CN112899519A - 一种银-氧化锡复合板材的制备方法和触头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种银‑氧化锡复合板材的制备方法和触头，方法包括：将原料熔炼，得到熔炼锭坯；原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；将熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材；内氧化温度为650～800℃，时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。上述方法能够实现批量生产，且板材具有较高的硬度。上述方法制备的12×12×1.3mm方品的密度为10.01g/cm3，电阻率为2.99μΩ·cm，硬度为112HV；Φ10×1.4mm圆品的密度为9.96g/cm3，电阻率为3.04μΩ·cm，硬度为114HV。

Description

一种银-氧化锡复合板材的制备方法和触头
技术领域
本发明属于触头技术领域，尤其涉及一种银-氧化锡复合板材的制备方法和触头。
背景技术
低压开关电器以可靠性高、工作寿命长为主要标志。其中，触头(特别是触头材料)是保证其实现高可靠性和长寿命的关键。电触头，又称触点、接点或触头，是开关电器、仪器仪表等中的接触部件，担负着接通、承载与分断电流的任务，它的性能直接影响到开关电器的可靠运行和使用寿命。电触头在开闭过程中产生的现象及其复杂，影响因素较多，理想的电触头材料必须具备良好的物理性能、电接触性能、加工制造性能等。低压电器电接触材料中银基电接触头材料适用于各类开关、继电器和接触器等大、中负荷电器中。后来开始采用的Ag-Cu、Au-Ag、Pd-Ag等合金；再到后来发展了多元贵金属和各种贵金属复合材料。银基电触头具有较好的耐电磨损、抗熔焊性和导电性、接触电阻小且稳定，广泛用于各种轻重负荷的低压电器、家用电器、汽车电器、航空航天电器。特别是继电器和接触器这些量大面广的电器，几乎全部采用银触头，是电触头行业中最为量大面广的产品。银金属氧化物触头材料具有优良的开关运行特性，因而成为低压电器广泛应用的一类触头材料。
目前，现有技术报道的触头的制备工艺难以大量生产。因此，探索一种能够批量生产，且产品满足使用性能的方法显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种银-氧化锡复合板材的制备方法和触头，该方法能够批量生产，且制备的复合板材具有优异的硬度。
本发明提供了一种银-氧化锡复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将原料熔炼，得到熔炼锭坯；所述原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；
将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材；所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。
优选地，所述熔炼的温度为1100～1200℃。
优选地，所述热轧复合的温度为740～780℃；所述热轧复合的时间为4～6h。
优选地，对热轧复合后的锭坯的厚度方向进行冷轧；
0＜锭坯厚度＜5mm，冷轧的道次加工量为10％～15％；
锭坯厚度≥5mm，冷轧的道次加工量为20～30％。
优选地，所述熔炼锭坯为长方体；
所述长方体的长度为320～360mm；
所述长方体的宽度为95～105mm；
所述长方体的高度为28～32mm。
优选地，所述银锭、锡锭和铟锭均选自一号锭；
所述镍粉的粒度大于0.061mm。
优选地，所述银-氧化锡复合板材的形状为长方体或产品为圆柱体；
所述长方体的厚度为1.2～4.2mm；
所述圆柱体的厚度为1.2～4.2mm。
本发明提供了一种触头，由上述技术方案所述制备方法制备的银-氧化锡复合板材制得。
本发明提供了一种银-氧化锡复合板材的制备方法，包括以下步骤：将原料熔炼，得到熔炼锭坯；所述原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材；所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。与现有技术相比，本发明通过采用上述质量比的银锭、锡锭、银锭和镍粉，经过熔炼、热轧复合、冷轧、冲压和内氧化工艺，实现批量生产，且板材具有较高的硬度。实验结果表明：本发明提供的方法制备的12×12×1.3mm的方品的密度为10.01g/cm3，电阻率为2.99μΩ·cm，硬度为112HV；Φ10×1.4mm的圆品的密度为9.96g/cm3，电阻率为3.04μΩ·cm，硬度为114HV。
具体实施方式
本发明提供了一种银-氧化锡复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将原料熔炼，得到熔炼锭坯；所述原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；
将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材；所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。
本发明将原料熔炼，得到熔炼锭坯。所述熔炼的温度优选为1100～1200℃。在本发明中，所述原料包括质量比为88～92:8～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉。在具体实施例中，所述原料包括质量比为88.8:7:4：0.2的银锭、锡锭、铟锭和镍粉。在本发明中，所述银锭、锡锭和铟锭均优选选自一号锭；所述镍粉的粒度优选大于0.061mm。
本发明通过在银锭和锡锭中加入铟锭，能够突破SnO2膜对氧原子扩散的阻碍作用，不仅使氧化得以持续进行，并可加速AgSn合金氧化进程，最终得到银氧化锡氧化铟(AgSnO2In2O3)新型复合金属氧化物电触头材料。
在本发明中，所述熔炼锭坯优选为长方体；
所述长方体的长度为320～360mm；
所述长方体的宽度为95～105mm；
所述长方体的高度为28～32mm。
得到熔炼锭坯后，本发明将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材。
在本发明中，所述表面加工的目的是除去熔炼锭坯上的表面杂质。
