[发明专利]一种高强抗氧化合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供的一种高强抗氧化合金材料及其制备方法，其由芯部和镀铜层组成，其中，芯部由以下重量百分比含量的组分组成：锡42％～45％、铜13％～16％、铝0.5％～1.2％、镁1.2％～1.8％、钪0.2％～0.5％、不可避免杂质含量≤2wt％，其余为铁。从而提高熔体合金材料的强度和抗氧化性，有效避免合金熔体因强度不高而变形，以及因氧化而影响熔体电阻的问题。

技术领域

本发明涉及熔体合金领域，具体地说，是一种适用于熔断器的高强抗氧化熔体合金材料及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，电子设备得到广泛应用，熔断器的需求也随之增加。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

熔断器一般由绝缘底座或支持件、触头、熔体等组成，熔体是熔断器的主要工作部分，熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线，当电路发生短路或过载时，电流过大，熔体因过热而熔化，从而切断电路。熔体材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点。其中，熔体材料大多采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。

由于熔断器是一次性用品，而白银是天然的货币，用纯银作为熔体材料，成本较高，同时，铅对人体和环境有较大的危害。申请号为200380100152.9的发明专利公开了Sn-Bi-In合金熔体，该熔体强度较低，容易发生变形，熔体的变形会导致熔体电阻发生变化，从而影响熔体的使用性能。另一方面，熔体要长期暴露在空气中，为了防止合金熔体因氧化而影响熔体的电阻，亟需对合金熔体的抗氧化性能进行提升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高强抗氧化合金材料及其制备方法，以解决现有技术的不足，提高熔体合金材料的强度和抗氧化性，从而有效避免合金熔体因强度不高而变形，以及因氧化而影响熔体电阻的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高强抗氧化合金材料由芯部和镀铜层组成，其中，所述芯部由以下重量百分比含量的组分组成：锡42％～45％、铜13％～16％、铝0.5％～1.2％、镁1.2％～1.8％、钪0.2％～0.5％、不可避免杂质含量≤2wt％，其余为铁。

根据本发明的一实施例，镀铜层的厚度为0.10～0.15mm。

一种高强抗氧化合金材料的制备方法，其包括步骤：

(A)芯部成型，将相应质量百分比的铁、铜、铝、镁混合均匀，形成混合料；将锡加热到520～550℃，加入钪搅拌均匀后再加入混合料，再次搅拌均匀后加入到成型模具中，温度降到150℃以下，得以把合金材料从模具中取出，完成成型，得到芯部毛坯；

(B)芯部致密，将芯部毛坯放入加压模具中，连加压模具一起加热到210～220℃，然后对加压模具内的芯部毛坯进行加压，压强为5MPa～8MPa，保压10～15min，冷却到室温，取出芯部毛坯；

(C)去应力，将步骤(B)中得到的芯部毛坯，加热到90℃～110℃，保温60～80min，然后冷却到室温；以及

(D)铜层电镀，对步骤(C)中得到的芯部毛坯的表面进行电镀铜，镀铜层的厚度为0.10～0.15mm。

根据本发明的一实施例，所述步骤(A)的芯部成型和所述步骤(B)的芯部致密在氢气环境下完成，氢气压强不大于6000Pa。

根据本发明的一实施例，所述步骤(A)中的铁、铜、铝、镁、钪为粉体，粒度不大于350目。

本发明同现有技术相比，主要具有以下优点和有益效果：