本發(fā)明涉及一種電接觸復合材料的加工方法，屬于金屬基復合材料技術領域。

技術背景

agsno2電接觸材料主要應用于繼電器、接觸器、開關等電器開關中，具有良好的抗熔焊、耐電弧侵蝕性能及抗磨損性能，并且對人體無害，具有替代傳統(tǒng)agcdo電接觸材料的潛力。但是由于ag和sno2潤濕性差，ag和sno2質點的界面結合差，再加上sno2的高硬度，在加工中sno2和基體ag間的結合界面往往成為應力集中區(qū)和裂紋源。所以agsno2材料的塑性和延展性差，難以加工，在擠壓、拉拔過程中極易出現(xiàn)斷絲、開裂等問題，產(chǎn)品成品率和生產(chǎn)效率低下。agsno2材料加工困難是實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸之一，限制了其作為電接觸材料的廣泛應用。

近年來，隨著裝備技術的升級及制備工藝的優(yōu)化，等靜壓成型、熱擠壓的工藝方法可以較成功地生產(chǎn)agsno2板坯和線坯，后續(xù)還可以對半成品的板坯或線坯進行熱軋、熱拉拔等多道次的加工，但是每道次變形量要控制在6％左右，累計變形量每達到20％左右要進行熱處理，用以消除加工硬化(拉拔對agsno2線材力學物理性能的影響，電工材料)；而冷軋、冷拔則每道次加工后都需要進行退火熱處理，加工效率低。為提高agsno2可加工能力，鄭冀等人從減小sno2顆粒尺寸和優(yōu)化熱處理工藝入手，采用納米級sno2制備了agsno2材料，并且研究了退火熱處理制度對agsno2材料加工性能的影響，結果發(fā)現(xiàn)納米sno2可以減小對基體的割裂作用，有利于提高加工性(退火工藝對納米agsno2觸頭材料加工性能的影響，電工材料)；優(yōu)化出當變形量為13％時，最佳的退火工藝為650℃×2h。但是在對納米agsno2材料進行拉伸過程中仍然需要多次的退火處理，效率不高。中國專利cn101982558a(銀鎳電觸頭材料晶粒細化工藝以及銀氧化錫電觸頭材料晶粒細化工藝)將不同直徑的agsno2絲材剪斷，在h2氣氛保護下加熱至800～900℃退火1.5h；混合并鐓粗成直徑80～90mm的錠坯，再將錠坯加熱至800～900℃并保溫1.5～3.0h；經(jīng)2～3次鐓粗后，錠坯直徑達到85～105mm左右；在擠壓比大于220，加熱溫度為750～850℃的條件下進行擠壓。上述步驟至少重復一次，以獲得晶粒細化加工性較好的agsno2絲材,該方法的優(yōu)點在于鐓粗可以細化晶粒，破碎粉末顆粒邊界上的氧化膜，大擠壓比可以消除材料中的孔洞，提高材料的致密性，提高材料的加工性能，但是工藝流程復雜，能耗大，效率低下。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種多模冷旋鍛及冷拉加工agsno2線材的方法。

為解決上述問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種多模冷旋鍛及冷拉加工agsno2線材的方法，包括以下步驟：

(1)以擠壓后直徑為φ6mm的agsno2絲材作為原料，進行退火處理；

(2)依次布置放線盤、旋鍛機和收線盤，在旋鍛機上安裝旋鍛模；

將退火處理后的絲材置于放線盤上，連續(xù)送入旋鍛模中進行旋鍛處理，并以收線盤進行收料；將收線盤上的絲材重置于放線盤上，更換旋鍛模后再次進行旋鍛處理，重復該操作兩次；三次旋鍛處理中使用的旋鍛模規(guī)格分別是4.5mm、3.5mm和2.0mm；

