一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料及制備方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法及其產(chǎn)品，它以帶增強(qiáng)性能的添加物合金、氧化物粉、其他添加物粉以及銀錠為原料，經(jīng)過水霧化制粉、混粉、壓錠、燒結(jié)、擠壓，最后進(jìn)行拉拔或軋制，制備成觸點(diǎn)材料成品。該發(fā)明具有良好的電性能和機(jī)械性能銀基體，氧化物顆粒和其他添加物材料均勻分散在銀基體中，保證了觸點(diǎn)材料電性能均勻穩(wěn)定，加工性能良好等特點(diǎn)。該發(fā)明工藝制備的材料相對傳統(tǒng)的銀氧化物觸點(diǎn)材料有更高的抗燒損、抗電轉(zhuǎn)移、抗熔焊性能,能夠滿足低壓電器體積小型化、性能優(yōu)越化的要求；該發(fā)明工藝簡單，適合批量生產(chǎn)。制備的銀氧化物產(chǎn)品可廣泛用于繼電器、接觸器以及斷路器中。
【專利說明】一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料及制備方法及其產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電接觸材料及制備方法，尤其是一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料及制備方法及其產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]銀氧化物觸點(diǎn)材料應(yīng)用在低壓電器中最為廣泛，尤其是中大電流等級的接觸器、繼電器中。常規(guī)銀氧化物觸點(diǎn)材料為單純的銀與氧化物的“假合金”方式存在，氧化物分散在純銀基體周圍。較為常見的銀氧化物觸點(diǎn)材料的制備方法為內(nèi)氧化工藝、混粉工藝、粉體預(yù)氧化工藝和包覆工藝等。這些工藝均采用添加氧化物方式來改善銀基體和氧化錫之間的潤濕情況，如以下專利: CN201210335376.9 一種復(fù)合銀氧化錫電接觸材料及其制造方法，主要原理是制備氧化錫與添加氧化物的分散混合物，再與銀溶液充分混合，制備出復(fù)合銀氧化錫材料。
[0003]CN201210439786.8 一種銀氧化錫的制備方法，主要原理是在銀錫合金粉體霧化過程中添加氧化性氣氛，實(shí)現(xiàn)粉體的氧化。
[0004]CN201110331046.8物理冶金包覆法銀氧化錫的制備方法，主要原理是通過物理冶金方法在氧化錫顆粒表面包覆一層合金層，然后在氧化轉(zhuǎn)化成添加氧化物包覆的氧化錫顆粒，再與銀粉混合，從而得到銀氧化錫材料。
[0005]以上此類專利均是銀為基體材料，通過添加添加物改善電性能或者提高氧化物顆粒分散性提高電性能，這些專利或者技術(shù)均無法提高銀基體的電性能，而在觸點(diǎn)工作過程中，承載電流和電弧作用最大的是銀基體。由于銀基體性能未有較大的提升，從而大大限制了觸點(diǎn)材料的抗大電流沖擊性能、抗直流條件的下的材料轉(zhuǎn)移性能以及抗觸點(diǎn)熔焊的性能
坐寸ο
[0006]在中國國內(nèi)，隨著人們生活水平的日益提高，各種電器也越來越多，并且電器也在向小型化發(fā)展。這就要求低壓電器需要適應(yīng)更多的負(fù)載類型，適應(yīng)更高的電流等級等，這就要求觸點(diǎn)材料能夠滿足更高的電流沖擊性能、更大的電弧承載能力以及更小的熔焊傾向。常規(guī)銀氧化物觸點(diǎn)材料在沒有解決銀基體性能的前提下，只是依靠氧化物的類型的改變或者成分的變化，很難滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料的制備方法，通過該方法能夠提供基體的抗大電流沖擊性能、抗直流條件的下的材料轉(zhuǎn)移性能以及抗觸點(diǎn)熔焊的性能。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是原料為氧化物粉，增強(qiáng)基體性能添加物、第二添加物粉，余量為銀，第二添加物可以為氧化鎢、氧化物鑰、稀土氧化物、氧化銦、氧化鎳、氧化碲、氧化銅、氧化鉍中一種或多種組合，增強(qiáng)基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、及鋅等任一種或者任意幾種，其特征在于制作步驟依次如下:
(1)水霧化制粉
將銀和增強(qiáng)基體性能添加物合金經(jīng)過熔煉、水霧化，制備成帶有增加基體性能的銀粉
(2)混粉
將帶有增強(qiáng)基體性能添加物的銀粉與氧化物粉、第二添加物粉通過混粉工藝制備成混合粉。
(3)冷等靜壓
將制備的混合粉進(jìn)行冷等靜壓，壓制成錠；
(4)燒結(jié) 將壓制成錠進(jìn)行燒結(jié)；
(5)熱擠壓成型
將錠子加熱并擠壓成形。
[0009](6)材料成型加工
將擠壓的線材或者板帶材經(jīng)過拉拔或者軋制成最終產(chǎn)品。
