CN115570139B - 一种银氧化锡电接触材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电工材料制造领域，具体涉及一种银氧化锡电接触材料及其制备方法。本发明创造性的使用了高熵合金粉体作为微量添加剂，并使用高能球磨法将粉体粒度加工到纳米级，使得高熵合金粉体均匀的分布在银氧化锡基体中，提升了银氧化锡材料的抗熔焊性和抗电烧损性，同时将传统的电接触材料粉体成型工艺改为电磁压制成型的方式，使得材料粉末颗粒局部达到烧结的作用，从而得以将粉末压实，提高了坯料的致密性，改善了丝材的加工性能和铆钉触头的冷镦性能，经过本发明工艺制备的电接触材料，氧化物组织分布均匀，材料加工性能较好，并且所制得的电接触材料在一定电流条件下寿命达到12万次以上，具有较好的抗熔焊性，抗烧损能力。
Description
技术领域
本发明属于电工材料制造领域，具体涉及一种银氧化锡电接触材料及其制备方法。
背景技术
银基电接触材料具有优良的导电性和导热性，由于纯银硬度低，抗电磨损性较差的缘故，通常需要在银基体中添加其它添加物来增强其材料的电性能，如触点的抗熔焊性、耐电弧烧损等。银氧化锡（AgSnO2）就是其中一种，该材料具有较好的抗熔焊性和抗烧损性，可应用于大电流的继电器和接触器开关中。
通过相关文献检索，检索到的制备银氧化锡材料的专利文献如下所示：
专利CN114438366A，一种银氧化锡氧化铟电接触材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将银、锡、铟、镍混合熔炼制成合金锭；（2）于所述合金锭表面包覆银层并制成片材；（3）对所述片材进行内氧化处理，得到电接触材料步骤（3）中，采用等压差温内氧化工艺，采用等压差温内氧化工艺，依次包括以下步骤：a.等压低温内氧化；b.等压中温内氧化；c.等压高温内氧化。该专利中，通过采用等压差温内氧化工艺，减缓了内氧化过程中内部元素向外部的扩散速率，提升了内氧化速率，内氧化时间缩短了近20%，且提高了电接触材料从表层到中心部位的组织和性能的均匀性和一致性，降低了电器使用过程中出现熔焊的风险。
专利CN111663086B一种纤维颗粒共混增强银氧化锡电接触合金的制备方法，该专利公开了一种纤维颗粒共混增强银氧化锡电接触合金的制备方法，利用静电纺丝技术以水合氯化锡作为锡源，以聚乙烯吡咯烷酮作为高分子基体，通过调控纺丝工艺参数控制产物生成形状，得到氧化锡纤维；并用化学共沉淀法以氨水调节pH值，以聚乙二醇为分散剂制备出氧化锡颗粒；通过高能球磨获得纤维颗粒共混增强银-氧化锡复合粉体，制备纤维颗粒共混增强银基电接触合金。合金内部为均匀分布的第二相氧化物：氧化锡微球颗粒和长径比均匀的纤维，提高第二相氧化锡在银基体中的分散性，避免第二相氧化锡悬浮于液态银熔池中而与银基体发生分离富集于触头表面，在电弧侵蚀作用下维持第二相均匀性，提高银氧化锡电接触合金耐电弧侵蚀性能和使用寿命。
目前制备AgSnO2的主要方法有化学沉积法、合金内氧化法和雾化法，传统的化学沉积法是使用还原剂将银离子还原为银单质，并沉积到氧化物表面上，最终经过等静压成型，热挤压，拉拔工序成型为电接触材料，或使用特殊添加剂的方式，使得材料中各组分分布均匀。雾化工艺是将合金熔体通过空气或冷却水雾化成粉末，再经过粉体氧化工艺制成合金氧化物粉末，最终将粉末压制成型做成电接触材料；而合金内氧化法是通过合金熔炼和合金氧化来制备电接触材料的，但由于传统的材料配方和工艺，在较大负载条件下无法满足继电器要求，同时在制备合金材料时由于成型过程及烧结过程存在着加热不均匀，且加热时间较长，导致材料的加工性、电寿命变差，以及较长的生产时间导致的高成本，因此需要对现有电接触材料制作工艺进行改进。
微量添加物元素以氧化铟，氧化镍，氧化铜，氧化铋等为主，以上添加物元素在一定电流条件下可以满足电寿命要求，但当负载增大，继电器对触点提出更高的抗熔焊、抗烧损要求时，常用的几种添加物元素已无法满足，在实际使用过程中发生早期的粘接失效现象，同时传统工艺所制作的电接触材料中均存在致密性差，丝材加工困难，容易出现断裂，在铆钉触点成型时出现银层裂纹等异常，影响了材料的成材率，在触点服役时会出现粘结等现象，降低了材料的使用性能，从而增加了成本。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种银氧化锡电接触材料及其制作方法。