(3)將旋鍛處理后的絲材整卷后，移至熱處理爐中進行退火處理，退火后的絲材進行酸洗處理；

(4)利用首次變形量小于10％的拉絲模具，對酸洗后的絲材進行冷拉加工，拉絲過程中使用潤滑劑進行潤滑；

(5)選擇比擬加工成品直徑多出0.05～0.1mm余量的絲材，進行軟化退火處理，退火后的絲材進行酸洗處理；

(6)選擇與成品規(guī)格相匹配的拉絲加工模具，對酸洗后的絲材進行拉絲處理；拉絲過程中使用潤滑劑進行潤滑；

(7)以乙醇溶液清洗拉絲所得絲材，成品送包裝。

本發(fā)明中，步驟(1)、(3)、(5)中的退火處理均為空氣氣氛下進行；其中，步驟(1)中控制退火的溫度為650～800℃，時間2～5h；步驟(3)中控制退火的溫度為650～750℃，時間2～5h；步驟(5)中控制退火的溫度為650～750℃，時間2～5h。

本發(fā)明中，步驟(1)、(3)、(5)中的退火處理時，使用鐘罩式電阻爐作為熱處理設備。

本發(fā)明中，步驟(2)中，三次旋鍛處理時，設置收料盤的轉速分別為6～8m/min、8～10m/min和10～12m/min；出絲直徑分別為4.5～4.7mm、3.0～3.2mm和2.0～2.2mm；所使用的旋鍛模的墊片厚度均為0.1～0.3mm。

本發(fā)明中，步驟(3)、(5)中，酸洗處理時使用5％體積比的稀硫酸。

本發(fā)明中，步驟(4)、(6)中拉絲處理時使用的潤滑劑是質量濃度為3％～5％的肥皂水。

本發(fā)明中，步驟(6)中，與成品規(guī)格相匹配的拉絲加工模具是聚晶模。

本發(fā)明中，步驟(7)中所述乙醇溶液是按乙醇∶水的體積比為6.5∶3.5配制而成。

發(fā)明原理描述：

本發(fā)明中，通過1-7步驟制備的材料，通過旋鍛工藝在微觀層面提高材料內(nèi)部sno2增強顆粒與銀基體的界面結合力，降低擠壓過程形成的密度梯度差異，具有良好的加工性能，實現(xiàn)冷拉拔加工，縮短材料加工周期。

與其它加工工藝相比：

本發(fā)明的第1步驟退火處理目的在于消除熱擠壓后材料的內(nèi)應力，為旋鍛加工提供必要塑性變形條件；

本發(fā)明的第2-3步驟旋鍛加工的目的在于通過旋鍛機的高速鍛造加工消除agsno2材料的截面密度的梯度分布；同時，外力旋鍛做功使sno2顆粒與銀基體界面之間不斷磨擦形成二次合金化，提高材料致密度和塑性。

本發(fā)明4-7步驟冷拉加工工藝設計目的在于通過冷拉拔在得到具備良好塑性和物理性能的線材，具備良好制打性能，滿足鉚釘制打需要。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明提出了旋鍛和拉拔相結合的冷加工工藝，通過利用旋鍛加工具有低應力應變、小應力梯度的加工優(yōu)勢，實現(xiàn)其他工藝(如擠壓、軋制和拉拔)難以完成的加工目的。

2、本發(fā)明工藝方法的操作簡單，生產(chǎn)率和產(chǎn)品成材率高。

具體實施方式

下面通過實施實例對本發(fā)明進行具體的描述，只適用于對本發(fā)明的進一步說明。

實施例一

s1：擠壓后的agsno2絲材(φ6mm)進行退火：退火工藝650℃，5h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s2：在旋鍛機上安裝4.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.2mm；

s3：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為6m/min，出絲直徑為4.6mm；

s4：再更換為3.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.2mm；

s5：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為8m/min，出絲直徑為3.1mm；

s6：再更換為2.0mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.2mm；

s7：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為10m/min，出絲直徑為2.1mm；

s8：將旋鍛后的絲材整卷卷好，放置到熱處理爐中進行退火：退火工藝650℃，5h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s9：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s10：選擇道次變形量小于10％的拉絲模進行冷拉加工，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度3％肥皂水；

s11：成品規(guī)格尺寸前，預留0.08mm余量進行軟化退火處理；退火工藝650℃，5h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s12：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s13：選擇對應成品絲加工模具(模具類型為聚晶模)，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度3％肥皂水，出料口采用乙醇溶液(乙醇：水體積比＝6.5:3.5)清洗后收料包裝。