[0010]進(jìn)一步設(shè)置是所述步驟(1)中熔煉溫度在1100-1300 °C，霧化溫度在1000-1200°C，霧化水壓在20-60MPa ;增加基體性能的添加物合金的含量相對于銀質(zhì)量比為0.01-1%范圍；增加基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、鎳及鋅等任一種或者任意幾種，當(dāng)含有多種元素時，總含量不超過1%。
[0011]進(jìn)一步設(shè)置是所述步驟(2)中混粉中:帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀粉與氧化物的比例在92:8至78:28之間；添加物粉比例占總重量比為0.01-6% ;銀粉粒度為-200目，氧化物度為< 15 μ m，添加物粉粒度為< 30 μ m ;混粉工藝為干式機(jī)械混粉、濕式機(jī)械混粉、球磨混粉、高能球磨混粉等任意混粉工藝。
[0012]進(jìn)一步設(shè)置是所述步驟(3)中冷等靜壓的壓力在100MPa_250Mpa。
[0013]進(jìn)一步設(shè)置是所述步驟(4)燒結(jié)，其中燒結(jié)溫度為750°C -920°C，時間為2h_5h，氮?dú)鈼l件下或者真空條件下或者氬氣條件下。
[0014]進(jìn)一步設(shè)置是所述步驟(5)的加熱溫度為700°C _900°C，擠壓速度在l-15mm/s，擠壓成型后為線材或者帶材或者板材。
[0015]本發(fā)明的另一個目的提供一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料，其技術(shù)方案是包括以下組分:氧化物粉，增強(qiáng)基體性能添加物、第二添加物粉，余量為銀，第二添加物可以為氧化鎢、氧化物鑰、稀土氧化物、氧化銦、氧化鎳、氧化碲、氧化銅、氧化鉍，增強(qiáng)基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、鎳及鋅等任一種或者任意幾種。
[0016]本發(fā)明最大的特點(diǎn)是采用帶有增強(qiáng)基體性能的添加物的銀粉，從而解決了常規(guī)銀氧化物材料中銀基體為純銀基體，其抗電流沖擊、電弧燒蝕、抗熔焊性能均較差；同時改善了銀與氧化物之間潤濕情況，使氧化物材料始終包圍在帶有增強(qiáng)性能的銀基體中，降低了氧化物的聚集、漂浮趨勢，進(jìn)一步提高了觸點(diǎn)材料的抗電弧燒蝕能力；同時由于增加基體性能的添加物合金總量控制的較低，基本不會降低銀基體的導(dǎo)電性能，甚至?xí)M(jìn)一步提高其導(dǎo)電性能，所以該材料接觸性能也可以保證。本發(fā)明采用的帶有增強(qiáng)基體性能的添加物的銀粉水霧化制備技術(shù)、觸點(diǎn)材料混粉制備技術(shù)，均工藝非常簡單，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
[0017]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0020]實(shí)施例1
以AgLa-SnO2IO材料制備為例子
1、19.98kg Ag錠、0.02kgMg在1300°C條件下熔煉，然后在1250°C條件下水霧化制粉，水霧化壓力為38MPa，最后粉體過200目篩，從而得到AgLa合金粉；
2、9kg的AgLa粉與Ikg的3μ m的SnO2粉機(jī)械干混粉制備出AgLa-SnO2IO粉；
3、AgLa-SnO2IO粉在冷等靜壓機(jī)上180MPa壓力下制錠，錠子直徑85mm。
[0021]4、AgLa-SnO2IO錠子在真空條件下燒結(jié)4h，燒結(jié)溫度850°C。
[0022]5、AgLa-SnO210錠子在800°C條件下擠壓，擠壓規(guī)格為Φ6。
[0023]6、AgLa-SnO2IO線材經(jīng)過冷拉拔機(jī)，冷拉拔至需要的直徑尺寸。
[0024]本實(shí)例制備的AgLa-SnO2IO物理性能如下:密度10.lg/cm3、電阻率2.2 μ Ω.cm、硬度(HV0.3)91 (半硬態(tài))、抗拉強(qiáng)度331MPa。
[0025]實(shí)施例2
以AgMgN1-SnO2In2O3U材料制備為例子
1、19.98kg的Ag錠、0.01kg的Ni片、0.01kgMg錠在1200°C條件下熔煉，然后在1150條件下水霧化制粉，水霧化壓力為42MPa，最后粉體過200目篩，從而得到AgMgNi合金粉；
2、8.8kg的AgMgNi粉與1.0kg的4 μ m的SnO2粉、0.2kg的5 μ m的In2O3粉機(jī)械干混粉制備出 AgMgN1-SnO2In2O3U 粉；
3、AgMgN1-Sn02In20312粉在冷等靜壓機(jī)上220MPa壓力下制錠，錠子直徑86mm。
[0026]4、AgMgN1-Sn02In20312錠子在真空下燒結(jié)4h，燒結(jié)溫度860°C。
[0027]5、AgMgN1-Sn02In20312錠子在820°C條件下擠壓，擠壓規(guī)格為Φ6。
[0028]6、AgMgNi_Sn02In20312線材經(jīng)過冷拉拔機(jī)，冷拉拔至需要的直徑尺寸。
[0029]本實(shí)例制備的AgMgN1-SnO2In2O3U絲材觸點(diǎn)物理性能如下:密度9.9lg/cm3,電阻率 2.38 μ Ω.cm、硬度(HV0.3) 102、抗拉強(qiáng)度 354MPa。
