CN103710556B - 一种粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺，具体是将银氧化物混合粉用轧机轧制成厚度为0.1～0.6mm的片状物料，所得片状物料再经等静压成型、烧结、挤压工序，即得到银氧化锡触头材料；所述轧机的轧辊辊径为60～200mm，两轧辊之间的间隙为0.1～0.6mm，轧制速度为2～10m/min。发明所述工艺通过在常规粉末冶金法制备银氧化锡的工艺中引入粉末轧制技术，使用轧机对银氧化物混合粉轧制，改变了常规粉末冶金工艺中银颗粒和氧化锡颗粒间简单的分布状态，将氧化锡颗粒压进银颗粒基体中，从而改善了材料中银与氧化锡间结合强度，提高了所得银氧化锡触头材料的力学物理性能和电性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属基复合材料领域，具体涉及一种粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺。
背景技术
目前，制备银氧化锡触头材料的工艺方法可分为三类：粉末冶金法、化学法及内氧化法，其中内氧化法又可细分为合金内氧化法和合金粉末预氧化法。常规粉末冶金法制备银氧化锡系列材料的主要工艺路线为：(银粉+氧化锡粉+添加物粉(如果有的话))粉末混合→等静压→烧结→挤压成线材或带材。常规粉末冶金法的优势在于工艺简单，可生产各种成份配比的银氧化锡系列材料，该工艺粉末的混合方式通常为简单的机械混合，银颗粒和氧化锡颗粒间属于简单的分布状态，由于银颗粒与氧化锡颗粒均是简单的孤立分布，导致两种颗粒间的结合强度较差。为了改善银与氧化锡结合强度差的问题，国内一些研究人员在常规的粉末冶金法的生产流程中添加了高能球磨工序，改善了银与氧化锡结合强度，所制得的银氧化锡触头材料具有较良好的性能。但实际的应用表明，使用高能球磨工艺存在以下不足：(1)为了达到较好的球磨效果，通常使用高的球料比以及长的球磨时间，因此生产效率低；(2)球磨后易出现粉末粘球的现象，不易清理材料，材料损耗大，工艺成本高；(3)长时间高能量的冲击下磨料磨损严重，不可避免地掺杂进混合粉中，影响材料的纯度。因此目前高能球磨在批量化的银氧化锡触头材料的生产应用中尚未得到有效的推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺。该方法可提高材料中银与氧化锡间的结合强度，从而提高所得银氧化锡触头材料的力学物理性能,并具有良好的电性能。
本发明所述的粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺，将银氧化物混合粉用轧机轧制成厚度为0.1～0.6mm的片状物料，所得片状物料再经等静压成型、烧结、挤压工序，即得到银氧化锡触头材料；所述轧机的轧辊辊径为60～200mm，两轧辊之间的间隙为0.1～0.6mm，轧制速度为2～10m/min。本发明通过在常规粉末冶金法制备银氧化锡的工艺中引入粉末轧制技术，使用轧机对银氧化物混合粉轧制，改变了常规粉末冶金工艺中银颗粒和氧化锡颗粒间简单的分布状态，将氧化锡颗粒压进银颗粒基体中，从而改善了材料中银与氧化锡间结合强度，所得银氧化锡触头材料的力学物理性能和电性能。
上述技术方案中，所述的银氧化物混合粉可以是由银粉和氧化锡粉混合均匀所得，此时银氧化物混合粉的组成为：氧化锡粉的含量为5～15wt%，余量为银粉。也可以是由银粉、氧化锡粉和添加物粉混合均匀混合均匀所得，所述添加物粉选自氧化铜、氧化铋、氧化铟和氧化钨中的一种或两种以上的组合。此时银氧化物混合粉的组成为：氧化锡粉的含量为5～15wt%，添加物粉的含量为0.1～3wt%，余量为银粉。本申请中，当添加物粉为选自氧化铜、氧化铋、氧化铟和氧化钨中的任意两种以上的组合时，它们之间的配比可以为任意配比。
上述技术方案中，所述轧机的轧辊辊径优选为100～160mm，轧制速度优选为4～8m/min，在上述选择范围内，可以使银与氧化锡间获得更好的结合强度及材料性能。
上述技术方案中，所述的等静压成型、烧结和挤压工序均与现有常规技术相同，具体地，等静压成形压力通常为100～200Mpa；烧结的温度通常为850～920℃，烧结的时间为2～5h；热挤压的温度通常为800～900℃，挤压比为150～300。在挤压得到AgSnO2线材或带材之后，再将线材按常规拉拔工艺进行拉拔、退火加工至所需尺寸。
本申请中，所述氧化锡粉末的平均粒度通常为1～10μm，银粉的通常为-150目～-300目，添加物粉的平均粒度通常为10～50μm。
与现有技术相比，本发明所述工艺通过在常规粉末冶金法制备银氧化锡的工艺中引入粉末轧制技术，使用轧机对银氧化物混合粉轧制，改变了常规粉末冶金工艺中银颗粒和氧化锡颗粒间简单的分布状态，将氧化锡颗粒压进银颗粒基体中，从而改善了材料中银与氧化锡间结合强度，提高了所得银氧化锡触头材料的力学物理性能和电性能。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
