[发明专利]银氧化锡电接触材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电接触材料的制备方法，特别是一种银氧化锡电接触材料的制备方法，此合金材料制备的银触点包括应用于各种继电器、接触器开关使用的电触点及复合铆钉电触点、片材等。

背景技术

随着电器产品向大容量、小体积的方向发展，对电触点材料的要求日益提高：要求材料在极大电弧热和焦耳热的条件下不发生熔焊、机械及耐电磨损性能要好；在分断过程中产生的金属飞溅少，燃弧时间短；在直流环境下，抗熔焊性好，材料转移少，接触电阻低而稳定。

目前广为使用的银氧化镉电触点材料虽然有极好的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，产品中含有镉氧化物，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，对环境有害，将来的趋势是逐渐减少乃至停止使用含镉材料或化学物的金属触点材料。

因此寻找能够替代Ag-CdO新型电触点材料成为目前国内外研究的焦点。最有希望替代Ag-CdO材料的材料体系主要有Ag-SnO₂系列材料。关于Ag-SnO₂材料的制备和设计研究如下：

(1)纳米银氧化锡电触头及其制备方法CN1417817A

(2)一种银氧化锡材料的制备方法CN1425790A

(3)银氧化锡氧化铜合金触点材料CN1441071A

(4)银氧化锡氧化铟电触点线材及其生产工艺CN1167835A

(5)新型银氧化锡丝材电触头材料制造方法CN101202169A

(6)银氧化锡氧化锌合金电触点及其生产工艺CN1443864A

如今Ag-SnO₂材料制备方法主要有两种：粉末冶金方法(文献(2))、粉末预氧化法(文献(3)，(5)，(6))、内氧化法(文献(4))、化学包覆法(文献(1))。内氧化法是将Ag-Sn合金在高温高压富氧环境下加热，通过氧气扩散在合金内部生成SnO₂颗粒。这种方法可以获得精细的SnO₂粒子，但存在氧化时间过长，内部结构存在氧化梯度等问题。粉末预氧化法是先将AgSn合金雾化制粉，然后再预氧化的方法，这种方法对于超过4％Sn含量的AgSn合金粉内氧化仍然很慢，同时容易形成SnO₂包Ag的颗粒情况，粉末冶金加工时容易形成SnO₂隔离Ag基体的结构，导致加工性能差。采用粉末冶金法制备Ag-SnO₂材料具有添加容易操作简单的特点，但其制备所获得材料致密性差，强度不够的缺点。采用化学包覆法制备的Ag-SnO₂材料加工性能良好，界面结合强度高，但是工序复杂，不易操作。综上所述，现有Ag-SnO₂材料制备方法存在周期长，操作复杂，所获得的材料组织结构不均匀等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术存在的以上不足，提供一种银氧化锡电接触材料的制备方法，采用机械合金化与预氧化相结合的方法，主要是在球磨过程中添加强氧化剂硝酸银粉末与AgSn合金粉末，使得AgSn合金在球磨过程中预氧化，球磨能量将加速AgSn合金粉末氧化过程的进行从而极大的缩短氧化时间，改善材料SnO₂颗粒的分布。采用该方法获得的AgSnO₂材料具有均匀弥散的组织结构及优良的力学和电学综合性能。

为实现上述的目的，本发明所述的银氧化锡电接触材料的制备方法包括如下步骤：

第一步，将AgSn合金粉、添加剂与强氧化剂硝酸银过100目筛后混合球磨，球料比在1∶1～50∶1之间，球磨转速在15～500转/分钟之间，球磨时间在3h～30h之间，球磨气氛为空气；

本发明中强氧化剂硝酸银与AgSn合金粉重量比在5～30％之间。

本发明所述添加剂可以含有不超过材料总重1％的WO₃、Bi₂O₃、In₂O₃、GeO₂、CuO、WC、W、C、MO₃和金刚石中的一种或几种。

第二步，将球磨后粉末退火处理，退火气氛为空气或惰性气体；

所述退火温度在300～800℃之间；退火时间在1h～5h之间。

第三步，将退火后粉末等静压制成坯体；

所述等静压压强在100～500MPa之间。

第四步，将等静压获得坯体在氧气气氛下烧结；