银氧化锡氧化铟电触头材料及其制备方法与流程

本发明涉及银基电触头材料
技术领域：
，具体涉及银氧化锡氧化铟电触头材料及其制备方法。
背景技术：
：内氧化法是制备银氧化锡氧化铟电触头的一个重要方法，是指银锡铟合金在高温高压氧气气氛下，合金内部发生选择性氧化的过程，锡、铟与氧原子结合，被分别氧化成氧化锡和氧化铟，而银不被氧化，得到银氧化锡氧化铟材料。锡、铟氧化物在银基体中形成大量的细小针状组织，在感性负载的电接触应用中表现出很强的抗电弧侵蚀和耐电磨损特性。合金内氧化法银氧化锡氧化铟材料所拥有的这些卓越特性使其在电弧能量大的接触器及断路器上获得了极为广泛的应用。目前银氧化锡氧化铟电触头通常是在恒定的温度和氧化压力，在规定的氧化时间下，形成单一粒度组成的银氧化物，且颗粒度在0.5-0.2微米的氧化物体积分数超过95％。氧化物颗粒较细使得材料电阻率偏高且硬度高，延伸率低，大电流负载下，材料抗转移性能不如粗颗粒氧化物，且冷镦成铆钉加工过程中触头边缘容易开裂导致报废。因此，开发一种电阻率较低且加工性能优良的银氧化锡氧化铟材料，以解决了氧化物颗粒过细造成的材料延展性不足，提升材料综合应用水平，是目前亟待解决的问题。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种可获得具有较佳加工性能、冷镦不易开裂的电触头材料的银氧化锡氧化铟电触头材料及其制备方法。本发明的目的之二在于提供该制备方法获得的电触头材料。本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银、锡和铟熔炼后制成铸锭并清理表面；2)制线：将铸锭加热至700-800℃挤压、拉制成至直径为1-3mm、切成2-8cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.1-1.0mpa、600-750℃氧化10-20h后，再升温100-300℃继续氧化5-10h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至850-950℃后保温，以100：(7-9)的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行拉拨、退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。进一步地，步骤1)中，银在铸锭中的百分含量为88-92wt％，铟在铸锭中的百分含量为1-4wt％。进一步地，步骤1)中，银、锡和铟的质量比为90：7：3。进一步地，步骤2)中，挤压压力为10-18mpa，挤压成直径为5-10mm的线材。进一步地，步骤2)中，拉制牵引力为500-1000kgf。进一步地，步骤3)中，氧气压力为0.3-0.5mpa。进一步地，步骤3)中，于650-700℃氧化14-16h后，再升温140-180℃氧化7-8h。进一步地，步骤4)中，挤压比为100：8。进一步地，步骤5)中，拉拨牵引力为500-1000kgf，退火温度为400-650℃。本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种上述的方法得到的银氧化锡氧化铟电触头材料。相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种粗细颗粒搭配内氧化法制备银氧化锡氧化铟电触头材料，该方法是先将合金铸锭压制成线材后拉制剪断，在相对低的温度先缓慢内氧化、再升高温度在相对短的时间内进行氧化，从而得到粗细颗粒复合、电阻率降低、硬度降低的电触头材料；本发明提供的银氧化锡氧化铟电触头材料，氧化物颗粒大小分布范围为2-8μm，硬度低于100hv0.2，延伸率超过10％，这使得其具有较佳的加工性能，在冷镦成型时几乎无开裂现象。附图说明图1为实施例1的电触头材料的1000倍金相扫描显微镜图；图2为对比例1的电触头材料的1000倍金相扫描显微镜图；图3为实施例1的电触头材料触头加工后头部外观；图4为对比例1的电触头材料触头加工后头部外观。具体实施方式下面，结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银、锡和铟熔炼后制成铸锭并清理表面；制成铸定的方式优选为采用中频感应熔炼，清理表面的方式优选为经车削清理；2)制线：将铸锭加热至700-800℃挤压、拉制成至直径为1-3mm、切成2-8cm的线段；采用先挤压后拉制的方法制成的线材，相对于直接拉制或直接挤压的线材，内部更均匀、更容易被氧化；线材相对于板材更易被氧化，且氧化质地更均匀。3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.1-1.0mpa、600-750℃氧化10-20h后，再升温100-300℃继续氧化5-10h；先缓慢氧化再升温继续氧化的方式，可使合金线材内部被均匀地氧化成颗粒相对较大的氧化物，形成粗细搭配、质地均匀的材料，从而在延伸率和硬度方面大幅度改善；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至850-950℃后保温，以100：(7-9)的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行拉拨、退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。实施例1：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：7：3的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以15mpa的压力挤压成8mm的线材，并以700kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.4mpa、700℃氧化15h后，再升温至880℃继续氧化8h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行700kgf的牵引力拉拨、500℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。