Сплав на основе палладия
Владельцы патента RU 2788879:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе палладия, предназначенных для изготовления элементов высокоточных электрических приборов и устройств. Сплав на основе палладия содержит, мас.%: серебро - 20,0-28,4, медь - 15,0-17,0, золото - 5,0-10,5, платина - 5,0-8,7, цинк - 1,0-1,8, родий - 0,001-0,01, палладий - остальное. Изобретение направлено на получение в сплаве на основе палладия оптимального сочетания физико-механических свойств с низким электрическим сопротивлением. 2 табл.
Настоящее изобретение относится к металлургии сплавов на основе палладия, предназначенных для изготовления элементов высокоточных электрических приборов и устройств, в частности проволочных контактов для плат передачи видеосигналов. Для них требуется высокая проводимость в данном диапазоне частот, определенный уровень пластических свойств (возможность гибки контакта под определенную форму) и высокая износостойкость.
Известен сплав на основе палладия, содержащий, мас. %: палладий -16,0-90,0; золото - 5,0-64,0 и молибден - 2,5-20,0 (Пат. GB 861646 A). Компоненты данного сплава в обозначенных пределах обеспечивают хорошую стойкость к окислению и его относительную мягкость, физические свойства на неплохом уровне. Он имеет стабильную пластичность, однако обладает достаточно высоким электрическим сопротивлением.
Сплавы драгоценных металлов распространены для применения в приборах электронных устройств, где желательны низкое контактное сопротивление. С этой целью используются составы сплавов, содержащих золото, серебро и платину, а также медь и цинк.
Наиболее близким к изобретению по составу является сплав на основе палладия, содержащий, мас. %: палладий - 20,0-44,0; серебро - 35,0-60,0; медь - 5,0-20,0; цинк - 0,1-5,0, никель - 1,0-7,0, бор до 0,18 мас. %, рений до 0,005 мас. % и модифицирующие элементы до 1,0 мас. % (Пат. US 5484569 A). Этот сплав также обладает высокой стойкостью к окислению и потускнению, а модифицирующие элементы, в частности рутений, предназначены для измельчения зерна. Однако присутствие в сплаве достаточно большого количества никеля приводит к повышению сопротивления деформации металла и сильному упрочнению во время деформации. Поэтому изготовление проволоки достаточно малых диаметров для электроконтактов связано с увеличением трудоемкости ее обработки за счет увеличения количества проходов при волочении и промежуточных отжигов.
Основной задачей изобретения является создание нового сплава на основе палладия, обладающего оптимальным сочетанием физико-механических свойств с низким электрическим сопротивлением.
Для решения поставленной задачи предложен сплав на основе палладия, содержащий серебро, медь, цинк, согласно изобретению, дополнительно содержит золото, платину и родий, при следующем соотношении компонентов, по мас. %:
серебро - 20,0-28,4;
медь - 15,0-17,0;
золото - 5,0-10,5;
платина - 5,0-8,7;
цинк - 1,0-1,8;
родий - 0,001-0,01;
палладий - остальное.
Палладий является основным элементом сплава и обеспечивает в заданных пределах получение требуемых физико-механических свойств изделий из него.
Серебро при сплавлении с палладием образует систему с непрерывной взаимной растворимостью компонентов и снижает электрическое сопротивление.
Медь в качестве легирующего компонента в заявленных пределах выбрана в связи с образованием с палладием непрерывной системы твердых и жидких растворов. Ее содержание является оптимальным для замещения в сплаве палладия и обеспечивает повышенные прочностные свойства, твердость и износостойкость.
Золото в заявленных пределах повышает пластичность и антикоррозионные свойства, а также уменьшает склонность к газопоглощению при литье.
Кроме того, наличие в сплаве серебра, золота и меди в указанных количествах обеспечивает снижение температуры литья на 50-100°С.
Платина при сплавлении с палладием также образует систему с непрерывной взаимной растворимостью компонентов и придает сплаву блестящий белый цвет.
Добавление цинка снижает температуру плавления сплава и обеспечивает хорошую пластичность.
Родий в пределах 0,01-0,1 наряду с модифицирующим действием для измельчения зеренной структуры литой заготовки, является упрочняющей добавкой, повышающей антикоррозионные свойства.
Для сравнения в таблице 1 приведены составы заявляемого и известных сплавов.
Проволока диаметром 0,7 мм в нагартованном состоянии из полученного сплава палладия обладает достаточным электрическим сопротивлением и оптимальным сочетанием физико-механических свойств, которые приведены в таблице 2.
Таким образом, предлагаемый сплав обладает всеми необходимыми эксплуатационными и технологическими свойствами, требуемыми при изготовлении элементов высокоточных электрических приборов и устройств, в частности проволочных контактов для передачи видеосигналов. Так удельное электросопротивление проволоки малых диаметров из него не превышает 20 мкмОм/см, что ниже этого параметра, чем у сплавов-аналогов. Кроме того, из таблицы также видно, что при высоких прочностных свойства (временное сопротивление до 1250 МПа), проволока имеет сравнительно высокую пластичность (относительное удлинение до 11%), позволяющую проводить гибку контактов, и высокую износостойкость (микротвердость HV до 300 кгс/мм2).
Сплав на основе палладия, содержащий серебро, медь, цинк, отличающийся тем, что он дополнительно содержит золото, платину и родий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
серебро - 20,0-28,4;
медь - 15,0-17,0;
золото - 5,0-10,5;
платина - 5,0-8,7;
цинк - 1,0-1,8;
родий - 0,001-0,01;
палладий - остальное.