称取-200目的银粉9kg、平均粒度为3μm的氧化锡粉1kg，置于V型混料器中混合2小时，得到银氧化物混合粉，将银氧化物混合粉装入到粉末轧机(轧辊辊径为100mm，两轧辊之间的间隙为0.2mm)中，控制轧制速度为5m/min，加工得到厚度为0.2～0.25mm的片状物料，然后将所得片状物料采用等静压加工成型，成型压力设定为180MPa，然后在850℃条件下保温烧结4h，在860℃挤压成线材，挤压比为200，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
对比例1
称取-200目的银粉9kg、平均粒度为3μm的氧化锡粉1kg，置于V型混料器中混合2小时，得到银氧化物混合粉，然后将所得银氧化物混合粉采用等静压加工成型，成型压力设定为180MPa，然后在850℃条件下保温烧结4h，在860℃挤压成线材，挤压比为200，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
实施例2
称取粒度为-300目的银粉9kg、平均粒度为5μm的氧化锡粉0.95kg、平均粒度为15μm的氧化铜粉0.02kg、平均粒度为10μm的氧化铋粉0.03kg，置于V型混料器中混合2小时，得到银氧化物混合粉，将混合粉装入到粉末轧机(轧辊辊径为200mm，两轧辊之间的间隙为0.5mm)中，控制轧制速度为2m/min，加工得到厚度为0.5～0.6mm的片状物料，然后将所得片状物料采用等静压加工成型，成型压力设定为200MPa，然后在880℃条件下保温烧结3h，在800℃挤压成线材，挤压比为220，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
对比例2
称取粒度为-300目的银粉9kg、平均粒度为5μm的氧化锡粉0.95kg、平均粒度为15μm的氧化铜粉0.02kg、平均粒度为10μm的氧化铋粉0.03kg，置于V型混料器中混合2小时，得到银氧化物混合粉，将银氧化物混合粉采用等静压加工成型，成型压力设定为200MPa，然后在880℃条件下保温烧结3h，在800℃挤压成线材，挤压比为220，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
实施例3
称取粒度为-150目的银粉8.8kg、平均粒度为1μm的氧化锡粉1.15kg、平均粒度为5μm的氧化钨粉0.05kg，置于V型混料器中混合2小时，得到银氧化物混合粉，将混合粉装入到粉末轧机(轧辊辊径为60mm，两轧辊之间的间隙为0.5mm)中，控制轧制速度为10m/min，加工得到厚度为0.5mm～0.6mm的片状物料，然后将所得片状物料采用等静压加工成型，成型压力设定为100MPa，然后在900℃条件下保温烧结5h，在900℃挤压成线材，挤压比为220，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
实施例4
称取粒度为-200目的银粉9kg、平均粒度为3μm的氧化锡粉0.95kg、平均粒度为15μm的氧化铜粉0.05kg、平均粒度为10μm的氧化铟粉0.02kg、粒度为5μm的氧化钨粉0.03kg、粒度为20μm的氧化铋粉0.01kg，置于V型混料器中混合3小时，得到银氧化物混合粉，将混合粉装入到粉末轧机(轧辊辊径为80mm，两轧辊之间的间隙为0.6mm)中，控制轧制速度为8m/min，加工得到厚度为0.6～0.75mm的片状物料，然后将所得片状物料采用等静压加工成型，成型压力设定为200MPa，然后在920℃条件下保温烧结3h，在800℃挤压成线材，挤压比为220，线材再按常规拉拔工艺进行拉拔加工至所需要的尺寸。
对上述所得的线材的力学物理性能进行测试，结果如下述表1所示；将上述所得的线材加工成铆钉，按下述表2所述试验条件对其进行电性能测试，结果如表3所示。
表1：
表2：
表3：(每个实施例制得产品的电寿命测试做3次)
由上述表1～3可见，采用本发明所述方法通过引入粉末轧制技术制得的银氧化锡电触头材料，有效地提高了所得银氧化锡触头材料的力学物理性能和电性能。
Claims (2)
1.一种粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺，其特征在于：将银氧化物混合粉用轧机轧制成厚度为0.1～0.6mm的片状物料，所得片状物料再经等静压成型、烧结、挤压工序，即得到银氧化锡触头材料；所述轧机的轧辊辊径为60～200mm，两轧辊之间的间隙为0.1～0.6mm，轧制速度为2～10m/min；其中：
所述的银氧化物混合粉由银粉、氧化锡粉和添加物粉混合均匀混合均匀所得，所述的添加物粉选自氧化铜、氧化铋、氧化铟和氧化钨中的一种或两种以上的组合；
所述银氧化物混合粉的组成为：氧化锡粉的含量为5～15wt％，添加物粉的含量为0.1～3wt％，余量为银粉。
2.根据权利要求1所述的粉末轧制法制备银氧化锡触头材料的工艺，其特征在于：所述轧机的轧辊辊径为100～160mm，轧制速度为4～8m/min。
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