一種含添加物的銀氧化錫氧化銦片狀電觸頭的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及銀基電觸頭材料的加工方法，具體涉及一種含添加物的銀氧化錫氧化 銦片狀電觸頭的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銀錫銦合金材料在內(nèi)氧化的作用下，錫、銦氧化物在銀基體中形成大量的細(xì)小針 狀組織，在感性負(fù)載的電接觸應(yīng)用中表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗電弧侵蝕和耐電磨損特性。合金內(nèi)氧 化法銀氧化錫氧化銦材料所擁有的這些卓越特性使其在電弧能量大的接觸器及斷路器上 獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
[0003] 目前銀氧化錫氧化銦電接觸材料的制備方法以日本的合金內(nèi)氧化法為代表，該法 是將銀錫銦合金通過熔煉的方法制備成銀錫銦合金，然后在高溫高氧壓氣氛中使錫、銦及 添加元素氧化成氧化物顆粒，而形成金屬氧化物彌散分布于銀基體中的銀氧化錫氧化銦材 料。生產(chǎn)實(shí)踐中的合金內(nèi)氧化法有前氧化法和后氧化法兩種:前氧化法片狀觸頭主要是先 將合金線材或片材進(jìn)行氧化后再進(jìn)行破碎擠壓成帶材，所得的銀氧化物帶材通過熱乳復(fù)合 上一層純銀后進(jìn)行沖壓加工得到片狀觸頭;后氧化法片材則是直接在銀合金復(fù)合上一層純 銀后進(jìn)行沖壓得到復(fù)合有純銀層的合金片材，再進(jìn)行內(nèi)氧化得到覆有銀層的銀氧化物片狀 觸頭。兩種加工工藝相比，前氧化法工序長，生產(chǎn)成材率低，且前氧化法工藝中內(nèi)氧化后的 破碎擠壓將內(nèi)氧化過程中形成的針狀組織破壞使得觸頭材料的抗電弧侵蝕和耐磨能力降 低，因此后氧化法工藝片狀觸頭不僅在生產(chǎn)效率和電性能上均顯得更優(yōu)異。
[0004] 現(xiàn)有的后氧化法制備銀氧化錫氧化銦片狀電觸頭方法的主要步驟為:熔煉鑄造方 形錠坯一刨加工一封焊一熱乳復(fù)合一分剪一沖壓一內(nèi)氧化一后處理（山岸宣行等，電工材 料，2012，03:47-52，電觸頭材料[J].)。但這種工藝存在以下不足：
[0005] 1)采用方形錠子作為生產(chǎn)單元，生產(chǎn)單元小，每個(gè)錠子才約15kg左右，生產(chǎn)效率 低，而且錠子熱乳復(fù)合由于受夾持、搬運(yùn)等影響，不利于生產(chǎn)自動(dòng)化；
[0006] 2)錠子熱乳復(fù)合所得寬板頭尾邊角料多；將板材分剪后沖壓造成搭邊浪費(fèi)，總成 材率低僅20 %左右；
[0007] 3)采用錠子熱乳復(fù)合，夾持送料過程中難以保護(hù)錠子不受氧化，影響金相組織的 均勻性；
[0008] 4)采用錠子復(fù)合壓力大，易造成乳輥開裂損壞，復(fù)合所得乳制寬板，難以控制尺寸 精準(zhǔn)度及表面光潔度；
[0009] 5)封焊錠子過程有較強(qiáng)的電弧輻射，對操作人員健康有害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)連續(xù)性好、成材率高的含添加物的銀氧 化錫氧化銦片狀電觸頭的加工方法。
[0011] 本發(fā)明所述的含添加物的銀氧化錫氧化銦片狀電觸頭的加工方法，包括以下步 驟：
[0012] 1)按照需要制備的銀氧化錫氧化銦電觸頭的材料配比計(jì)算所需的銀、錫、銦和添 加物的用量，稱取備用;所述的添加物為鎳和/或銅；
[0013] 2)取銀置于中頻熔煉爐內(nèi)熔煉，然后加入稱取的錫、銦及添加物繼續(xù)熔煉，所得熔 液饒鑄成圓形錠還，并經(jīng)擠壓、乳制工序得到一定規(guī)格的AgSnln合金帶材；