实施例2：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：7：3的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以15mpa的压力挤压成6mm的线材，并以800kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.4mpa、650℃氧化22h后，再升温至850℃继续氧化6h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行800kgf的牵引力拉拨、500℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。实施例3：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：7：3的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以15mpa的压力挤压成6mm的线材，并以800kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.3mpa、600℃氧化10h后，再升温至850℃继续氧化5h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行1000kgf的牵引力拉拨、650℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。实施例4：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：8：2的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以18mpa的压力挤压成10mm的线材，并以1000kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.5mpa、650℃氧化16h后，再升温至800℃继续氧化8h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行800kgf的牵引力拉拨、550℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。实施例5：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：6：4的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以10mpa的压力挤压成5mm的线材，并以50kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为1mpa、600℃氧化20h后，再升温至750℃继续氧化10h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行800kgf的牵引力拉拨、550℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。对比例1：一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：7：3的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以15mpa的压力挤压成2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.4mpa、700℃氧化23h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行700kgf的牵引力拉拨、500℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。对比例2一种银氧化锡氧化铟电触头材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼制锭：将银块、锡锭和铟锭按90：7：3的比例，在中频感应熔炼炉中进行熔炼，制成铸锭，并车削清理表面；2)制线：将铸锭加热至750℃以15mpa的压力挤压成8mm的线材，并以700kgf的牵引力拉制成至直径为2.0mm的线材，切成5cm的线段；3)内氧化：将线材置于氧气压力为0.4mpa、850℃氧化23h；4)挤压成型：将步骤3)处理后的线材清洗抛光，干燥后制成圆锭，在空气炉中加热至900℃后保温，以100：8的挤压比挤压得到线材；5)退火：将步骤4)得到的线材进行700kgf的牵引力拉拨、500℃退火处理，得到银氧化锡氧化铟电触头材料。性能检测：1、微观结构取实施例1和对比例1得到的银氧化锡氧化铟电触头材料的截面，经1000倍金相扫描显微镜观察结果如图1和图2所示，图1可知，实施例1中的电触头的微观结构里，颗粒呈现粗细搭配，氧化物颗粒粒径分布在2-8μm的范围内。2、触头加工外观实施例1和对比例1得到的银氧化锡氧化铟电触头材料加工成触头后，外观如图3和图4所示，从图3中可知，实施例1得到的材料完好，无开裂，而图4中的触头，表面有开裂问题。3、其它参数分别比较实施例1-5与对比例1-2的材料的电阻率、延伸率、硬度、冷镦开裂比例如下，结果如下表所示：表1其它参数实施例1实施例2实施例3实施例4电阻率，μω·cm2.352.372.312.34延伸率，％≥10≥10≥10≥10硬度，hv0.292959292冷镦开裂比，％≤2≤2≤2≤2颗粒分布，μm2-82-82-82-8实施例5对比例1对比例2/电阻率，μω·cm2.362.552.53/延伸率，％≥10≤5≤5/硬度，hv0.290110110/冷镦开裂比，％≤23025/颗粒分布，μm2-80.5-21-3/由上表和图1-4的比较可知，本申请的制备方法，可以优化材料内部的颗粒分布、提高材料的力学和电学性能，使得加工成触头后，开裂比例大幅度下降，电阻率显著低于对比例，所以，本申请提供的制备方法，可得到性能优异的银氧化锡氧化铟电触头材料。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。当前第1页12