本发明所采取的技术方案如下：一种银氧化锡电接触材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）高熵粉体的制备：将至少五种的金属固体原料加入到真空熔炼炉坩埚中，其中各元素质量比为5%~35%，设置熔炼参数为直流电流200-300A，直流电压300-500V，中频电压300-500V，真空度为6×10-2-10-3，待原料熔化后使用内置的电磁搅拌装置进行搅拌，并静置2-4min，然后排掉真空，启动气雾化设备，其中使用气体为氩气，气压为40-60MPa，将静置好的合金熔液倒入雾化口中，得到微米级高熵粉体；
（2）高熵粉体球磨：将步骤（1）得到的微米级高熵粉体放进高能球磨机中，启动设备，转速设置为200-450rpm，研磨时间为2-4h，其中研磨球分为两种规格，大球尺寸为0.6-1.3cm，小球规格为0.3-0.5cm，两种规格研磨球比例为大：小=2:1，研磨球与物料质量比为25:1至45:1，进行球磨；
（3）银氧化锡合金粉的制备：将Ag粉，SnO2粉，和研磨好的高熵粉体加入到梨铲式混粉机中进行干混；
（4）电磁压制成型：将步骤（3）得到的粉体加入到电磁压制机的模具中，设置放电电压为1500-2500V，储能电容为350-750μF，压制力设置为轴向，压制时间设置为30-120S，进行电磁压制成银氧化锡锭；
（5）烧结：将步骤（4）得到的银氧化锡锭放进电阻烧结炉中烧结，设置压力烧结温度为500-700℃，烧结时间设置为2-4h。
优选的，步骤（1）中，所述金属固体原料为Fe、Co、Cr、Ni、Ti、Al、Mn、Zr、Nb。
优选的，步骤（3）中，加入到梨铲式混粉机中的原料还包括In2O3。
优选的，步骤（3）中，加入到梨铲式混粉机中的原料以重量份数，Ag 84.5~92.5份，SnO21.5~9.5份，In2O32.5~4.5份，高熵粉体 0.5-1.5份。
优选的，还包括以下步骤：对步骤（5）烧结好的AgSnO2锭子进行加热，加热温度为600-800℃，加热时间2-4小时，挤压成型。
如上所述的银氧化锡电接触材料的制备方法制备得到的银氧化锡电接触材料。
本发明的有益效果如下：本发明创造性的使用了高熵合金粉体作为微量添加剂，并使用高能球磨法将粉体粒度加工到纳米级，使得高熵合金粉体均匀的分布在银氧化锡基体中，提升了银氧化锡材料的抗熔焊性和抗电烧损性，同时将传统的电接触材料粉体成型工艺改为电磁压制成型的方式，将银氧化锡金属粉末放入强磁场线圈中心的导体容器中，在感应电流和磁场的相互作用下，金属在数秒的周期内获得较大的动能，在瞬时的压缩动能下被致密化，成型为圆柱状坯料，同时，在电流热效应的作用下，使得材料粉末颗粒局部达到烧结的作用，从而得以将粉末压实，提高了坯料的致密性，改善了丝材的加工性能和铆钉触头的冷镦性能，经过本发明工艺制备的电接触材料，氧化物组织分布均匀，材料加工性能较好，并且所制得的电接触材料在一定电流条件下寿命达到12万次以上，具有较好的抗熔焊性，抗烧损能力。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
一种银氧化锡电接触材料的制作方法，包括步骤如下：
（1）高熵粉体的制备：将Fe、Co、Cr、Ni、Ti、Al、Mn、Zr、Nb固体原料中的至少五种加入到真空熔炼炉坩埚中，本实施例中具体设置为Fe35%，Co5%，Cr5%，Ni15%，Ti10%，Mn10%，Zr10%,Nb10%。
设置熔炼参数为直流电流300A，直流电压450V，中频电压400V，真空度为6×10-3，待原料熔化后使用内置的电磁搅拌装置进行搅拌，并静置4min，然后排掉真空，启动自制的气雾化设备，其中使用气体为氩气，气压为45MPa，将静置好的合金熔液倒入雾化口中，得到微米级高熵粉体；
（2）高熵粉体球磨：将上一步得到的微米级Me合金粉放进高能球磨机中，启动设备，转速设置为200rpm，研磨时间为4h，其中研磨球分为两种规格，大球尺寸为0.8cm，小球规格为0.3cm，两种规格研磨球比例为大：小=2:1，研磨球与物料质量比为30:1，得到Me合金粉；
（3）银氧化锡合金粉的制备：按照AgSnO2材料的配方，Ag84.5wt.%，SnO29.5wt.%，In2O34.5wt.%，Me合金粉1.5wt%，将Ag粉，SnO2粉，In2O3粉和研磨好高熵合金粉体加入到梨铲式混粉机中进行干混，所使用的混粉机转速为40rpm，时间5h；
