专利名称：以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电接触材料及其生产工艺。尤其是涉及一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料及其生产工艺。主要用于制造各种继电器、接触器等电器开关使用的电触点以及大功率继电器使用的双金属复合铆钉电触点等。
背景技术：
目前广为使用的电接触材料有银氧化镉和银氧化锌。
银氧化镉电接触材料虽然具有极好的材料性能和较低的材料成本，尤其是高氧化镉含量更是如此，制作工艺也很稳定成熟，如中国专利95111070所述。但使用较多金属镉，产品含有镉氧化物，以后在环境中会残留镉盐，由于金属镉和镉盐对人体有很大的毒副作用，对环境很有害，将来的趋势是逐渐减少乃至停止使用含镉或镉氧化物的电接触材料。
银氧化锌电接触材料虽然有过20多年的研究开发和应用的历史，但这一过程仍延续至今，其存在的关键问题在于其生产加工特性差以及较差的再加工性能。因此，这一产品目前仍停留在生产形状简单、在装配使用时不需要进行任何机械加工的片状触点上，不具备制造双金属复合铆钉的再加工性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有较易的生产加工特性和较好的再加工性能、且又无毒副作用的以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料及其生产工艺，容易制成线材和各种触点，满足各种继电器、接触器等电器开关使用要求，以替代有毒的银氧化镉电接触材料。
本发明的目的是这样实现的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，它是在银基体中含有氧化锌和氧化铟，材料中氧化锌的份额为3.0～12重量百分比，氧化铟的份额为0.3-7重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
上述以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料中，氧化锌和氧化铟的优选份额为氧化锌的份额为4.5～8重量百分比，氧化铟的份额为2-6重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
上述以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料中，氧化锌和氧化铟的最优选份额为氧化锌的份额为5.5～7重量百分比，氧化铟的份额为3.5-4.5重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
本发明的材料中还含有占总重量0.25～1.4％的镍、锡、钛的一种或数种，并且该材料中各组分的含量之和为100％。以改善材料的机加工性能，提高材料的电器性能和降低银的含量，节约成本。
本发明材料中镍的份额为0.1～7重量百分比，优选0.1～0.5重量百分比。锡的份额为0.1～0.5重量百分比。钛的份额为0.05～0.2重量百分比，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
本发明的生产工艺方法是将银锭、锌、铟及镍、钛或锡的一种或数种置于熔炼炉中熔炼并铸锭，加工成碎屑，经高温高压氧化得到一种以银氧化锌氧化铟为基础的混合相材料，经过机械加工破碎，将碎屑在钢模中加压成型，然后在高温下挤压成条材或带材，再经过拉拔可得到银氧化锌氧化铟线材产品。或将银、氧化锌、氧化铟及氧化镍、氧化钛或氧化锡粉末混合并压锭，挤压成条材，再经过拉拔同样可得到银氧化锌氧化铟线材产品。
本发明生产工艺的高温高压氧化的温度为760～860℃，较好为790～860℃；压力为4～6kg，保温时间20～36小时，较好为24～30小时，挤压成条材的加热温度为780～890℃，最好为820～840℃。
本发明高温挤压条、带材的挤压比为1∶240～350或1∶270～320，挤压形式为反挤压。
与现有电接触材料相比，本发明在银基体中加锌和铟组成以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，对人体没有毒副作用，对环境无害；在原材料中添加了镍和/或锡、钛元素，改善了材料的机加工性能；从而达到生产过程的加工性能良好，并具备可以进行制造双金属复合铆钉的再加工优良特性，从而使银氧化锌氧化铟线材生产得以实现，满足了大功率继电器使用的双金属复合铆钉触点的要求。可以部分或全部代替银氧化镉应用于大功率继电器。避免了银氧化镉电接触材料在生产应用过程中对环境的污染。同样具有和银氧化镉一样的节银效果。
线材的物理机械性能为
规格￠1.12～3.90mm密度≥9.8g/cm3硬度Hv4.9N＞800MPa电阻率≤2.7μ·cm抗拉强度＞MPa延伸率＞6％。
制成的银氧化锌氧化铟复合型铆钉触点完全符合GB11096-89的各项技术要求。
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施例方式例1称取14.27kg银锭，置于中频感应炉中熔化，随后依次加入0.8kg锌和0.48kg铟，经均匀化后，清渣铸成圆锭，切去浇口及清除表面杂质，切成碎片，装入高压容器中加热至760～820℃，注入6kg/cm2的氧气，保温36小时，然后将已氧化的碎片再用冲床加工成碎小粒，装入钢模中加压成￠68mm长250mm的圆锭，将成型的圆锭在820～860℃高温下挤压成￠4.0mm的条材，经过热拉拔成￠1.12～3.9mm的线材产品，如图1。
如上所述，分别加入1.6kg锌和0.96kg铟，亦得到相同的结果。
例2称取14.64kg银锭，置于中频感应炉中熔化，随后依次加入0.08kg镍、0.8kg锌和0.48kg铟，工艺过程同例1，但高温氧化温度为800～840℃，其它工艺条件同例1。
分别加入1.6kg锌和0.96kg铟，亦得到相同的结果。