本實施例中，成品線材直徑1.45mm，抗拉強度為213mpa，斷后延伸率為29％。而利用常規(guī)技術所得到的直徑1.35mm的線材，其抗拉強度為205mpa，斷后延伸率為16％。

實施例二

s1：擠壓后的agsno2絲材(φ6mm)進行退火：退火工藝700℃，3h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s2：在旋鍛機上安裝4.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.1mm；

s3：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為7m/min，出絲直徑為4.7mm；

s4：再更換為3.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.1mm；

s5：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為9m/min，出絲直徑為3.2mm；

s6：再更換為2.0mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.1mm；

s7：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為11m/min，出絲直徑為2.2mm；

s8：將旋鍛后的絲材整卷卷好，放置到熱處理爐中進行退火：退火工藝700℃，3h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s9：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s10：選擇道次變形量小于10％的拉絲模進行冷拉加工，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度5％肥皂水；

s11：成品規(guī)格尺寸前，預留0.1mm余量進行軟化退火處理；退火工藝700℃，3h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s12：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s13：選擇對應成品絲加工模具(模具類型為聚晶模)，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度5％肥皂水，出料口采用乙醇溶液(乙醇：水體積比＝6.5:3.5)清洗后收料包裝。

本實施例中，成品線材直徑1.85mm，抗拉強度為227mpa，斷后延伸率為35％。而利用常規(guī)技術所得到的直徑1.85mm線材抗拉強度為200mpa，斷后延伸率為18％。

實施例三

s1：擠壓后的agsno2絲材(φ6mm)進行退火：退火工藝800℃，2h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s2：在旋鍛機上安裝4.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.3mm；

s3：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為8m/min，出絲直徑為4.5mm；

s4：再更換為3.5mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.3mm；

s5：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為10m/min，出絲直徑為3.0mm；

s6：再更換為2.0mm規(guī)格旋鍛模，墊片厚度為0.3mm；

s7：將絲材放置到放線盤上手工送絲至旋鍛模中，旋鍛出絲繞到收料盤上，調整收料盤轉速，設置為12m/min，出絲直徑為2.0mm；

s8：將旋鍛后的絲材整卷卷好，放置到熱處理爐中進行退火：退火工藝750℃，2h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s9：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s10：選擇道次變形量小于10％的拉絲模進行冷拉加工，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度4％肥皂水；

s11：成品規(guī)格尺寸前，預留0.05mm余量進行軟化退火處理；退火工藝750℃，2h,空氣；熱處理設備為鐘罩式電阻爐；

s12：退火后的絲材進行5％體積比稀硫酸酸洗處理；

s13：選擇對應成品絲加工模具(模具類型為聚晶模)，拉絲過程潤滑劑采用質量濃度4％肥皂水，出料口采用乙醇溶液(乙醇：水體積比＝6.5:3.5)清洗后收料包裝。

本實施例中，成品線材直徑1.35mm，抗拉強度為240mpa，斷后延伸率為30％。而利用常規(guī)技術所得到的直徑1.35mm線材抗拉強度為210mpa，斷后延伸率為15％。

從上述實施例的數(shù)據(jù)可以看出，通過本發(fā)明獲得的線材抗拉強度和延伸率均優(yōu)于常規(guī)工藝生產(chǎn)的線材，尤其在延伸率方面獲得明顯提升，為觸點產(chǎn)品制備加工提供良好的塑性變形能力。本發(fā)明所得產(chǎn)品具有良好加工性能，可用于工業(yè)化生產(chǎn)中以替代agcdo材料。