[0030]實(shí)施例3
以AgCuN1-ZnOlO材料制備為例子
1、19.98kg的Ag錠、0.01kg的Cu棒、0.01kg的Ni片，在1300°C條件下熔煉，然后在1250°C條件下水霧化制粉，水霧化壓力為60MPa，最后粉體過200目篩，從而得到AgCuNi合金粉；
2、9kg的AgCuNi粉與Ikg的7μ m的ZnO粉機(jī)械干混粉制備出AgCuN1-ZnOlO粉；
3、AgCuN1-ZnOlO粉在冷等靜壓機(jī)上180MPa壓力下制錠，錠子直徑83mm。
[0031]4、AgCuN1-ZnOlO錠子在真空條件下燒結(jié)4h，燒結(jié)溫度800°C。[0032]5、AgCuN1-ZnOlO錠子在780°C條件下擠壓，擠壓規(guī)格為40X4。
[0033]6、AgCuN1-ZnOlO帶材經(jīng)過冷軋機(jī)軋制、沖制至需要的規(guī)格。
[0034]本實(shí)例制備的AgCuN1-ZnOlO片點(diǎn)物理性能如下:密度9.68g/cm3、電阻率
2.29 μ Ω.cm、硬度(HV0.3) `87。
【權(quán)利要求】
1.一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:原料為氧化物粉，增強(qiáng)基體性能添加物、第二添加物粉，余量為銀，第二添加物可以為氧化鎢、氧化物鑰、稀土氧化物、氧化銦、氧化鎳、氧化碲、氧化銅、氧化鉍中任一種或者任意幾種組合,增強(qiáng)基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、及鋅中任一種或者任意幾種，其特征在于制作步驟依次如下: (1)水霧化制粉 將銀和增強(qiáng)基體性能添加物合金經(jīng)過熔煉、水霧化，制備成帶有增加基體性能的銀粉 (2)混粉 將帶有增強(qiáng)基體性能添加物的銀粉與氧化物粉、第二添加物粉通過混粉工藝制備成混合粉 (3)冷等靜壓 將制備的混合粉進(jìn)行冷等靜壓，壓制成錠； (4)燒結(jié) 將壓制成錠進(jìn)行燒結(jié)； (5)熱擠壓成型 將錠子加熱并擠壓成形； (6)材料成型加工 將擠壓的線材或者板帶材經(jīng)過拉拔或者軋制成最終產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀鎳觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中熔煉溫度在1100-1300°C，霧化溫度在1000-1200°C，霧化水壓在20-60MPa ;增加基體性能的添加物合金的含量相對于銀質(zhì)量比為0.01-1%范圍；增加基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、鎳及鋅等任一種或者任意幾種，當(dāng)含有多種元素時，總含量不超過1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中混粉中:帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀粉與氧化物的比例在92:8至78:28之間；添加物粉比例占總重量比為0.01-6% ;銀粉粒度為-200目，氧化物度為< 15 μ m，添加物粉粒度為< 30 μ m ;混粉工藝為干式機(jī)械混粉、濕式機(jī)械混粉、球磨混粉、高能球磨混粉等任意混粉工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中冷等靜壓的壓力在100MPa-250Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:所述步驟(4)燒結(jié)，其中燒結(jié)溫度為750°C -920°C，時間為2h_5h，氮?dú)鈼l件下或者真空條件下或者氬氣條件下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料制備方法，其特征在于:所述步驟(5)的加熱溫度為700°C _900°C，擠壓速度在l-15mm/s，擠壓成型后為線材或者帶材或者板材。
7.—種如權(quán)利要求1所述的制備方法制備的帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀氧化物觸點(diǎn)材料，其特征在于包括以下組分:氧化物粉，增強(qiáng)基體性能添加物、第二添加物粉，余量為銀，第二添加物可以為氧化鎢、氧化物鑰、稀土氧化物、氧化銦、氧化鎳、氧化碲、氧化銅、氧化鉍等任一種或者任意幾種，增強(qiáng)基體性能添加物為鉍、銅、銦、稀土元素、鎂、鎳及鋅等任一種或者任意幾種，帶增強(qiáng)基體性能添加物的銀粉與氧化物的質(zhì)量比在92:8至78:28之間；第 二添加物粉比例占總重量比為0.01-6% ;增強(qiáng)基體性能添加物占總含量的0.01-1%。
【文檔編號】B22F1/00GK103695682SQ201310700969
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】劉立強(qiáng), 顏小芳, 魯香粉, 翁桅, 柏小平, 林萬煥 申請人:福達(dá)合金材料股份有限公司