在本发明中，所述热轧复合的温度为740～780℃；所述热轧复合的时间为4～6h。所述热轧复合的气氛优选为氮气或氩气。
在本发明中，对热轧复合后的锭坯的厚度方向进行冷轧；
0＜锭坯厚度＜5mm，冷轧的道次加工量为10％～15％；
锭坯厚度≥5mm，冷轧的道次加工量为20～30％。、
在本发明中，所述冲压优选采用100t、63t、35t或16t冲床，模具为冷冲压模。本发明优选采用薄纸试冲，调整好间隙，冲入深度后，再冲压制备复合板材。
在本发明中，所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。内氧化的温度、时间和压力的选择与复合板材的厚度有关，如板材的厚度为1.3mm，内氧化的温度为680～760℃，时间为45～60h，压力为0.76～0.8MPa。本发明采用低温低压法进行氧化处理，使氧化物颗粒越细小，使产品具有更好的抗熔焊和耐电弧侵蚀性能，对提升材料的成型性能能起着重要的作用。
本发明优选内氧化后进行后处理，得到复合板材；所述后处理优选包括：步骤(1)，挑选出触头中破损、开裂、污痕严重件，剪去毛刺；(2)进行表面酸洗，然后给予光怖处理，处理后的产品不允许有酸痕、污迹，否则应做返工处理。
本发明上述制备方法制备的银-氧化锡复合板材的形状为长方体或成品为圆柱体；
所述长方体的厚度为1.2～4.2mm；
所述圆柱体的厚度为1.2～4.2mm。
具体实施例中，银-氧化锡复合板材的形状为长方体时，厚度为30mm。另一个具体实施例中，银-氧化锡复合板材的形状为圆柱体时，厚度为30mm。
本发明提供了一种触头，由上述技术方案所述制备方法制备的银-氧化锡复合板材制得。
所述触头无论在中小电流等级，甚至在大电流等级均获得了成功应用。作为一种重要的触头材料，在大容量接触器，保护开关中得到了普遍应用，许多厂家均有意向上述触头，如本地天水213厂月需量在50公斤以上，市场将进一步扩大。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种银-氧化锡复合板材的制备方法和触头进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将质量比为88.8:7:4:0.2的一号银锭、一号金属锡锭、一号铟锭和粒度大于0.061mm的镍粉在1100℃～1200℃下熔炼，得到熔炼锭坯；熔炼锭坯的厚度为30mm；
将所述熔炼锭坯的表面加工后在740～780℃下热轧复合5h，再采用冷轧机对熔炼锭坯的厚度进行冷轧，冷轧的道次加工量为10～15％；然后采用63t冲床，模具为冷冲压模冲压；冲压后在温度为680～760℃、压力为0.76～0.8MPa下内氧化45～60h，得到复合板材，加工为触头，触头为12×12×1.3mm的方品。
本发明对实施例1制备的方品进行性能测试，结果见表1，表1为本发明实施例1和2制备的产品的性能测试结果：
表1本发明实施例1和2制备的产品的性能测试结果
Figure BDA0002303080990000051
实施例2
将质量比为88.8:7:4:0.2的一号银锭、一号金属锡锭、一号铟锭和粒度大于0.061mm的镍粉在1100℃～1200℃下熔炼，得到熔炼锭坯；熔炼锭坯的厚度为30mm；
将所述熔炼锭坯的表面加工后在740～780℃下热轧复合6h，再采用冷轧机对熔炼锭坯的厚度进行冷轧，冷轧的道次加工量为10～15％；然后采用63t冲床，模具为冷冲压模冲压；冲压后在温度为690～780℃、压力为0.78～0.8MPa下内氧化50～72h，得到复合板材，加工为触头，触头为Φ10×1.4mm的圆品。
本发明对实施例2制备的圆品进行性能测试，结果见表1。
由以上实施例可知，本发明提供了一种银-氧化锡复合板材的制备方法，包括以下步骤：将原料熔炼，得到熔炼锭坯；所述原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡板材；所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。与现有技术相比，本发明通过采用上述质量比的银锭、锡锭、银锭和镍粉，经过熔炼、热轧复合、冷轧、冲压和内氧化工艺，实现批量生产，且板材具有较高的硬度。实验结果表明：本发明提供的方法制备的12×12×1.3mm的方品的密度为10.01g/cm3，电阻率为2.99μΩ·cm，硬度为112HV；Φ10×1.4mm的圆品的密度为9.96g/cm3，电阻率为3.04μΩ·cm，硬度为114HV。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种银-氧化锡复合板材的制备方法，包括以下步骤：
将原料熔炼，得到熔炼锭坯；所述原料包括质量比为88～92:7～10:1.5～4:0.15～0.3的银锭、锡锭、铟锭和镍粉；
将所述熔炼锭坯表面加工后热轧复合，再依次冷轧，冲压和内氧化，得到银氧化锡复合板材；所述内氧化的温度为650～800℃；内氧化的时间为60～72h；内氧化的压力为0.65～1MPa。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1100～1200℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧复合的温度为740～780℃；所述热轧复合的时间为4～6h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对热轧复合后的锭坯的厚度方向进行冷轧；
0＜锭坯厚度＜5mm，冷轧的道次加工量为10％～15％；
锭坯厚度≥5mm，冷轧的道次加工量为20～30％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔炼锭坯为长方体；
所述长方体的长度为320～360mm；
所述长方体的宽度为95～105mm；
所述长方体的高度为28～32mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述银锭、锡锭和铟锭均选自一号锭；
所述镍粉的粒度大于0.061mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述银-氧化锡复合板材的形状为长方体或产品为圆柱体；
所述长方体的厚度为1.2～4.2mm；
所述圆柱体的厚度为1.2～4.2mm。
8.一种触头，由权利要求1～7任一项所述制备方法制备的银-氧化锡复合板材制得。
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