CN1616164A

CN1616164A - 一种银基多相复合氧化物复合材料制备方法

Info

Publication number: CN1616164A
Application number: CNA2004100795908A
Authority: CN
Inventors: 陈敬超; 周晓龙; 杜焰; 张昆华; 曹建春
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-05-18

Abstract

一种银基多相复合氧化物复合材料制备方法，该方法以银粉、几种金属粉末或至少是三元合金的银金属合金粉末为原料，以银的氧化物为反应剂，控制工艺条件进行材料的烧结与反应合成金属氧化物，并使生成的几种金属氧化物与材料烧结一次完成，银基体与氧化物颗粒所形成的界面新鲜、结合牢固，获得了综合性能高、成本低的银基多相复合氧化物复合材料，生产出满足不同综合性能要求的银基多相复合氧化物复合材料。

Description

一种银基多相复合氧化物复合材料制备方法

(一)技术领域：金属基复合材料科学领域

(二)背景技术：银金属氧化物复合材料由于具有好的耐损蚀性、抗熔焊能力强、接触电阻低而稳定，具有良好的使用性能而广泛应用于电子、电讯和家用电器等工业领域中作触头材料。但是，随着电子、电讯产品的更新换代，对电接触材料的研究和生产提出了更高的要求，单一的氧化物增强银基复合触头材料，已经不能满足电子产品的需要。因此，制备银基多相复合氧化物复合材料作为新一代触头材料已成为必然。公知的银基氧化物电接触材料的制备方法有以下几种：

1.化学共沉淀法：该法是通过化学沉淀法制备银金属复合粉末，再经过混料、压制成形、烧结、复压复烧、挤压拉拔或轧制工艺制备银金属氧化物电接触材料；

2.合金内氧化法：该法首先通过制粉来制备银金属粉末，然后将银金属粉末放入一定氧分压气氛中使金属发生氧化，生成稳定的金属氧化物；然后将已经氧化的银金属氧化物复合粉末经过压制成形、烧结、复压复烧、挤压拉拔或轧制工艺制备银金属氧化物电接触材料；

3.粉末冶金法：该法是将银粉和金属氧化物粉混合在一起，再经过混料、压制成形、烧结、复压复烧、挤压拉拔或轧制工艺制备银金属氧化物电接触材料。

公知的银金属氧化物电接触材料的制备技术，虽然都能制备出银金属氧化物复合材料，但在这些材料制备技术中或存在着银金属氧化物复合粉末制备过程中的酸、碱、盐的污染问题，或是由于需另行制备金属氧化物粉末、再与银粉混合，从而使得粉末的准备阶段过长，造成工艺复杂、生产成本过高。此外，公知的银金属氧化物电接触材料的制备技术中，金属氧化物的弥散在粉末准备阶段就已经完成，给烧结后锭坯的加工带来很大的困难。

(三)发明内容

本发明的目的是为了满足电子产品对触头材料的要求，以及针对公知技术存在的不足而研制的一种方法，该方法以银粉、几种金属粉末或银金属合金粉末为原料(至少是三元合金)，以银的氧化物为反应剂，控制工艺条件进行材料的烧结与反应合成金属氧化物，并使生成的几种金属氧化物与材料烧结一次完成，银基体与氧化物颗粒所形成的界面新鲜、结合牢固，获得了综合性能高、成本低的银基多相复合氧化物复合材料。

本发明是通过下面的技术方案实现的。

图1是本发明的工艺流程图。原料经配料后在混料机中混合均匀，并用钢模双向压制或等静压成形制成素坯，然后将素坯送入烧结炉中进行反应和烧结，在银基体中原位生成几种氧化物颗粒，使得基体与颗粒的结合界面新鲜无污染、结合牢固；烧结后的锭坯再经复压复烧后送挤压机直接挤出线杆；最后对线杆进行冷拉拔加工，制成银基多相复合氧化物复合材料丝材。

一、原料：基料+反应物

1、基料：

银粉加金属粉包括锡粉、铜粉、锌粉、稀土粉、铝粉，或银金属合金至少是三元合金粉末，包括银铜锡合金、银锌锡合金、银铜稀土合金、银铝稀土合金、银锡铜铝合金、银铜锌稀土合金，粉末平均粒度为45μm，其中，金属元素占原料总重量的10-40％，余量为银。