（4）电磁压制成型：将步骤（2）得到的粉体加入到电磁压制机的模具中，设置放电电压为1500V，储能电容为400μF，压制力设置为轴向，压制时间设置为50S；
（5）烧结：将步骤（4）得到的银氧化锡锭放进电阻烧结炉中，设置压力烧结温度为500℃，烧结时间设置为2h；
将烧结好的AgSnO2锭子进行加热，加热温度为650℃，加热时间4小时，然后使用挤压机成型为Φ6mm规格的丝材；
（6）拉拔；根据拉拔工艺，通过中频拉丝机将Φ6mm的丝材拉成Φ1.4mm的丝材。
实施例2：
与实施例1的不同在于投入的原料含量不同，按照1次10kg进行配置，投入配方比例为Ag 86.5wt.%，SnO27.5wt.%，In2O33wt.%，Me合金粉3wt%。包括步骤如下：
（1）高熵粉体的制备：将Fe、Co、Cr、Ni、Ti、Al、Mn、Zr、Nb固体原料中的至少五种加入到真空熔炼炉坩埚中，具体组成与实施例1的相同；
设置熔炼参数为直流电流250A，直流电压400V，中频电压450V，真空度为6×10-3，待原料熔化后使用内置的电磁搅拌装置进行搅拌，并静置4min，然后排掉真空，启动自制的气雾化设备，其中使用气体为氩气，气压为45MPa，将静置好的合金熔液倒入雾化口中，得到微米级高熵粉体；
（2）高熵粉体球磨：将上一步得到的微米级高熵粉体放进高能球磨机中，启动设备，转速设置为200rpm，研磨时间为4h，其中研磨球分为两种规格，大球尺寸为0.8cm，小球规格为0.3cm，两种规格研磨球比例为大：小=2:1，研磨球与物料质量比为30:1，得到Me合金粉；
（3）银氧化锡合金粉的制备：按照AgSnO2材料的配方，Ag84.5wt.%，SnO29.5wt.%，In2O34.5wt.%，Me合金粉1.5wt%，将Ag粉，SnO2粉，In2O3粉和研磨好高熵合金粉体加入到梨铲式混粉机中进行干混，所使用的混粉机转速为40rpm，时间5h；
（4）电磁压制成型：将步骤（2）得到的粉体加入到电磁压制机的模具中，设置放电电压为2000V，储能电容为350μF，压制力设置为轴向，压制时间设置为60S；
（5）烧结：将步骤（4）得到的银氧化锡锭放进电阻烧结炉中，设置烧结温度为600℃，烧结时间设置为3h；
将烧结好的AgSnO2锭子进行加热，加热温度为650℃，加热时间4小时，然后使用挤压机成型为Φ6mm规格的丝材；
（6）拉拔；根据拉拔工艺，通过中频拉丝机将Φ6mm的丝材拉成Φ1.4mm的丝材。
实施例3：
与实施例1和实施例2的区别在于投入的原料含量和电磁压制工艺不同，按照1次10kg进行配置，其中Ag88.5wt.%，SnO27.5wt.%，In2O33wt.%，Me粉 1wt%。
（1）高熵粉体的制备：将Fe、Co、Cr、Ni、Ti、Al、Mn、Zr、Nb固体原料中的至少五种加入到真空熔炼炉坩埚中，具体组成与实施例1的相同；
设置熔炼参数为直流电流300A，直流电压450V，中频电压400V，真空度为6×10-3，待原料熔化后使用内置的电磁搅拌装置进行搅拌，并静置4min，然后排掉真空，启动自制的气雾化设备，其中使用气体为氩气，气压为45MPa，将静置好的合金熔液倒入雾化口中，得到微米级高熵粉体；
（2）高熵粉体球磨：将上一步得到的微米级高熵粉体放进高能球磨机中，启动设备，转速设置为200rpm，研磨时间为4h，其中研磨球分为两种规格，大球尺寸为0.8cm，小球规格为0.3cm，两种规格研磨球比例为大：小=2:1，研磨球与物料质量比为30:1，得到Me合金粉；
（3）银氧化锡合金粉的制备：按照AgSnO2材料的配方，Ag84.5wt.%，SnO29.5wt.%，In2O34.5wt.%，Me合金粉1.5wt%，将Ag粉，SnO2粉，In2O3粉和研磨好高熵合金粉体加入到梨铲式混粉机中进行干混，所使用的混粉机转速为40rpm，时间5h；
（4）电磁压制成型：将步骤（2）得到的粉体加入到电磁压制机的模具中，设置放电电压为2500V，储能电容为300μF，压制力设置为轴向，压制时间设置为70S；
（5）烧结：将步骤（4）得到的银氧化锡锭放进电阻烧结炉中，设置烧结温度为650℃，烧结时间设置为3.5h；
将烧结好的AgSnO2锭子进行加热，加热温度为650℃，加热时间4小时，然后使用挤压机成型为Φ6mm规格的丝材；
（6）拉拔；根据拉拔工艺，通过中频拉丝机将Φ6mm的丝材拉成Φ1.4mm的丝材。
