高效实用。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种换向器铜片用高导电银铜合金，该银铜合金包括银铜合金本体以及掺杂于合金本体内的强化介质，其中银铜合金本体中包括，银含量为0.025-0.040wt%，不可避免的杂质元素含量＜0.05wt%，余量为铜，强化介质为掺杂铝青铜的稀土改性石墨烯。作为本专利技术的进一步优化，银铜合金中还包括稀土元素，以铜含量为基准，稀土元素添加量为0.05-0.3wt%，其中稀土元素选自镧或镧、铈组合物，且镧元素含量大于70%。作为本专利技术的进一步优化，强化介质掺杂量为银铜合金质量的0.1-2%。作为本专利技术的进一步优化，强化介质中铝青铜和稀土改性石墨烯质量百分比为1:5-30，其中，铝青铜选用添加铝元素的紫铜熔炼制作，且包括至少2种不同铝含量的铝青铜中间合金。作为本专利技术的进一步优化，铝青铜中的铝含量选自3wt%、5wt%、8wt%、10wt%、12wt%中任意一种。作为本专利技术的进一步优化，稀土改性石墨烯中，稀土选自镧、铈中的任意一种或组合物，用量为石墨烯的0.6-1wt%。作为本专利技术的进一步优化，强化介质制备方法为，取稀土改性石墨烯，惰性氛围下球磨5-10h，得粉料一备用；将铝青铜同样于惰性条件下球磨10-15h，得粉料二备用；将粉料一、粉料二混合，加入粉料混合设备，并于雾化水合肼溶液条件下，搅拌处理10-30min，然后洗涤过滤，真空干燥，即得。作为本专利技术的进一步优化，水合肼采用80wt%水合肼水溶液，其雾化通入量为10-15mL/m3·h。作为本专利技术的进一步优化，由不同铝含量的铝青铜与稀土改性石墨烯共混制得的强化介质，独立标记并存放。上述高导电银铜合金制备方法为，采用取高品质紫铜（纯铜）于熔化炉中加热熔融，然后向其中分至少3次加入强化介质（在制备过程中，强化介质包括至少2中不同铝含量，且两者铝含量相差不超过5个百分点），先加入铝含量交底的强化介质，具体的，如选用两种铝含量的强化介质（5wt%和8wt%），可分别将其分为2份，即得到4次添加，在第一次添加完成后，搅拌熔炼，并在熔液表面覆盖炭渣，厚度小于50mm，然后向其中加入金属银（纯度大于99%），表面炭渣覆盖至80±10mm，继续熔炼，在熔炼完成前将剩余几份强化介质依次添加其中，每次间隔120-180s（如还添加有稀土元素，在出包前加入），最后除渣出包，采用上引连铸的方法直接挤压成型得到合金板材，最后经轧制、回火等后续加工获得成品。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对性添加强化介质，配合银含量合理调整，制得的银铜合金含氧量、有害气体含量显著降低，晶体结构更为致密稳定，具有优异的导电性，同时耐磨性明显改善，综合效益提升，高效实用。强化介质包括铝青铜和稀土改性石墨烯两个部分，在银铜合金制备过程中，依次充当导电强化介质和脱氧除气强化介质，且合理设置熔炼步骤，通过不同铝青铜的铝含量设定和添加次数与顺序，在铜合金熔炼过程中，有效降低了溶解氧含量，合金相变和结构更为均匀致密，且分次添加对除气具有一定的缓冲性，气泡均匀分布于熔液内，进一步提高了有害气体的去除率，相较正常一次性添加除气剂，除气效率提高了50%以上，且对合金结构影响小，非共晶体结构区域明显扩大延展，大大提高了银铜合金的性能优化和稳定性。本申请制得的银铜合金经检测导电率可达99IACS以上，含氧量小于5ppm，硬度大于134HV，综合效益显著提高，制得推广应用。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种换向器铜片用高导电银铜合金，该银铜合金包括银铜合金本体以及掺杂于合金本体内的强化介质，其中银铜合金本体中包括，银含量为0.030wt%，不可避免的杂质元素含量＜0.05wt%，余量为铜，强化介质为掺杂铝青铜的稀土改性石墨烯。具体的，强化介质掺杂量为银铜合金质量的0.15%。强化介质中铝青铜和稀土改性石墨烯质量百分比为1:15。其中，铝青铜选用添加铝元素的紫铜熔炼制作，且包括至少2种不同铝含量的铝青铜中间合金（2种不同含量的差值不超过5wt%）。进一步的，铝青铜中的铝含量选自3wt%、5wt%、8wt%、10wt%、12wt%中任意一种。稀土改性石墨烯中，稀土选自镧、铈中的任意一种或组合物，用量为石墨烯的0.6wt%。强化介质制备方法为，取稀土改性石墨烯，惰性氛围下球磨5-10h，得粉料一备用；将铝青铜同样于惰性条件下球磨10-15h，得粉料二备用；将粉料一、粉料二混合，加入粉料混合设备，并于雾化水合肼溶液条件下，搅拌处理10-30min，然后洗涤过滤，真空干燥，即得。水合肼采用80wt%水合肼水溶液，其雾化通入量为15mL/m3·h。且，在制备过程中由不同铝含量的铝青铜与稀土改性石墨烯共混制得的强化介质，独立标记并存放。本实施例中选用5wt%、8wt%，制得两种不同成分含量的强化介质，并各自分为2等分，在熔炼过程中分4次添加。更进一步的，上述高导电银铜合金制备方法为，采用取高品质紫铜（纯铜）于熔化炉中加热熔融，然后向其中分至少3次加入强化介质（在制备过程中，强化介质包括至少2中不同铝含量，且两者铝含量相差不超过5个百分点），先加入铝含量交底的强化介质，具体的，如选用两种铝含量的强化介质（5wt%和8wt%），可分别将其分为2份，即得到4次添加，在第一次添加完成后，搅拌熔炼，并在熔液表面覆盖炭渣，厚度小于50mm，然后向其中加入金属银（纯度大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在于：该银铜合金包括银铜合金本体以及掺杂于合金本体内的强化介质，其中银铜合金本体中包括，银含量为0.025-0.040wt%，不可避免的杂质元素含量＜0.05wt%，余量为铜，强化介质为掺杂铝青铜的稀土改性石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在于：该银铜合金包括银铜合金本体以及掺杂于合金本体内的强化介质，其中银铜合金本体中包括，银含量为0.025-0.040wt%，不可避免的杂质元素含量＜0.05wt%，余量为铜，强化介质为掺杂铝青铜的稀土改性石墨烯。


2.根据权利要求1所述的换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在于：所述银铜合金中还包括稀土元素，以铜含量为基准，稀土元素添加量为0.05-0.3wt%，其中稀土元素选自镧或镧、铈组合物，且镧元素含量大于70%。


3.根据权利要求1或2所述的换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在于：所述强化介质掺杂量为银铜合金质量的0.1-2%。


4.根据权利要求3所述的换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在于：所述强化介质中铝青铜和稀土改性石墨烯质量百分比为1:5-30，其中，铝青铜选用添加铝元素的紫铜熔炼制作，且包括至少2种不同铝含量的铝青铜中间合金。


5.根据权利要求4所述的换向器铜片用高导电银铜合金，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张余明，黄海波，黄国兴，姜日领，
申请(专利权)人：浙江利丰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33