[0014] 3)取純Ag帶材和所得AgSnln合金帶材送入管式電阻爐中進(jìn)行加熱，控制管式電阻 爐中的溫度為300~800°C;之后送入乳輥中進(jìn)行熱乳復(fù)合，控制乳制變形量為50~70%，得 到AgSnln/Ag復(fù)合帶材;其中，所述AgSnln合金帶材和純Ag帶材在管式電阻爐中的加熱過程 及該過程之后直至送入乳輥的過程均在保護(hù)氣氛下進(jìn)行；
[0015] 4)所得AgSnln/Ag復(fù)合帶材經(jīng)退火、乳制、沖壓成型，得到所需規(guī)格的片材；
[0016] 5)所得片材進(jìn)行內(nèi)氧化處理，得到含添加物的銀氧化錫氧化銦片狀電觸頭。
[0017] 上述制備方法的步驟1)中，需要制備的銀氧化錫氧化銦電觸頭材料中，添加物的 含量占0.1~〇.5wt%，錫的含量占4.7~8.5wt%，銦的含量占2.45~3.7被％，余量為銀。當(dāng) 添加物為鎳和銅同時(shí)添加時(shí)，在它們的添加總量不超過上述限定的條件下，鎳和銅之間的 配比為任意配比。
[0018] 上述制備方法的步驟2)中，在中頻熔煉爐內(nèi)熔煉的溫度，以及得到熔液后的澆鑄、 擠壓、乳制等工序均與現(xiàn)有技術(shù)相同。優(yōu)選的，取銀和木炭(加入木炭可以避免熔煉過程中 坩堝內(nèi)的物料不被氧化，同時(shí)起到保溫的作用，其加入量通常為能夠全部覆蓋坩堝內(nèi)的物 料即可)放入中頻爐石墨坩堝，置于中頻熔煉爐中升溫至1100~1200°C保溫?cái)嚢?~lOmin， 之后降溫至1000~1050°C，之后繼續(xù)加入錫、銦及添加物，升溫至1100~1150°C保溫?cái)嚢? ~5min，靜置1~2min后撈渣澆鑄成圓形錠坯;所得錠坯進(jìn)行車削加工去除表面雜質(zhì)及油污 后進(jìn)行擠壓并進(jìn)一步乳制(通常為冷乳)成一定規(guī)格(根據(jù)最終產(chǎn)品的規(guī)格進(jìn)行設(shè)置）的合 金帶材，所述熱擠壓的溫度為500~900°C，擠壓比為40~320,優(yōu)選為66~316;所述乳制時(shí) 控制乳制變形量< 20%/次（即每次乳制時(shí)控制控制乳制變形量< 20%，根據(jù)所得產(chǎn)品的厚 度來確定乳制的次數(shù))。
[0019] 上述制備方法的步驟3)中，優(yōu)選是控制管式電阻爐中的溫度為400~600°C，優(yōu)選 乳制變形量為50~60%，乳制速度為5~10m/min。當(dāng)管式電阻爐中的溫度為400~600°C、乳 制時(shí)乳制速度為5~10m/min時(shí)，所述管式電阻爐中加熱區(qū)長度通常為2~6m。所述的保護(hù)氣 氛為氮?dú)?、氬氣或氦氣等惰性氣體，也可以是具有還原性的氣氛如氫氣等。
[0020] 上述制備方法的步驟4)中，所述的乳制、沖壓成型等操作均與現(xiàn)有技術(shù)相同。所述 的乳制可以是冷乳（乳制變形量為優(yōu)選為< 20%/次）或熱乳（乳制變形量優(yōu)選為< 30%/ 次）；在乳制之后需要進(jìn)行退火操作，該退火操作與現(xiàn)有常規(guī)操作相同，通?？刂仆嘶饻囟?為550~700°C，退火時(shí)間1~3小時(shí)。
[0021] 上述制備方法的步驟5)中，所述的內(nèi)氧化處理與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體地，是將所得 片材在500~850°C、氧分壓0.2~1. OMPa的條件下保溫24~72h。
[0022]本發(fā)明采用將AgSnln合金帶材與純Ag帶材連續(xù)熱乳復(fù)合加工銀氧化錫氧化銦片 狀電觸頭的工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)在于：
[0023] 1、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高；
[0024] 2、生產(chǎn)過程產(chǎn)生邊角料少，總成材率達(dá)30%~45%，成材率高；