利用上述方法做成AgSnO2/Cu铆钉触点进行模拟电性能实验，铆钉规格为动触点R4x1.4（0.5）+2.2x1.7SR15，静触点F4x1.4（0.5）+2.2x1.2。模拟电性能实验条件如下：250VAC、15A，闭合力100g，分断力60g，接触频率90次/分钟；25VDC、5A，闭合力100g，分断力50g，接触频率90次/分钟，实验结果见表1。
对比例1为采用雾化工艺制备的银氧化锡氧化铟触头材料（Ag 89.5wt.%，SnO27.5wt.%，In2O33wt.%），对比例2为采用与实施例2参数相同的电磁压制成型工艺制备的银氧化锡氧化铟触头材料（Ag 89.5wt.%，SnO27.5wt.%，In2O33wt.%）
表1 不同实施例和对比例的参数设置和检测结果
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种银氧化锡电接触材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）高熵粉体的制备：将至少四种的金属固体原料加入到真空熔炼炉坩埚中，其中各元素质量比为5%~35%，设置熔炼参数为直流电流200-300A，直流电压300-500V，中频电压300-500V，真空度为6×10-2-10-3 ，待原料熔化后使用内置的电磁搅拌装置进行搅拌，并静置2-4min，然后排掉真空，启动气雾化设备，其中使用气体为氩气，气压为40-60MPa，将静置好的合金熔液倒入雾化口中，得到微米级高熵粉体；
（2）高熵粉体球磨：将步骤（1）得到的微米级高熵粉体放进高能球磨机中，启动设备，转速设置为200-450rpm，研磨时间为2-4h，其中研磨球分为两种规格，大球尺寸为0.6-1.3cm，小球规格为0.3-0.5cm，两种规格研磨球比例为大：小=2:1，研磨球与物料质量比为25:1至45:1，进行球磨；
（3）银氧化锡合金粉的制备：将Ag粉，SnO2粉，和研磨好的高熵粉体加入到梨铲式混粉机中进行干混；
（4）电磁压制成型：将步骤（3）得到的粉体加入到电磁压制机的模具中，设置放电电压为1500-2500V，储能电容为350-750μF，压制力设置为轴向，压制时间设置为30-120S，进行电磁压制成银氧化锡锭；
（5）烧结：将步骤（4）得到的银氧化锡锭放进电阻烧结炉中烧结，设置压力烧结温度为500-700℃，烧结时间设置为2-4h；
步骤（1）中，所述金属固体原料为Fe、Co、Cr、Ni、Ti、Al、Mn、Zr、Nb；
步骤（3）中，加入到梨铲式混粉机中的原料还包括In2O3；
步骤（3）中，加入到梨铲式混粉机中的原料以重量份数，Ag 84.5~92.5份，SnO2 1.5~9.5份，In2O3 2.5~4.5份，高熵粉体 0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的银氧化锡电接触材料的制备方法，其特征在于还包括以下步骤：对步骤（5）烧结好的AgSnO2锭子进行加热，加热温度为600-800℃，加热时间2-4小时，挤压成型。
3.如权利要求1-2任一项所述的银氧化锡电接触材料的制备方法制备得到的银氧化锡电接触材料。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4141727A (en) * | 1976-12-03 | 1979-02-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrical contact material and method of making the same |
| CN102312119A (zh) * | 2010-06-29 | 2012-01-11 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银氧化锡电接触材料的制备方法 |
| CN102925757A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-02-13 | 上海大学 | 一种用纳米粉体制备Al-Fe合金的方法 |
| CN104625050A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-05-20 | 武汉理工大学 | 一种环保钎料箔片电磁压制制备方法 |
