專利名稱：一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬基復合材料領域，具體涉及一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法。
背景技術：
銀氧化錫電觸頭材料主要應用于繼電器、接觸器、馬達發動機、開關等電器開關中。該種材料是目前在低壓電器中常用的環保材料之一。隨著繼電器的小型化發展以及電器的壽命要求以及抗大電流的提高等等苛刻要求，各材料制備廠家為了提高材料的抗熔焊性和抗燒損型，大家各顯神通，主要制造方法有預氧化法、內氧化、傳統的混粉法以及化學法等制備方法。這些方法各有各的優勢，傳統的混粉法添加物的添加種類不受限制，但其制備的材料的致密性不高，氧化物顆粒粗大，容易形成氧化物聚集，傳統內氧化法晶界大，氧化物貧瘠區與富集區明顯，容易出現氧化不完全現象。目前提高銀氧化錫電觸頭材料的抗熔焊性一般都是通過不同的工藝方法，添加一種或幾種不同的添加物。具體有如下幾個文獻涉及到上述內容1)申請號為CN02146696. 3的中國專利《納米銀氧化錫電觸頭及其制備方法》公開的制備方法；2)申請號為CN03114863. 8的中國專利《一種銀氧化錫電觸頭的制備方法》公開的制備方法；3)上海有色金屬雜志2007年3期中公開的《添加物對銀氧化錫納米晶電觸頭材料性能的研究》；4)申請號為CN201010558978. I的中國專利《制備方法銀鎳電觸頭材料晶粒細化工藝以及銀氧化錫電觸頭材料的細化工藝》中公開的制備方法。上述文獻I)和3)分別通過化學鍍參雜TiO2，稀土元素來達到細化晶粒效果和在銀氨溶液把氧化錫顆粒包覆的方法，這兩種均屬于化學方法，該方法所制備的材料強度低，致密性差。文獻2)采用霧化(預氧化)法制備材料，該方法不同的氧化狀態材料表現出不同的特性，并且氧化物含量高，其加工性能很差。文獻4)是通過鐓粗和多次擠壓處理來達到細化晶粒的目的，主要是通過大的變形等物理方法的手段來破碎增強相，細化增強項的晶粒。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，提供了一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法；該制備方法對銀氧化錫復合材料的組織進行細化，通過增加合金材料的位錯，降低了氧化過程中的氧化能壘，使得晶界和晶粒細化，從而提高了銀氧化錫電觸頭材料的抗熔焊性。本發明是通過如下技術方案實現的一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(I)將Ag和Sn進行水霧化，或者將Ag、Sn和添加物進行水霧化，得到AgSn粉；所述添加物為IruBi和Cu中的一種或多種；所述AgSn粉中Ag的重量含量為86%_95%，In的重量含量為0. 0%_6%，Bi的重量含量為0. 0%-2. 3%，Cu的重量含量為0. 0%-1% ;余量為Sn ；(2)將AgSn粉與氧化粉混合，得到AgSn混合粉；所述氧化粉為WO3粉、MoO3粉、SnO2粉、Bi2O3粉和CuO粉中的一種或多種；(3 )將AgSn混合粉經等靜壓壓制成AgSn錠；(4)將AgSn錠擠壓成AgSn絲材,拉拔至01.2-02.Omm，然后進行絲材氧化；(5)對氧化后的絲材進行沖斷、擠壓、拉拔成AgSnO2絲材。本發明的進一步設置在于，所述的步驟(I)中水霧化采用的水壓為30Mpa_40Mpa。本發明的進一步設置在于，步驟(2)中所述氧化粉在AgSn混合粉中的重量含量為
