專利名稱：合成法制備銀-二氧化錫電接觸材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備銀-二氧化錫電接觸材料的方法，屬于金屬基復(fù)合材料科學(xué)領(lǐng)域。
公知的制備銀-二氧化錫電接觸材料的制備方法有以下幾種，粉末冶金法該方法通過將銀(Ag)、二氧化錫(SnO2)粉末進(jìn)行充分混合、壓坯、燒結(jié)工藝獲得銀-二氧化錫電接觸材料，同時(shí)還發(fā)展了二氧化錫(SnO2)粉末表面鍍銀；銀(Ag)、二氧化錫(SnO2)粉末機(jī)械合金化等粉末冶金法制備銀-二氧化錫電接觸材料。這類方法的不足是，二氧化錫(SnO2)依靠外部機(jī)械加入，對二氧化錫(SnO2)粉末的粒度、純度要求較高，增加了原料成本；依靠外部加入二氧化錫(SnO2)的方式制備銀-二氧化錫電接觸材料，造成銀-二氧化錫結(jié)合界面狀況較差，增加了材料脆性，導(dǎo)致材料后續(xù)加工工序增加、難度較大、工藝復(fù)雜、不利于大規(guī)模生產(chǎn)。內(nèi)氧化法該方法首先制備銀(Ag)-錫(Sn)合金，然后通過噴粉或快速凝固或軋制薄帶等方法后，再對合金進(jìn)行內(nèi)氧化處理，以獲得銀-二氧化錫電接觸材料。該方法的不足是，在無添加元素的條件下，只能獲得不超過5％(重量百分比)二氧化錫的銀-二氧化錫電接觸材料，添加活性元素后，銀-二氧化錫電接觸材料中二氧化錫(SnO2)含量一般不超過12％(重量百分比)，同時(shí)受內(nèi)氧化設(shè)備的局限，材料生產(chǎn)規(guī)模較小、工藝復(fù)雜。化學(xué)共沉淀法將銀(Ag)和錫(Sn)的化合物，通過化學(xué)沉淀的方法，獲得銀(Ag)、二氧化錫(SnO2)粉末，然后將粉末壓坯、燒結(jié)。該方法的不足是，存在酸、堿、鹽的污染問題；生產(chǎn)周期長、成本較高，銀-二氧化錫界面結(jié)合較差。
本發(fā)明的目的是針對公知技術(shù)存在的不足研制成功的一種新方法，該法改善了銀-二氧化錫界面的結(jié)合狀態(tài)，提高了界面的結(jié)合強(qiáng)度，使產(chǎn)品材料的性能明顯改善，且工藝流程簡單、制備成本低。
本發(fā)明是通過下面的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。原料經(jīng)配料在混料機(jī)中混勻，經(jīng)冷壓成型后，將壓坯壓入銀溶液中進(jìn)行反應(yīng)合成，再經(jīng)鑄錠后的擠壓、拉絲，即得到銀-二氧化錫電接觸材料成品。也可以將冷壓成型的壓坯置入燒結(jié)爐中燒結(jié)，再經(jīng)復(fù)壓、二次燒結(jié)后，送擠壓、拉絲也可得到合格的銀-二氧化錫點(diǎn)接觸材料。一、原料成份及其所占重量百分比1．反應(yīng)物質(zhì)①氧化銀(AgO、Ag2O)中的一種或兩種，占總重量的5-80％；②錫(Sn)，占總重量的1.25-20％；③硫酸亞錫(SnSO4)，占總重量的5-32％。
2．添加元素①錳(Mn)、鎢(W)、銅(Cu)中的一種；不超過總重量的0.04％；②鎳(Ni)、鉍(Bi)、鎂(Mg)中的一種或兩種；不超過總重量的0.06％；③混合稀土元素(RE)，不超過總重量的0.03％；
④二氧化錫(SnO2)，不超過總重量的0.008％。