| JP2015196903A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 三菱電機株式会社 | Ａｇ／ＳｎＯ２電気接点用粉末、Ａｇ／ＳｎＯ２電気接点材料及びそれらの製造方法 |
| CN105624536A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-06-01 | 上海大学 | Fe-Al-Mn-C合金的制备方法 |
| CN107794389A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-13 | 温州宏丰电工合金股份有限公司 | 一种银氧化锡氧化铟电接触材料及其制备方法 |
| CN109593981A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 桂林金格电工电子材料科技有限公司 | 一种改善锭坯烧结性的银氧化锡触头材料的制备方法 |
| CN112725652A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银氧化锌电接触材料及其制备方法 |
| CN114734037A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 厦门理工学院 | 一种高致密零件及其压制方法、压制装置 |
-
2022
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4141727A (en) * | 1976-12-03 | 1979-02-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrical contact material and method of making the same |
| CN102312119A (zh) * | 2010-06-29 | 2012-01-11 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银氧化锡电接触材料的制备方法 |
| CN102925757A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-02-13 | 上海大学 | 一种用纳米粉体制备Al-Fe合金的方法 |
| JP2015196903A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 三菱電機株式会社 | Ａｇ／ＳｎＯ２電気接点用粉末、Ａｇ／ＳｎＯ２電気接点材料及びそれらの製造方法 |
| CN104625050A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-05-20 | 武汉理工大学 | 一种环保钎料箔片电磁压制制备方法 |
| CN105624536A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-06-01 | 上海大学 | Fe-Al-Mn-C合金的制备方法 |
| CN107794389A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-13 | 温州宏丰电工合金股份有限公司 | 一种银氧化锡氧化铟电接触材料及其制备方法 |
| CN109593981A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 桂林金格电工电子材料科技有限公司 | 一种改善锭坯烧结性的银氧化锡触头材料的制备方法 |
| CN112725652A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银氧化锌电接触材料及其制备方法 |
| CN114734037A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-12 | 厦门理工学院 | 一种高致密零件及其压制方法、压制装置 |
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