一種銀氧化鎘材料及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種銀氧化鎘材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 電觸頭是斷路器、開關柜、隔離開關、接地開關的重要部件，其性能直接影響這些 電器的質量及使用壽命。目前電觸頭主要采用銀基材料，銀基材料不僅導電導熱性好，而且 還有一定抗電腐蝕性能。但由于純銀硬度低、抗磨損性能差、價格昂貴；因此生產中一般在 銀基上添加金屬氧化物作為第二相。銀氧化鎘因為抗熔焊性好、耐電弧燒損且耐磨損佳，所 以具有良好的使用性能，可應用的電壓從幾伏到上千伏。因此，銀氧化鎘是工業上最普遍采 用的電觸頭材料之一。
[0003] 由于銀和氧化鎘不能互溶，因此工業上采用粉末冶金法或內氧化法制成具有氧化 鎘組織微細化和均勻分布的銀氧化鎘合金。粉末冶金法生產出的銀氧化鎘雖然具有良好的 抗熔焊性，但其電壽命短；而傳統的內部氧化法雖然可以提高銀氧化鎘的電壽命，但其抗熔 焊性較差。
[0004] 中國專利ZL95111070. 5,公開了 一種以銀-氧化鎘為基礎的電接觸材料及其生產 工藝。該專利公布的銀氧化鎘電接觸材料含有Ag80% -88%，Cd012-20%，NiO. 1-0. 2%。 其銀氧化鎘的生產工藝為熔煉、加工成碎肩、高溫高壓氧化、成型、擠壓和拉拔。這種銀氧化 鎘電接觸材料由于提高了氧化鎘的含量，因此節省了銀的用量。但由于其生產工藝需要將 熔煉后的原料加工成碎肩，因此工藝相對比較復雜，生產成本較高。同時，加工成碎肩后馬 上進行氧化形成銀氧化鎘，因此這種銀氧化鎘不能適應較惡劣的工作環境且電壽命往往達 不到使用要求。
[0005] CN101777438A公開了 一種銀氧化鎘材料及其制造方法，采用銀85-97%、鎘 2-15%、鎳0. 01-0. 5%、錫0. 01-1 %及稀土混合物0. 01-0. 5 %作為原料，包括配料、熔煉、 擠壓、拉絲、預氧化、切絲壓錠和成型加工的步驟，提高了銀氧化鎘材料的抗氧化性、耐電弧 燒損力、耐磨損力，并延長使用壽命，但是，得到的銀氧化鎘材料的電阻率較大，且抗拉強度 不夠高，影響了其在實際中的應用。
[0006] 因此，有必要開發一種既具有較好的抗氧化性、耐電弧燒損力、耐磨損力，和長的 使用壽命，又具有低電阻率和高抗拉強度的銀氧化鎘材料。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種銀氧化鎘材料及其 制造方法。所述方法的生產工藝流程短，設備投資少，生產成本低，所得銀氧化鎘材料不僅 具有較好的抗氧化性、耐電弧燒損力、耐磨損力，和長的使用壽命，而且具有低電阻率和高 抗拉強度的銀氧化鎘材料，可應用到各種領域，具有非常廣闊的應用前景。
[0008] 為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：
[0009] 第一方面，本發明提供一種銀氧化鎘材料的制備方法，包括以下步驟：
[0010] 首先按重量百分比稱取一定量的銀、鎘、鉬和納米Ti〇2，然后置于中頻感應爐中進 行熔煉鑄錠，接著利用擠壓機將鑄錠擠壓成粗線材，然后用拉絲模拉絲成細線材，之后用內 氧化爐對細線材進行第一步預氧化和第二步預氧化，接著將細線材切絲壓錠，最后成型加 工。
[0011] 本發明通過在銀氧化鎘的制備過程中加入鉬和納米Ti02，調節二者的比例，并采 用兩段預氧化的方式進行氧化，改善了銀氧化鎘的抗氧化性、耐電弧燒損力、耐磨損力、抗 拉強度和使用壽命，并降低了其電阻率。
[0012] 優選地，一種銀氧化鎘材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] A)配料，按重量百分比計，為銀80-89 %、鎘5-15 %、鉬3-8 %和納米 Ti020 . 01-0 . 5% ；
[0014] B)熔煉，將配好的原料置于中頻感應爐中熔煉0. 5-2小時，然后澆鑄成錠；
[0015] C)擠壓，用中頻感應爐將鑄錠預熱2-6小時，預熱溫度為600-900°C;然后用930T 擠壓機將鑄錠擠壓成直徑為(p4mm-(f)8mm的粗線材，壓力為i〇-3〇MPa;
[0016] D)拉絲，用拉絲模將擠壓形成的粗線材拉拔成直徑為φ丨.0-φ4.〇Γηιη細線材；
[0017] E)預氧化：
[0018] 第一步預氧化：用內氧化爐對拉絲形成的細線材預氧化8-20小時，預氧化的溫度 為 600-700°C，氧氣壓為l_6kg/cm2;
[0019] 第二步預氧化：用內氧化爐對拉絲形成的細線材預氧化3-5小時，預氧化的溫度 為 200-500Γ;
