CN105886813A - 一种银氧化锡-钨电触头材料及其制备方法 - Google Patents
一种银氧化锡-钨电触头材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及材料制备领域，尤其是一种银氧化锡‑钨电触头材料及其制备方法。一种银氧化锡‑钨电触头材料，按质量份数计，包含6～15份的SnO2粉末和85～94份的银，所述SnO2粉末按质量分数计，包含15～30%纳米SnO2粉、0～3%添加物、5～10%的钨粉，其余含量为常规SnO2粉体。本发明的银氧化锡‑钨电触头材料提升了AgSnO2的抗耐磨性及电弧烧蚀能力，而且降低了电阻率，提升了导电性能，生产工艺简单，产品成品低，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备领域，尤其是一种银氧化锡-钨电触头材料及其制备方法。
背景技术
目前，AgSnO2电接触合金由于其优良的耐磨性、抗熔焊性、耐电弧侵蚀性能，已作为低压电器中触头材料受到广泛的应用。
经研究发现，添加氧化物如氧化铋、氧化铜或氧化铟中的一种或几种氧化物的形成银氧化电触头材料，形成颗粒增强型的复合材料，具有良好的耐磨性、抗熔焊性和耐电弧侵蚀性，很好的改善了电器的电气性能。中国专利公开号为CN101034633A，进一步研究出了将氧化钨作为添加物，制备形成掺杂银氧化锡电触头材料，但是由于添加氧化钨后，电阻率升高，导电性能下降。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种电阻率高，导电性能好的银氧化锡-钨电触头材料，本发明是采用以下技术方案来实现的：
一种银氧化锡-钨电触头材料，按质量份数计，包含6～15份的SnO2复合粉末和85～94份的银，所述SnO2复合粉末按质量分数计，包含15～30%纳米SnO2粉、0～3%添加物、5～10%的钨粉，其余含量为常规SnO2粉体。
其中，所述添加物为镍、铟、锌、铜、锑中的至少一种。
一种制备以上所述的银氧化锡-钨电触头材料的方法，按以下工艺步骤制备：
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉及添加物混合均匀形成SnO2粉；
步骤二，在SnO2粉中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，使其合金化形成银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结，降温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭烧结，后加热挤压成丝材，然后将丝材拉拨至成品。
其中， 步骤五中，烧结温度为400～600℃。
其中，步骤五中，烧结时间为1～4小时。
其中，步骤六中，筛分时，过筛的筛目为250目。
其中，步骤八中，烧结温度为750℃～950℃，烧结时间为2～3小时。
其中，步骤八中，挤压温度为750℃～900℃，挤压时间为2～8小时。
本发明的银氧化锡-钨电触头材料采用在银氧化锡中掺钨制成电触头材料，提升了电触头的抗耐磨性及电弧烧蚀能力，而且降低了电阻率，提升了导电性能。同时，用钨粉直接与氧化锡混合，缩减了工艺，工艺简单，产品成本低，适合工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
取原料用量，常规SnO2粉体0.36kg，纳米SnO2粉0.18kg，铜粉0.0005kg，钨粉0.06kg，同时用氢氧化钠以及硝酸银溶液配制质量分数为30%的银氨溶液60kg。
按如下工艺步骤制备，
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉及铜粉混合均匀形成SnO2混合物；
步骤二，在SnO2粉中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，置入V型混粉机中，进行机械合金化处理，使其合金化形成混合均匀的银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结温度为100℃，在100℃时停留4小时，然后降温至常温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分，筛目为250目；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，等静压压力为150MPa-500MPa，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭在温度为750℃的条件下烧结3小时，然后用反向挤压机挤压，挤压筒内恒温750℃，挤压8小时，挤压形成丝材，然后拉拨至成品。
实施例一得到的成品的材料性能在抗电流冲击性、耐磨性及抗熔焊性得到极大的提高，其材料的密度≥9.9g/cm³，电阻率≤2.2μΩ·cm，硬度≥950MPa，抗拉强度为250-300MPa，延伸率为18-30%.
实施例2
取原料用量，纳米SnO2粉0.23kg，镍0.015kg，钨粉0.15kg，常规SnO2粉体1.11kg,同时配制质量分数为30%的银氨溶液48kg。
按如下工艺步骤制备，
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉及镍混合均匀形成SnO2混合物；
步骤二，在SnO2粉中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，使其合金化形成银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结温度为600℃，在600℃时停留3小时，然后降温至常温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分，筛目为250目；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，等静压压力为150MPa-500MPa，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭烧结，烧结温度为950℃，烧结时间为2小时，然后加热挤压成丝材，挤压时温度为900℃，挤压时间为2小时，然后将丝材拉拨至成品。
实施例二得到的成品的材料性能在抗电流冲击性、耐磨性及抗熔焊性得到极大的提高，其材料的密度≥9.65g/cm³，电阻率≤2.55μΩ·cm，硬度≥800MPa，抗拉强度为230-285MPa，延伸率为18-30%.
