CN102509654B - 一种银氧化锡丝材制备方法 - Google Patents

Abstract

一种银氧化锡丝材制备方法，将制备好AgSn粉与SnO₂粉体及添加物混合均匀，所述添加物为CuO、GeO₂、Dy₂O₃<sub/>、WO₃、WC、W其中任一种或任几种，将混合的粉体置入有氧环境中，氧化后的粉体在压力下等静压成锭子，再将锭子在高温下烧结，挤压成丝材后，然后拉拔成相应直径的丝材。该方法制备的银氧化锡颗粒细小、金相组织均匀，添加物的种类不受限制，改善了材料的加工性能、铆钉制打性能及电性能。

Description

一种银氧化锡丝材制备方法

技术领域

 本发明涉及一种电接触材料的制备方法，属于金属基复合材料技术领域。

背景技术

AgSnO₂电触头材料主要应用于继电器、接触器、马达发动机、开关等电器开关中。该两种材料是目前在低压电器中最常用的环保材料，并能大规模生产。随着继电器的小型化发展，对接触材料也有抗熔焊性也有更新的要求。现有的AgSnO₂复合材料是采用传统的混粉烧结挤压工艺，氧化锡颗粒粗大，材料致密性不好，添加物成份团聚严重，单一采用包覆法、共沉积化学法，材料强度差，单一采用内氧化法制备，材料加工困难，容易出现氧化物聚集及氧化物贫瘠区，难以保证材料的稳定性,单一采用预氧化法制备、粉体随着氧化物含量的增加，氧化困难，材料加工性困难，添加添加物的种类只局限于能与银形成合金相的元素。

通过检索分析，纵观国内、外的研究，几乎所有的方法是通过不同的工艺方法，大致采用的单一的混粉工艺、化学工艺、内氧化或预氧化工艺。检索到的现有技术如下

（1）专利CN1417817，纳米银氧化锡电触头及其制备方法；            

（2）专利CN1425790，一种银氧化锡材料的制备方法；                 

（3）专利CN1101510479，一种银氧化锡电触头的制备方法；             

（4）专利CN1425790A，一种银氧化锡材料的制备方法；

（5）添加物对银氧化锡纳米晶电触头材料性能的研究，刊出于上海有色金属 2007年3期。  

文献（1）和（2）分别是通过化学镀参杂TiO2、稀土元素来达到细化晶粒效果和在银氨溶液把氧化锡颗粒包覆的方法，这两种方法均属于化学方法，所制备的材料的强度低，致密性差；文献（3）和（4）是介绍了一种粉末预氧化的方法制备文献（5）采用雾化法制备材料，该方法不同的氧化状态，材料表现出不同的特性，并且加工困难。

发明内容

本发明要解决的问题是改善现有技术中材料的强度低，致密性差、加工困难等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种银氧化锡丝材制备方法，包括以下步骤

第一步，采用雾化制粉法制备AgSn合金粉；

第二步，将制备好AgSn粉与白色SnO₂粉体及添加物混合均匀，所述添加物为 CuO、GeO₂、Dy₂O_3、、WO₃、WC、W其中任一种或任几种；

第三步，将第二步处理的粉体置入有氧环境中进行氧化；

第四步，将第三步氧化后的粉体在等静压机压锭成型；

第五步，将第四步锭子进行加热烧结；

第六步，将第五步烧结后的锭子加工成丝材。

所述第二步的雾化AgSn粉粒度范围为1μm --6μm，所用SnO₂粉体为白色、粒度1μm- 8μm，含量范围为5%-50%，添加物含量范围在0.1%-2%，粒度范围1μm- 5μm。

所述第三步的氧化温度为350℃-550℃氧化时间2h-5h，然后升温至650℃-850℃，氧化时间为3h-8h，所述的有氧环境为空气环境或氧压为0.1MPa -0.6MPa 的氧气环境中。

所述第四步的等静压压力范围为80MPa-220MPa，保压时间5s-60s，锭子直径为Ф85mm-Ф105mm。

所述第五步的锭子烧结，加热温度为700℃-900℃，保温时间为2.5 h-7h。

所述第六步的加工成丝材，挤压成Ф4mm-Ф8mm丝材。

所述第六步的热加工中的加热方式，采用高频加热、中频加热、电阻加热中的任一种或任两种组合。

本发明的银氧化锡制备方法，对银氧化锡复合材料的晶粒进行细化，晶粒粒径均匀，破碎和分散粉末颗粒边界上的氧化膜，并且使氧化物增强颗粒纤维化，使得材料更具有高强度的比模量，良好的尺寸稳定性和高温性能，并进一步细化氧化物颗粒在银基体上更均匀第分布，并得到更细小的氧化颗粒，增强了材料的抗熔焊性和耐烧损性。