[0025] 3、加熱及熱乳復(fù)合均在保護(hù)氣氛保護(hù)下進(jìn)行，所得合金帶材不受空氣氧化而影響 最終產(chǎn)品的金相組織均勻性；
[0026] 4、所得復(fù)合帶材厚度分布均勻，表面光潔度好；
[0027] 5、生產(chǎn)過程中無輻射污染；
[0028 ] 6、廣品具有良好的抗電弧侵蝕性能。
[0029]【附圖說明】補(bǔ)充
[0030]圖1為制作本發(fā)明AgSnln/Ag復(fù)合帶材的加熱及熱乳復(fù)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的片狀觸頭產(chǎn)品圖；
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制得的片狀觸頭產(chǎn)品的金相組織圖。
[0033] 圖中標(biāo)號(hào)為：
[0034] 1 AgSnln合金帶材;2純Ag帶材;3管式電阻爐;4乳輯;5收卷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，但 本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0036] 圖1為制作本發(fā)明AgSnln/Ag復(fù)合帶材的加熱及熱乳復(fù)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括 按工藝順序設(shè)置的管式電阻爐3、乳輥4和收卷機(jī)5。所述管式電阻爐3中加熱區(qū)長度為4m。所 述管式電阻爐3的出口在保證乳輥4正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)盡量地靠近乳輥4,從而盡量減少從管 式電阻爐3中出來的帶材到進(jìn)入乳輥4進(jìn)行乳制的距離，確保從管式電阻爐3中出來直至送 入乳輥4的過程也在保護(hù)氣氛下進(jìn)行。具體在應(yīng)用圖1所示裝置制作AgSnln/Ag復(fù)合帶材時(shí)， 先預(yù)熱管式電阻爐3,然后向管式電阻爐3中通入保護(hù)氣體，當(dāng)溫度達(dá)到所需溫度時(shí)，將純Ag 帶材2和得到的AgSnln合金帶材1進(jìn)入管式電阻爐3中加熱，由管式電阻爐3中出來的帶材進(jìn) 入乳輥4中進(jìn)行乳制，乳制所得的帶材經(jīng)收卷機(jī)5收料后再進(jìn)行下一步工序。
[0037] 實(shí)施例l:AgSn02(9)In2〇3(4)片狀電觸頭的制備
[0038] 1)按下述重量百分比分別稱取Ag錠、Sn錠、In錠、Ni塊：90.755wt%、6.115wt%、 3.03wt%、0· lwt%，備用；
[0039] 2)將Ag錠放入石墨坩堝，用木炭覆蓋物料后置于中頻爐升溫至1100°C，攪拌條件 下保溫5min，之后停止攪拌降溫至1050°C，按順序加入Sn錠、In錠及Ni塊，升溫至1150°C，攪 拌條件下保溫3min，停止攪拌，靜置2min后撈渣澆鑄成圓形錠坯；
[0040] 3)所得圓形錠坯經(jīng)車削加工去皮及縮孔后加熱至500°C，使用擠壓機(jī)擠壓成寬為 20mm厚為9mm的合金帶材，之后再將經(jīng)擠壓的合金帶材進(jìn)行冷乳，得到寬為20mm厚為8.5mm 的AgSnln合金帶材；
[0041] 4)制備一與上述AgSnln合金帶材寬度相同且厚度為0.8mm的純Ag帶材，備用；
[0042] 5)將純Ag帶材和所得AgSnln合金帶材采用圖1所示的裝置進(jìn)行加熱及熱乳復(fù)合， 設(shè)置管式電阻爐中溫度為500°C，向管式電阻爐中通入氫氣并點(diǎn)火，將純Ag帶材和所得 AgSnln合金帶材送入管式電阻爐中加熱，由管式電阻爐出來的帶材進(jìn)入乳輥中進(jìn)行熱乳復(fù) 合，控制乳制速度為8m/min，乳制變形量為70%，得到厚度為2.80±0.05mm的AgSnln/Ag復(fù) 合帶材，乳制出來的帶材用收卷機(jī)收料；
[0043] 6)所得AgSnln/Ag復(fù)合帶材置于真空爐內(nèi)，