2、反应物：银或银合金氧化物，粒度小于或等于35μm；占原料重量的20-50％。

3、添加元素：

①钨(W)不超过原料总重量的0.25％，粒度小于或等于45μm；

②钼(Mo)不超过原料总重量的0.18％；粒度小于或等于45μm。

二、物料配方：基料+添加元素①+反应物或基料+添加元素②+反应物或基料+添加元素①②+反应物。

三、技术条件：

①混料时间1-30小时；

②坯料成形压力

钢模双向压制：400-800MP，或

冷等静压成形：100-300MPa；

③坯料烧结温度600-900℃；时间4-8小时；

④复压压力300-600Mpa；⑤复烧温度500-900℃,

⑥挤压成形温度400-600℃。

与共知技术相比所具有的优点及积极效果：

1.金属氧化物的生成与材料烧结一次完成，且几种金属氧化物颗粒增强相原位生成，与银基体所形成的界面新鲜、结合牢固，材料的综合性能有较大的提高；

2.几种金属氧化物的弥散化分布，是通过加工变形来完成的，解决了颗粒增强金属基材料后续加工难的问题；

3.通过对原料中金属元素量的调控，可以控制几种金属氧化物在银基体中的量，以及控制金属氧化物间的比例，生产出满足不同综合性能要求的银基多相复合氧化物复合材料。

4.原料准备简单、工艺流程容易控制、生产周期短、产品成本低；而且可实现大批量生产，生产过程对环境无污染或少污染。

(四)附图说明：图1是本发明工艺流程图。

(五)具体实施方式：

实施例一

按5.5重量％的锡粉和4.5重量％的铜粉或7重量％的锡粉和3重量％的锌粉、67重量％的银粉，23重量％的氧化银为原料，并加入总重量的0.1％的钨，经过10小时混合后，在钢模中双向压制成形，成形压力为650Mpa，并经过850℃、4小时烧结后，以500MPa的压力、700℃的温度进行复压复烧，然后在600℃的温度条件下挤压成线杆，最后冷拉拔成线(丝)材。

实施例二

按25重量％的银铜稀士合金，其中，铜占合金重量的15％、稀土占合金重量的2％，或银锡铜合金，其中，铜占合金重量的5％、锡占合金重量的10％，或银铜锌合金，其中，铜占合金重量的6％、锌占合金重量的6％，40重量％的银粉和35重量％的银氧化物为原料，并加入总重量的0.08％的钼，经过16小时混合，在钢模中双向压制成形，成形压力450MPa；并经过800℃、8小时烧结后，以450MPa的压力、820℃(保温6小时)的温度进行复压复烧；然后在500℃温度条件下挤压成线杆，最后冷拉拔成线(丝)材。

实施例三

按25重量％的银锡铜铝合金粉，其中，锡占合金重量的5％、铜占合金重量的5％、铝占合金重量的2％，或银铜锌稀土合金粉，其中，铜占合金重量的8％、锌占合金重量的4％、稀土占合金重量的1％；32重量％的银粉和43重量％的银合金氧化物为原料，并加入总重量的0.05％的钨和0.02％的钼，经过24小时混合后，在冷等静压机中成形，成形压力250MPa；并经过740℃、5小时烧结后，以550MPa的压力、850℃(保温5小时)的温度进行复压复烧；然后在450℃温度条件下挤压成线杆，最后冷拉拔成线(丝)材。

Claims

1、一种银基多相复合氧化物复合材料制备方法，其特征是，原料为基料+反应物，所述基料是银粉加金属粉或银金属合金粉至少是三元合金粉，粉末平均粒度为45μm，其中，金属元素占原料总重量的10-40％，余量为银，所述反应物是银或银合金氧化物，粒度小于或等于35μm，占原料总重量的20-50％，原料中再加入添加元素①钨，不超过原料总重量的0.25％，②钼，不超过原料总重量的0.18％，粒度小于或等于45μm。

2、根据权利要求1所述银基多相复合氧化物复合材料制备方法，其特征是，所述金属粉是锡粉、铜粉、锌粉、稀土粉、铝粉，银金属合金粉是银铜锡合金粉、银锌锡合金粉、银铜稀土合金粉、银铝稀土合金粉、银锡铜铝合金粉、银铜锌稀土合金粉。

3、根据权利要求1或2所述银基多相复合氧化物复合材料制备方法，其特征是，所述反应物是氧化银。

4、根据权利要求1或2或3所述银基多相复合氧化物复合材料制备方法，其特征是，所述添加元素与基料和反应物的配方有三种：基料+添加元素①+反应物，或基料+添加元素②+反应物，或基料+添加元素①②+反应物。

5、根据权利要求1或2或3或4所述银基多相复合氧化物复合材料制备方法，其特征是，所述银合金氧化物是氧化银。

6、一种银基多相复合氧化物复合材料制备方法，将根据权利要求1所述物料，经过混合均匀，压制成素坯，然后将素坯送入烧结炉中进行反应和烧结，烧结后的锭坯再经复压复烧后送挤压机直接挤出线杆，其特征是，所述混料时间1-30小时，坯料钢模双向压制压力为400-800MP，或冷等静压成形压力为100-300Mpa，坯料烧结温度600-900℃，时间4-8小时，复压压力300-600Mpa，复烧温度500-900℃，挤压成形温度400-600℃。