[0020] F)切絲壓錠，將預氧化后的細線材切成小段，并用擠壓機壓成錠子；
[0021] G)成型加工，利用拉絲模，將錠子加工成所需線徑絲材。
[0022] 通過加入鉬和納米Ti02，調節二者的比例，可以顯著改善銀氧化鎘材料的耐電弧 燒損力、耐磨損力，提高抗拉強度、降低材料電阻率，這是由于金屬鉬與鎘形成固溶體，并與 銀均勻分布所產生的效果，無機物納米Ti〇2的加入以及經過兩步預氧化作用使得銀氧化鎘 材料的電阻率降低，電阻率可降低到0. 5μΩ.cm以下。
[0023] 通過加入鉬和納米1102并進行兩步預氧化操作，可顯著改善銀氧化鎘材料的抗氧 化性、耐磨損力和使用壽命。
[0024] 本發明所述配料中，銀所占的重量百分比為80-89 %，例如可為80 %、82 %、84%、 86%、87%或 89%等。
[0025] 本發明所述配料中，鎘所占的重量百分比為5-15%，例如可為5%、6%、8%、 10%、12%、13% 或 15% 等。
[0026] 本發明所述配料中，鉬所占的重量百分比為3-8 %，例如可為3 %、4 %、5 %、6 %、 7%或8%等。
[0027]本發明所述配料中，納米Ti02所占的重量百分比為0. 01-0. 5 %，例如可為 0· 01%、0· 05%、0· 1%、0· 2%、0· 3%、0· 4%或 0· 5%等。
[0028] 所述納米Ti02的粒徑為 30_80nm，例如可為 30nm、35nm、40nm、50nm、60nm、70nm或 80nm等。
[0029] 本發明所述配料中鉬和納米1102的摩爾比為1:(30-100)，例如可為1 :30、1:40、 1:50、1:60、1 :70、1:80、1:90或1:100等，優選為 1:(40-65)，進一步優選為1:50。
[0030] 優選地，所述配料，按重量百分比計，為銀80-84%、鎘10-15%、鉬5-8 %和納米 Ti020 . 03-0 . 5%。
[0031] 優選地，所述配料，按重量百分比計，為銀82%、鎘11 %、鉬6. 7 %和納米 Ti020. 3%。
[0032] 本發明步驟E)所述第一步預氧化中的氧化時間為8-20小時，例如可為8小時、9 小時、10小時、12小時、14小時、18小時或20小時等。
[0033] 本發明步驟E)所述第一步預氧化中的預氧化的溫度為600-700°C，例如可為 600°(：、630°(：、650°(：、680°(：或 700°(：等，升溫速率優選為10°(：/1^11。
[0034] 本發明步驟E)所述第一步預氧化中的氧氣壓為l-6kg/cm2,例如可為lkg/cm2、 2kg/cm2、3kg/cm2、4kg/cm2、5kg/cm2或 6kg/cm2等。
[0035] 本發明步驟E)所述第二步預氧化中的氧化時間為3-5小時，例如可為3小時、4小 時或5小時等。
[0036] 本發明步驟E)所述第二步預氧化中的預氧化的溫度為200-500°C，例如可為 200°(：、300°(：、350°(：、400°(：或 500°(：等，升溫速率優選為5°(：/1^11。
[0037] 本發明步驟E)所述第一步預氧化中的氧氣壓為20-50kg/cm2,例如可為20kg/cm2、 22kg/cm2、25kg/cm2、30kg/cm2、35kg/cm2、38kg/cm2、40kg/cm2、45kg/cm2或 50kg/cm2等。
[0038] 作為本發明所述銀氧化鎘材料的制備方法的優選的技術方案，包括以下步驟：
[0039] A)配料，按重量百分比計，為銀82%、鎘11 %、鉬6. 7%和納米Ti020. 3% ;
[0040]B)熔煉，將配好的原料置于中頻感應爐中熔煉1. 5小時，然后澆鑄成錠；
[0041] C)擠壓，用中頻感應爐將鑄錠預熱4小時，預熱溫度為750°C;然后用930T擠壓機 將鑄錠擠壓成直徑為Φ6_的粗線材，壓力為30MPa;
[0042]D)拉絲，用拉絲模將擠壓形成的粗線材拉拔成直徑為Φ2. 0mm細線材；
[0043] E)第一步預氧化：用內氧化爐對拉絲形成的細線材預氧化12小時，預氧化的溫度 為620°C，氧氣壓為3kg/cm2;
[0044] 第二步預氧化：用內氧化爐對拉絲形成的細線材預氧化4小時，預氧化的溫度為 350。。；
[0045]F)切絲壓錠，將預氧化后的細線材切成小段，并用擠壓機壓成錠子；
[0046]G)成型加工，利用拉絲模，將錠子加工成所需線徑絲材。
[0047] 第二方面，本發明提供一種采用第一方面所述銀氧化鎘材料的制備方法制備得到 的銀氧化鎘材料。
[0048] 本發明的有益效果是：
[0049] 1、通過加入鉬和納米Ti02，調節二者的比例，可以顯著改善銀氧化鎘材料的耐電 弧燒損力、耐磨損力，提高抗拉強度