0.2%-1. 5%。 本發明的進一步設置在于，所述的步驟(3)中的等靜壓壓力為100Mpa_180Mpa，保壓時間為10s-30s，錠子直徑尺寸為80cm-108cm。本發明的進一步設置在于，所述步驟(4)包含以下子步驟(a)將AgSn錠擠壓成.丨'丨:抒05mm-08mm的絲材；(b)將絲材拉拔至 01.2-02.Omm:(c)對絲材沖斷至15mm-30mm長；(d)在氧壓為0. 6MPa-2Mpa的氧氣氣氛下熱處理后，進行絲材氧化；氧化工藝參數為2000C _500°C，氧化時間I小時-5小時，升溫至7000C _850°C，氧化時間20小時-30小時。本發明的進一步設置在于，所述的步驟(5)包含以下子步驟(A)將氧化后的絲材用清水清洗0. 5小時；(B)在 8300C _870°C下退火 I 小時-I. 5 小時；(C)用液壓機壓成錠坯，對錠坯進行1-2次復壓獲得085mm-0108mm；(D)在800°C-900°C溫度下燒結3小時-4小時，擠壓成直徑為05mm-08mm,
拉拔成相應規格的絲材。與以往Ag\Sn\In\Bi\Cu多種元素形成合金相澆鑄成AgSn錠，擠壓成絲材，然后進行內氧化的制備方法相比，本發明所述的細化銀氧化錫晶粒的制備方法，通過制備由多種元素組成的AgSn混合粉，增加了混合粉的含氧量，并等靜壓成AgSn錠，之后擠壓成AgSn絲材；可使AgSn絲材的含氧量多，位錯多；之后再進行絲材氧化，可使其氧化能壘降低，晶界和晶粒細化；由于晶界越小，氧化物顆粒在銀基體上分布越均勻，氧化物顆粒越細小，其抗熔焊性能越好，同時還可降低氧化不退的風險。本發明還通過混粉工藝(即將AgSn粉與WO3粉、MoO3粉、SnO2粉、Bi2O3粉和CuO粉混合)加入了微量異質相，進一步的降低了氧化能壘，加速了氧化速度，從而形成細化的晶界和晶粒；同時通過這種方式來加入很難通過熔煉加入的添加物，可以改善材料的潤濕性，提高材料電性能的穩定性，這是因為熱穩定性高的氧化物一般與熔融Ag的潤濕性差，繼電器的開關動作時產生的電弧放電導致觸點表面的一部分溶解時，出現銀基體與氧化物分離的現象，出現富銀區和氧化物聚集區。本發明通過混粉法加入WO3粉、MoO3粉、Bi2O3粉和CuO粉一種或幾種另一個作用是潤濕銀與SnO2或In2O3接觸界面，將銀與SnO2或In2O3的分離分離抑制到最小程度，在之后的開關動作中，可以維持良好的耐熔焊性和接觸電阻穩定性。


圖I為本發明所述制備方法的工藝流程圖2為實施例一中采用內氧化工藝氧化后的金相圖；圖3為實施例一采用本發明工藝氧化后的金相圖；圖4為銀含量為90%的AgSnO2In2O3的采用內氧化工藝的金相圖；圖5為實施例二采用本發明工藝氧化后的金相圖。
具體實施例方式下面結合圖I和實施例對本發明進行具體的描述，只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限定，該領域的技術工程師可根據上述發明的內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。實施例一將99. 99%的銀板、99. 5%的Sn錠，99. 97%的In，99. 9%的Cu錠按照重量比例86:7:6 :1，在中頻爐中合金化后經30MPa的水壓霧化成AgSn粉，過300目篩，篩下物加入1%Mo03和0. 2%Bi203在三維混粉機混粉2小時，混合粉在IOOMa在等靜壓機中保壓30s，得到直徑95mm-105mm的錠子,在直徑為IlOmm的擠壓成直徑為5mm的AgSn合金絲材，拉拔至直徑為2. Omm后，沖斷絲材15mm-30mm長，在氧化工藝參數200°C _250°C下，氧化5小時，7000C _750°C，氧化20小時，全程氧壓2MPa ;判斷端口氧化完全后，再對氧化后的絲材在滾筒中清水清洗半小時，在830°C _870°C下退火I小時-I. 5小時，用液壓機壓成錠坯，對錠坯進行1-2次復壓獲得85mm-108mm，在800°C _900°C溫度下燒結3小時-4小時，擠壓成直徑為05mm-08mm,拉拔直徑絲材少1.88。圖2為采用內氧化工藝氧化后金相圖，可見其晶界少，氧化物顆粒粗大；圖3為采用本實施例中的工藝氧化后的金相圖，可見其氧化物顆粒細小。表I中為采用本發明制備方法制備的銀氧化錫電觸頭材料與采用現有技術中的內氧化工藝制備的銀氧化錫電觸頭材料的參數對比表。由表I可知，采用本發明制備方法制備的銀氧化錫電觸頭材料硬度上有所降低，并且塑性更好，材料的加工性更好。表I