3．主原料銀(Ag)，除去反應(yīng)物質(zhì)和添加元素的余量。二、原料配方1．燒結(jié)、復(fù)壓制備銀-二氧化錫工藝反應(yīng)物質(zhì)①+②+添加元素①、②、③、④中的三種+銀2．銀液體反應(yīng)合成銀-二氧化錫工藝反應(yīng)物質(zhì)③+添加元素①、②、③中的兩種+銀三、技術(shù)條件1．混料時(shí)間2～8小時(shí)；2、坯料成型壓力25～800兆帕(MPa)；3、液態(tài)反應(yīng)合成溫度1000～1200℃，時(shí)間20分鐘～1.5小時(shí)；4、固態(tài)反應(yīng)燒結(jié)溫度600～850℃，時(shí)間4～8小時(shí)；5、復(fù)壓壓力800～1300兆帕(MPa)；6、二次燒結(jié)溫度780～880℃，時(shí)間2～4小時(shí)；7、擠壓溫度600～850℃。
與公知技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果1．主要的增強(qiáng)相二氧化錫(SnO2)是通過反應(yīng)合成獲得，改善了銀-二氧化錫界面的結(jié)合狀態(tài)，提高了界面的結(jié)合強(qiáng)度，成品材料的性能得到明顯提高；2．工藝流程簡單、生產(chǎn)周期短、降低了材料制備的成本；3．能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中無污染或少污染。
實(shí)施例一稱取硫酸亞錫(SnSO4)14.25克(13.7％)，與22克銀(Ag)混合3小時(shí)，在30MPa下壓制成坯，另取68克銀(Ag)放入剛玉坩堝中，在1150℃熔化后，壓入反應(yīng)坯，同時(shí)加入微量鉍(Bi)、鎳(Ni)元素，反應(yīng)完成后，將熔液倒入鋼模鑄錠，最后擠壓、拉絲后可獲得含二氧化錫10％(重量百分比)的銀(Ag)-二氧化錫(SnO2)電接觸材料線材。實(shí)施例二按氧化銀(Ag2O17.2％、AgO10％)、錫粉(Sn)9.6％、銀粉(Ag)余量的比例配制主要原料，同時(shí)添加微量二氧化錫(SnO2)、鎳(Ni)、鎢(W)元素，經(jīng)過4小時(shí)混合，在鋼模中雙向壓制成型，成型壓力550兆帕(MPa)，經(jīng)過780℃、6小時(shí)燒結(jié)，1100兆帕(MPa)復(fù)壓，800℃、2.5小時(shí)二次燒結(jié)、800℃擠壓、拉絲，可獲得含二氧化錫12％(重量百分比)的銀(Ag)-二氧化錫(SnO2)線材成品。
權(quán)利要求
1．合成法制備銀-二氧化錫電接觸材料，其特征在于1)工藝流程原料經(jīng)配料后在混料機(jī)中混勻，經(jīng)冷壓成型，坯料壓入銀熔液中反應(yīng)合成，再經(jīng)鑄錠后送擠壓、拉絲成成品，2)原料成份及所占百分比反應(yīng)物質(zhì)硫酸亞錫(SnSO4)，占總重量的5-32％，添加元素①錳(Mn)、鎢(W)、銅(Cu)中的一種；不超過總重量的0.04％；②鎳(Ni)、鉍(Bi)、鎂(Mg)中的一種或兩種；不超過總重量的0.06％；③混合稀土元素(RE)，不超過總重量的0.03％，主原料銀(Ag)，除去反應(yīng)物質(zhì)和添加元素的余量，3)原料配方反應(yīng)物質(zhì)+添加元素①、②、③中的兩種+銀4)技術(shù)條件①混料時(shí)間2～8小時(shí)；②坯料成型壓力25～800MPa；③液態(tài)反應(yīng)合成溫度1000～1200℃，時(shí)間20分鐘～1.5小時(shí)；④擠壓溫度600～850℃，