在锌和铟的两种比例条件下，另加入0.2kg和0.04kg镍，亦得到相同结果。
例3称取14.64kg银锭，置于中频感应炉中熔化，随后依次加入0.08kg镍、0.5kg锌和0.78kg铟，工艺过程同例1，但高温氧化温度为800～840℃，其它工艺条件同例1。
例4称取14.604kg银锭，置于中频感应炉中熔化，随后依次加入1.06kg锌、0.032kg镍、0.016kg锡、0.008kg钛和0.28kg铟，经均匀化后，清渣铸成圆锭，切去浇口及清除表面杂质，切成碎片，装入高压容器中加热至760～820℃，注入4kg/cm2的氧气，保温20小时，然后将已氧化的碎片再用冲床加工成小粒，装入钢模中加压成￠68mm长250mm的圆锭，将成型的圆锭子在820～890℃高温下挤压成￠4.0mm的条材，经过热拉拔成￠1.12～3.9mm的线材产品。
将锡和钛的加入量调整为0.036kg锡、0.016kg钛，亦得到相同结果。
例5称取11.896kg银锭，置于中频感应炉中熔化，随后依次加入1.18kg锌、0.048kg镍、0.028kg钛和0.848kg铟，工艺过程同例1，但高温氧化温度为780～860℃，注入氧气压力为5kg/cm2的氧气，保温时间为28小时，高温下挤压成￠6.0mm的条材，经过热拉拔成￠1.3～5.0mm的线材产品。
将钛的加入量调整为0.014kg，同样可获得加工性能良好的线材产品。
同上述条件，配方中镍加入量调整为0.016kg，得到同样的结果。
例6用银、氧化锌、氧化镍、氧化锡、氧化钛、氧化铟及以上述不同配方的粉末搅拌压锭，挤压成条，经过拉拔同样得到以银氧化锌氧化铟为基础的电接触线材产品。
权利要求
1.一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于它是在银基体中含有氧化锌和氧化铟，材料中氧化锌的份额为3.0～12重量百分比，氧化铟的份额为0.3-7重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中氧化锌的份额为4.5～8重量百分比，氧化铟的份额为2-6重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
3.根据权利要求2所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中氧化锌的份额为5.5～7重量百分比，氧化铟的份额为3.5-4.5重量百分比，余量为银，并且各组分的含量之和为100％。
4.根据权利要求1或2、3所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中含有占总重量0.25～1.4％的镍、锡、钛的一种或数种，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
5.根据权利要求1或2、3所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中含镍的份额为0.1～0.7重量百分比，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
6.根据权利要求5所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中含镍的份额为0.1～0.5重量百分比，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
7.根据权利要求1或2、3所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中含锡的份额为0.1～0.5％重量百分比，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
8.根据权利要求1或2、3所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料，其特征在于材料中含钛的份额为0.05～0.2％重量百分比，并且该材料中各组分的含量之和为100％。
9.根据权利要求1所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料的生产工艺，其特征在于其工艺步骤为将银锭、锌、铟及镍、钛或锡的一种或数种置于熔炼炉中熔炼并铸锭，加工成碎屑，经高温高压氧化得到以银氧化锌氧化铟为基础的混合相材料，经过机械加工破碎，将碎屑在钢模中加压成型，然后在高温下挤压成条、带材，再经过拉拔得到以银氧化锌氧化铟为基础的线材产品；或将银、氧化锌、氧化铟及氧化镍、氧化钛或氧化锡粉末混合并压锭，挤压成条、带材，经过拉拔得到以银氧化锌氧化铟为基础的线材产品。
10.根据权利要求9所述的一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料的生产工艺，其特征在于高温高压氧化的温度为760～860℃，并注入4～6kg/cm2的氧气，保温时间20～36小时，挤压成条的加热温度为780～890℃。
全文摘要
本发明涉及一种以银氧化锌氧化铟为基础的电接触材料及其生产工艺，它是在银基体中含有氧化锌和氧化铟，氧化锌的份额为3.0～12重量百分比，氧化铟的份额为0.3－7重量百分比，余量为银，各组分的含量之和为100％。其工艺步骤为将银锭、锌、铟及镍、钛或锡的一种或数种置于熔炼炉中熔炼并铸锭，加工成碎屑，高温高压氧化得到以银氧化锌氧化铟为基础的混合相材料，经机械加工破碎，将碎屑在钢模中加压成型，在高温下挤压成条，再经拉拔得到以银氧化锌氧化铟为基础的线材产品。本发明具有较易的生产加工特性和较好的再加工性能且又无毒副作用，以替代有毒的银氧化镉电接触材料。
文档编号C22C5/06GK1540693SQ200310106149
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者章景兴 申请人:章景兴