[其他]银系电触头材料挤压加工工艺

说明书

本发明是银系电触头材料的一种挤压加工工艺，属于金属材料成型技术。

电触头材料的挤压加工，是生产电触头的关键之一，经挤压加工的电触头材料的组织颗粒的均匀度，致密度、强度以及导电性能均好于轧制生产的电触头材料，特别是粉末冶金材料经挤压加工后其金相组织具有明显的纤维状结构。近年来已经广泛采用节银粉末冶金材料及复合金属材料制作小容量接触电器的触头，并且需求量逐年增多，但因挤压机价格昂贵，设备利用率低，安装、维修、操作不方便，难以在国内触头材料厂采用，而目前又没有一条即经济又方便的挤压工艺代替挤压机，所以国内大多数电触头材料厂仍不能提供满足电性能的要求的粉末冶金电触头材料。

本发明的目的就是提供一种经济可行的，能替代挤压机挤压出优异综合性能电触头材料的挤压加工工艺。

本发明的工艺过程如下：加热（材料锭坯和模具）→挤压→出材（丝或板）。为了达到本发明的目的，挤压采用油压机，选择具有适当挤压比和出口尺寸的挤压模具，适当控制油压机的挤压力和挤压速度（出丝速度），及挤压时电触头材料锭坯的温度（挤压温度）。在挤压时，锭坯在模具中受挤压力作用，使金属材料基体产生热塑性变形，从而挤出具有纤维状金相组织的触头材料。

利用本发明进行挤压加工的关键是挤压过程工艺参数的选择及挤压模具的设计。由于金属材料具有一定的强度和韧性，在挤压时，金属要受一定压力作用，迫使金属基体产生变形，因此挤压温度，挤压速度，和压力的选择都对能否压出合格的触头材料具有很大的影响。在挤压加工过程中若材料锭坯的温度过低，则材料的可塑性低，磨擦阻力过大，若温度过高，金属产生过烧或熔化并使挤压模具退火，挤压出的材料就达不到挤压强化基体形成纤维组织的目的，同时也容易损坏模具的底模和挤压轴，挤压时金属材料能否通过材料最大变形区并挤出合格的型材，挤压速度也是非常重要的，当速度过低时，难以通过材料的最大型变区，速度过大又往往使挤压轴产生较大的弯曲应力，从而可能造成挤压模具的底模和挤压轴损坏。

为此，本发明选择的挤压过程工艺参数分别为：油压机作用在挤压轴上的挤压力应小于20吨/平方厘米，挤压速度（出丝速度）的范围应控制在4米/分～9米/分之间，挤压温度为300～900℃，最佳挤压温度在400～900℃。模具的预热温度为150～350℃。

本发明所选用的挤压模具的制造应根据油压机工作压力，挤压材料的性能，以及挤压的技术要求进行设计。挤压模具如附图所示。由挤压轴〔1〕、挤压筒〔2〕、底模〔3〕、包套〔4〕、衬套〔5〕、定位环〔6〕、紧固螺钉〔7〕组成。〔8〕为触头材料锭坯。

底模的设计对于挤压加工的成败是至关重要的，它的结构形式、模孔的分布对挤压制品尺寸、内部组织、外观质量、使用寿命均有极大的影响。为了减少底模上的压力不平衡，与保证挤出的材料具有相同的内部金相组织，模孔一般采用对称形式，排列在同一园周上每个模孔的孔径相等，模孔之间的间距应相等。为了在挤压时减少挤压材料与底模之间的磨擦力，在底模的每个模孔进料处（靠锭坯面）为沉孔式或比例逐级缩小的阶梯式沉孔结构，模孔的出丝（板）口应做成喇叭状口或者比例逐级放大的阶梯式沉孔结构。挤压时，由于出丝（板）口尺寸大于可控制成品丝（板）的尺寸，底模出丝孔采用逐级放大的形式，因此成品能顺利挤出，从而可减少塞模现象发生，降低作用在挤压轴上的应力。

为了保证挤压出的触头材料颗粒达到纤维化组织，应保证挤压筒的横截面与成型比（板）材料截面比-挤压比在20～100范围内。

本发明工艺适用于银基粉末冶金材料、银基合金材料、纯银等电触头材料的挤压加工。

以下举例说明本发明挤压工艺，但不限于以下这些实施例。

在实施例中，对银镍10粉末冶金触头材料的锭坯和模具先加热，然后将锭坯放入挤压筒中，其工艺参数按照表1的方法进行挤压加工;表2是本挤压工艺实施例与轧制工艺及挤压机挤压的材料的对比技术性能指标，其中电磨损试验是在ASTM电磨损试验机上进行，采用220伏试验电压，25安电流、100次/分频率、通断5万次的平均数据;表3是用挤压出的线材制造出的银镍10/铜复合铆钉的技术性能指标。

表1：

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表3：

以上结果表明，经本发明工艺挤压的银镍10粉末冶金材料，具有致密度高、硬度高、电阻率低、显微组织纤维化以及综合电寿命优异的特点。

综上所述，采用油压机选择一定的工艺参数和模具，完全可以替代大型挤压机挤压出具有优异综合电寿命的银系电触头材料，并可以降低生产成本，减少设备投资，提高了设备利用率。