權利要求
1.一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將Ag和Sn進行水霧化，或者將Ag、Sn和添加物進行水霧化，得到AgSn粉；所述添加物為In、Bi和Cu中的一種或多種； 所述AgSn粉中Ag的重量含量為86%-95%，In的重量含量為O. 0%_6%，Bi的重量含量為O.0%-2. 3%, Cu的重量含量為O. 0%-1% ;余量為Sn ； (2)將AgSn粉與氧化粉混合，得到AgSn混合粉；所述氧化粉為WO3粉、MoO3粉、SnO2粉、Bi2O3粉和CuO粉中的一種或多種； (3)將AgSn混合粉經等靜壓壓制成AgSn錠； (4)將AgSn錠擠壓成AgSn絲材，拉拔至01.2-02.Omni，再沖斷，然后進行絲材氧化； (5)對氧化后的絲材進行壓錠擠壓，并拉拔成AgSnO2絲材。
2.根據權利要求I所述的一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法，其特征在于所述的步驟(I)中水霧化采用的水壓為30Mpa-40Mpa。
3.根據權利要求I所述的一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述氧化粉在AgSn混合粉中的重量含量為O. 2%-1. 5%。
4.根據權利要求I所述的一種細化銀氧化錫粒制備方法，，其特征在于所述的步驟(3)中的等靜壓壓力為100Mpa-180Mpa，保壓時間為10s_30s，錠子直徑尺寸為80cm_108cm。
5.根據權利要求I所述的一種細化銀氧化錫晶粒制備方法，其特征在于所述步驟(4)包含以下子步驟 (a)將AgSn錠擠壓成直抒05mm-08mm的絲材； (b)將絲材拉拔至01.2-02.Ornm; (c)對絲材沖斷至15mm-30_長； Cd)在氧壓為O. 6MPa-2Mpa的氧氣氣氛下熱處理后，進行絲材氧化；氧化工藝參數為2000C _500°C，氧化時間I小時-5小時，升溫至7000C _850°C，氧化時間20小時-30小時。
6.根據權利要求I所述的一種細化銀氧化錫晶粒制備方法，其特征在于所述的步驟(5)包含以下子步驟 (A)將氧化后的絲材用清水清洗O.5小時； (B)在8300C_870°C下退火I小時-I. 5小時； (C)用液壓機壓成錠坯，對錠坯進行1-2次復壓獲得085rnm-01O8mm; (D)在800°c-900°c溫度下燒結3小時-4小時，擠壓成直徑為05mm-08mm，拉拔成相應規格的絲材。
全文摘要
本發明提供了一種細化銀氧化錫晶粒的制備方法，包括(1)將Ag和Sn進行水霧化，或者將Ag、Sn和添加物進行水霧化，得到AgSn粉；(2)將AgSn粉與氧化粉混合，得到AgSn混合粉；(3)將AgSn混合粉經等靜壓壓制成AgSn錠；(4)將AgSn錠擠壓成AgSn絲材，拉拔、沖斷，然后進行絲材氧化；(5)對氧化后的絲材進行壓錠擠壓，并拉拔成AgSnO2絲材。與以往Ag\Sn\Cu多種元素形成合金相澆鑄成AgSn錠，擠壓成絲材，然后進行內氧化的制備方法相比，本發明可使AgSn絲材的含氧量多，位錯多；之后再進行絲材氧化，可使其氧化能壘降低，晶界和晶粒細化；由于晶界越小，氧化物顆粒在銀基體上分布越均勻，氧化物顆粒越細小，其抗熔焊性能越好，同時還可降低氧化不退的風險。
文檔編號C22C1/05GK102796914SQ20121029789
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者顏小芳, 劉立強, 柏小平, 萬岱, 朱禮兵, 林萬煥 申請人:福達合金材料股份有限公司