 本发明的优点，通过混入SnO₂、GeO、Dy₂O₃、、WO₃等氧化物，降低氧化时的氧化能垒，反应速度快，细化氧化物颗粒和细化晶界，减少氧化物在晶界析出氧化。然后通过大变性挤压，丝材整个晶粒进一步得以细化。

附图说明

图1 为本发明的工艺流程图；

图2现有常规粉体氧化后粉体金相组织图；

图3现有混粉产品金相组织纵向图；

图4现有预氧化工艺产品金相组织纵向图；

图5 本发明粉体氧化后粉体金相组织图；

图6 本发明实施例一的样品金相组织纵向图；

图7 本发明实施例二的样品金相组织纵向图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施方式对本发明做进一步介绍。

实施例一: Ag锭、Sn锭和Cu棒进行熔炼，然后水雾化，对粉体进行烘干，对粉体过350目筛，加入平均粒度为 2-3μm、重量百分比为5%的SnO₂，平均粒度为1-2μm的、重量百分比为1%的WO₃ 和平均粒度为1-2μm、重量百分比为0.1% WC，机械混粉3小时，混合均匀的粉体在空气环境中350℃的温度下氧化1小时，然后粉体在0.6MPa的氧压、温度850℃条件下氧化4小时，氧化后粉体在80MPa进行等静压，保压5秒，压成直径为85-88mm的锭子，锭子在880℃温度下保温烧结6小时，温度调低700℃保温1小时，挤压成Ф4mm的丝材，再对丝材进行热拉成Ф1.88mm丝材。

材料物理性能对比如下表

金相组织如图6所示，本实施例的细化后的产品晶粒均匀。

从物理性能来看，本发明产品比现有技术中的混粉工艺更致密，减少了材料的电阻，增强了材料的抗拉强度，改善材料的加工性能。

实施例二：Ag锭、Sn锭和In锭进行熔炼，然后雾化，对粉体进行烘干，对粉体过350目筛，添加重量百分比为35%的添加剂，添加剂为平均粒度为 2-3μm的SnO₂、平均粒度为1-2μm的GeO、Dy₂O₃。将上述所有粉体机械混粉3小时后，空气环境中550℃氧化3小时，然后升至850℃，氧化8小时。在220MPa的等静压，压成直径为105-108mm的锭子，锭子在880℃温度下保温烧结7小时，挤压成Ф8mm，再将丝材进行热拉成Ф1.88mm丝材。

材料物理性能对比如下表

金相组织如图7所示，本实施例的细化后的产品晶粒均匀。

对比来看，本发明的工艺降低了材料的电阻，改善了材料电性能，提高了材料的延伸率，改善了材料的加工性能。

以上实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

Claims (5)

1.一种银氧化锡丝材制备方法，其特征在于包括以下步骤 

第一步，采用雾化制粉法制备AgSn合金粉； 

第二步，将制备好AgSn粉与SnO₂粉体及添加物混合均匀，所述添加物为CuO、GeO₂、Dy₂O₃、WO₃、WC、W其中任一种或任几种； 

第三步，将第二步处理的粉体置入有氧环境中，进行氧化； 

第四步，将第三步氧化后的粉体在等静压机压锭成型； 

第五步，将第四步锭子进行加热烧结； 

第六步，将第五步烧结后的锭子热加工成丝材； 

其中所述第三步的氧化温度为350℃-550℃,氧化时间为2h-5h，然后升温至650℃-850℃，氧化时间为3h-8h，所述的有氧环境为空气环境或氧压为0.1MPa-0.6MPa的氧气环境中； 

所述第五步的锭子烧结，加热温度为700℃-900℃，保温时间为2.5h-7h。 

2.根据权利要求1的一种银氧化锡丝材制备方法，其特征在于所述第二步的雾化AgSn粉粒度范围为1μm--6μm，所用SnO₂粉体为白色、粒度1μm-8μm，含量范围为5％-50％，添加物含量范围在0.1％-2％，粒度范围1μm-5μm。 

3.根据权利要求1的一种银氧化锡丝材制备方法，其特征在于所述第四步的等静压压力范围为80MPa-220MPa，保压时间为5s-60s，锭子直径为Ф85mm-Ф105mm。 

4.根据权利要求1的一种银氧化锡丝材制备方法，其特征在于所述第六步的加工成丝材，挤压成Ф4mm-Ф8mm丝材。 

5.根据权利要求1的一种银氧化锡丝材制备方法，其特征在于所述第六步的热加工中的加热方式，采用高频加热、中频加热、电阻加热中的任一种或任两种组合。