2．合成法制備銀-二氧化錫電接觸材料，其特征在于1)工藝流程原料經(jīng)配制后在混料機(jī)中混勻，經(jīng)冷壓成型，坯料進(jìn)入燒結(jié)爐中燒結(jié)，再經(jīng)復(fù)壓后進(jìn)行二次燒結(jié)，經(jīng)擠壓拉絲得到成品，2)原料成份及所占百分比反應(yīng)物質(zhì)①氧化銀(AgO、Ag2O)中的一種或兩種，占總重量的5-80％；②錫(Sn)，占總重量的1.25-20％，添加元素①錳(Mn)、鎢(W)、銅(Cu)中的一種，不超過總重量的0.04％；②鎳(Ni)、鉍(Bi)、鎂(Mg)中的一種或兩種，不超過總重量的0.06％；③混合稀土元素(RE)，不超過總重量的0.03％；④二氧化錫(SnO2)，不超過總重量的0.008％，主原料銀(Ag)，除去反應(yīng)物質(zhì)和添加元素的余量，3)原料配方反應(yīng)物質(zhì)①+②+添加元素①、②、③、④中的三種+銀4)技術(shù)條件①混料時(shí)間2～8小時(shí)；②坯料成型壓力25～800MPa；③燒結(jié)反應(yīng)溫度600～850℃，時(shí)間4～8小時(shí)；④復(fù)壓壓力800～1300MPa；⑤二次燒結(jié)溫度780～880℃，時(shí)間2～4小時(shí)⑥擠壓溫度600～850℃。
3．根據(jù)權(quán)力要求1所述的合成法制備銀-二氧化錫電接觸材料，其特征在于稱取硫酸錫(SnSO4)14.25克(13.7％)，與22克銀(Ag)混合3小時(shí)，在30MPa下壓制成坯，另取68克銀(Ag)放入剛玉坩堝中，在1150℃熔化后，壓入反應(yīng)坯，同時(shí)加入微量鉍(Bi)、鎳(Ni)元素，反應(yīng)完成后，將熔液倒入鋼模鑄錠，最后擠壓、拉絲。
4．根據(jù)權(quán)力要求2所述的合成法制備銀-二氧化錫電接觸材料，其特征在于按氧化銀(Ag2O17.2％、AgO10％)，錫粉(Sn)9.6％，銀粉(Ag)余量的比例配制主要原料，同時(shí)添加微量二氧化錫(SnO2)、鎳(Ni)、鎢(W)元素，經(jīng)過4小時(shí)混合，在鋼模中雙向壓制成型，成型壓力550兆帕(MPa)，經(jīng)過780℃、6小時(shí)燒結(jié)，1100兆帕(MPa)復(fù)壓，800℃、2.5小時(shí)二次燒結(jié)、800℃擠壓、拉絲。
全文摘要
合成法制備銀—二氧化錫電接觸材料,屬于金屬基復(fù)合材料科學(xué)領(lǐng)域。采用銀、氧化銀、錫、氧化錫及硫酸亞錫作主加原料,同時(shí)添加微量鎳、錳、銅、鉍、鎂、鎢元素作為性能調(diào)整元素,經(jīng)配料、混合、壓坯、燒結(jié)、復(fù)壓等工藝制備銀—二氧化錫電接觸材料;或?qū)⑴淞匣旌虾玫奈锪霞尤肴廴诘你y液體中,通過反應(yīng)合成也可以得到該種材料。本發(fā)明改善了銀—二氧化錫界面的結(jié)合狀態(tài)、提高界面強(qiáng)度、相應(yīng)的材料性能得到明顯提高、工藝簡單、制備成本低。
文檔編號C22C5/06GK1234591SQ9910449
公開日1999年11月10日 申請日期1999年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月10日
發(fā)明者陳敬超, 孫加林, 張昆華 申請人:昆明理工大學(xué)