实施例3
取原料用量，纳米SnO2粉0.21kg，镍0.006kg，锑0.004kg,铟0.001kg,钨粉0.13kg，常规SnO2粉体0.962kg,同时配制质量分数为30%的银氨溶液50kg。
按如下工艺步骤制备，
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉及添加物混合均匀形成SnO2混合物；
步骤二，在SnO2粉中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，使其合金化形成银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结温度为500℃，在500℃时停留4小时，然后降温至常温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分，筛目为250目；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，等静压压力为150MPa-500MPa，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭烧结，烧结温度为800℃，烧结时间为3小时，然后加热挤压成丝材，挤压时温度为800℃，挤压时间为6小时，然后将丝材拉拨至成品。
实施例三得到的成品的材料性能在抗电流冲击性、耐磨性及抗熔焊性得到极大的提高，其材料的密度≥9.85g/cm³，电阻率≤2.3μΩ·cm，硬度≥800MPa，抗拉强度为230-285MPa，延伸率为18-30%.
实施例4
取原料用量，纳米SnO2粉2.4kg,钨粉0.8kg，常规SnO2粉体0.48kg,同时配制质量分数为30%的银氨溶液55kg。
按如下工艺步骤制备，
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉混合均匀形成SnO2混合物；
步骤二，在SnO2粉中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，使其合金化形成银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结温度为500℃，在500℃时停留4小时，然后降温至常温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分，筛目为250目；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，等静压压力为150MPa-500MPa，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭烧结，烧结温度为800℃，烧结时间为3小时，然后加热挤压成丝材，挤压时温度为800℃，挤压时间为6小时，然后将丝材拉拨至成品。
实施例四得到的成品的材料性能在抗电流冲击性、耐磨性及抗熔焊性得到极大的提高，其材料的密度≥9.75g/cm³，电阻率≤2.25μΩ·cm，硬度≥850MPa，抗拉强度为240-290MPa，延伸率为18-30%.
需进一步的解释，本发明的银氧化锡材料本身具有良好的抗电弧烧损、耐磨性及抗熔焊性，在材料中添加一定比例的钨，从而在抗电流冲击性、耐磨性及抗熔焊性得到极大提升，可广泛应用于继电器、中低压开关（电机保护开关、温控开关、照明开关等）、接触器、断路器等低压电器，特别应用于汽车直流电器中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种银氧化锡-钨电触头材料，其特征在于：包括，按质量份数计，6～15份的SnO2粉末和85～94份的银，
所述SnO2粉末包括，按百分比计的，纳米SnO2粉15～30%、添加物0～3%、钨粉5～10%，余量为常规SnO2粉体。
2.根据权利要求1所述的银氧化锡-钨电触头材料，其特征在于：所述添加物为镍、铟、锌、铜、锑中的至少一种。
3.一种制备权利要求1或2所述的银氧化锡-钨电触头材料的方法，其特征在于：按以下工艺步骤制备：
步骤一，将常规SnO2粉体与纳米SnO2粉及添加物混合均匀形成SnO2混合物；
步骤二，在SnO2混合物中加入钨粉，混合搅拌，形成SnO2复合粉末；
步骤三，将SnO2复合粉末置入银氨溶液中，进行银包覆处理，然后均匀烘干，形成银氧化锡-钨粉体；
步骤四，将银氧化锡-钨粉体进行球磨混合处理，使其合金化形成银氧化锡-钨合金粉体；
步骤五，将银氧化锡-钨合金粉体高温烧结，然后降温；
步骤六，将烧结过的银氧化锡-钨合金进行筛分；
步骤七，将筛分后的银氧化锡-钨合金进行等静压处理，压制形成坯锭；
步骤八，将坯锭烧结，后加热挤压成丝材，然后将丝材拉拨至成品。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤五中，烧结温度为400～600℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤五中，烧结时间为1～4小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤六中，筛分时，筛目为250目。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤八中，烧结温度为750℃～950℃，烧结时间为2～3小时。
8.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤八中，挤压温度为750℃～900℃，挤压时间为2～8小时。
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