專利名稱：銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法及其所制合金的制作方法
技術領域：
本發明屬于合金制造技術領域，具體涉及一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制 造方法及其所制合金。
背景技術：
隨著信息電子、自動化、汽車及航天技術的發展，對小型化、大功率和高可靠性電 器、開關等機電元件的需求越來越大，對其性能指標要求越來越高。銀氧化錫稀土觸頭材料 是近年來發展很快的一種新型無毒電觸頭材料，他具有熱穩定性好、耐電弧侵蝕及抗熔焊 性強等優點，是目前在接觸器、繼電器及開關中代替有毒銀氧化鎘的理想材料。中國電器協 會在2003年向各個生產廠家和研究機構提出要求，在電子電器設備(加熱器、空調、洗衣 機、小家電、信息及通訊設備、家用電器、電動工具)和小型轎車中限制使用包括汞、鎘、鉛、 六價鉻、多溴聯苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等六類有毒物質。銀氧化錫觸頭是目前國內外低壓電器行業研究的熱點和難點，以無毒環保銀氧化 錫稀土代替傳統的AgCdO觸頭材料。由于SnQ2顆粒較大，分布不均勻，造成了 SnQ2材料的 接觸電阻較大，溫升較大，溫升高，限制了銀氧化錫觸頭的使用范圍；同時，AgSnO2M料加工 較為困難，一直未能得到很好解決。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝較為簡化且產品性能較為優秀的銀氧化錫氧化銦 觸頭合金材料的制造方法。本發明的另一個目的是提供一種采用本發明方法制成的性能較為優秀的銀氧化 錫氧化銦觸頭合金。實現本發明第一個目的的技術方案是一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造 方法，包括以下步驟①熔煉將配料在預設溫度下進行熔煉，所述配料成分如下Sn :5· 至 6. 8% ；In :1. 50%至 3. 0% ；稀土添加物1.50% 至 2. 50% ；其余為Ag;上述各含量為質量百分含量；在熔煉過程中，持續攪拌；②澆鑄成圓錠子，并在其外表面進行車加工；③熱軋后接著冷軋，將其軋制成薄片；④在內氧化爐中對薄片進行增氧處理；⑤破碎后高能粉碎處理；⑥熱擠壓，得到線材坯料；⑦拉拔加工及退火處理；
⑧將得到物料作為成品。上述步驟①中，將配料在1000°C至1400°C下進行熔煉；上述步驟④中，氧化溫度為600°C至750°C，氧氣分壓為0. 3至0. 75MPa，氧化時間 為15至25小時。上述步驟①中，所述配料成分優選如下Sn :5. 25% 至 6. 55% ；In 83% 至 2. 48% ；稀土添加物1.80% 至 2. 20% ；其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量；熔煉時，首先加入Ag，待其熔化后，再加入Sn、In和 稀土。上述步驟⑤中，在高能球磨機中進行高能粉碎處理，具體工藝參數如下電機轉速 為1100至1425轉/分鐘，夾具運行速率600至875次/分鐘。上述步驟⑥中，熱擠壓溫度為650°C至850°C，優選為700°C至750°C。研磨中介質的填充率為50%至70% ；上述步驟⑥中，熱擠壓溫度 在進行高能粉碎處理過程中，取樣檢測，樣品中晶粒大小為0. 5至500微米時停機 取料。上述步驟⑦中，進行拉拔處理時，每道次的拉拔變形量為14%至16%，總變形量 為40%至60%時進行退火處理，退火溫度為600°C至700°C。上述步驟⑦可重復進行，直至直徑達到預定尺寸；如果重復上述步驟⑦的操作，則 在退火后對物料進行酸洗處理。實現本發明另一個目的的技術方案是一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金，其產品成 分為Sn 5. 至 6. 8% ；優選為 5. 25%至 6. 55% ；In 1. 50%至 3. 0% ；優選為 1. 83%至 2. 48% ；稀土添加物1.50% 至 2. 50% ；優選為 1. 80% 至 2. 20% ；其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量。本發明具有積極的效果(1)本發明方法整體工藝便于精確操作，簡便可行，易于實施。(2)本發明方法采用高能粉碎工藝，可達到改善合金的熱加工性，使材料的晶粒細 化，組織均勻，圍觀結構不出現偏析，消除氧化物貧瘠區，有效提高產品的致密性和接觸電 阻的穩定性。(3)本發明產品通過添加適量稀土和In，使其能夠較好的分布于銀基體中，可使 AgSn內氧化的起始溫度和結束溫度最大下降分別為60°C和30°C，促進合金內氧化，減少銀 的侵蝕和遷移，細化合金組織，增加其硬度，降低接觸電阻，提高觸頭的抗熔焊性和耐電弧 燒損性；另外由于稀土氧化物具有較高的分解溫度(大于2000°C)，且懸浮在銀熔池中增大 其粘度，減少銀的侵蝕和遷移。銀合金加入稀土后其硬化效果較為明顯，這是由于稀土降低 了銀的層錯能，在冷變形中使得擴展錯位的交滑移更加困難，位錯密度提高，且稀土元素偏聚在晶界附近，形成了穩定分散的第二相，也強化了銀合金，在加熱過程中，這些第二相對 晶界運動產生了較強的阻力，使再結晶晶粒的形核和長大受到抑制，從而提高了再結晶溫 度，使得最終的成品材料具有較為優秀的抗熔焊性和耐電弧燒損性。
具體實施例方式(實施例1、銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法)本實施例是一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，包括以下步驟①熔煉將配料在預設溫度下進行熔煉，所述配料成分如下Sn 5. 1% ；In 1. 5%稀土添加物1.5%;其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量；將配料在1400°C下進行熔煉；在熔煉過程中，把爐溫加熱到1400°C，首先加入Ag，待其熔化后，再加入Sn、In和 稀土，在整個熔煉過程中，持續攪拌，使其原子充分擴散形成固熔體、合金化；本實施例通過 添加適量稀土和In，使其能夠較好的分布于銀基體中，可使AgSn內氧化的起始溫度和結束 溫度最大下降分別為60°C和30°C，促進合金內氧化，減少銀的侵蝕和遷移，細化合金組織， 增加其硬度，降低接觸電阻，提高觸頭的抗熔焊性和耐電弧燒損性；另外由于稀土氧化物具 有較高的分解溫度(大于2000°C )，且懸浮在銀熔池中增大其粘度，減少銀的侵蝕和遷移。 銀合金加入稀土后其硬化效果較為明顯，這是由于稀土降低了銀的層錯能，在冷變形中使 得擴展錯位的交滑移更加困難，位錯密度提高，且稀土元素偏聚在晶界附近，形成了穩定分 散的第二相，也強化了銀合金，在加熱過程中，這些第二相對晶界運動產生了較強的阻力， 使再結晶晶粒的形核和長大受到抑制，從而提高了再結晶溫度，使得最終的成品材料具有 較為優秀的抗熔焊性和耐電弧燒損性。②澆鑄成圓錠子，并在其外表面進行車加工，銑削去表皮層；③熱軋后接著冷軋，將其軋制成薄片；④在內氧化爐中對薄片進行增氧處理；氧化溫度為600°C，氧氣分壓為0. 45MPa, 氧化時間為20小時；⑤切粒破碎后高能粉碎處理；具體是在高能球磨機中進行高能粉碎處理，具體工 藝參數如下研磨中介質的填充率為60%，電機轉速為1100轉/分鐘，夾具運行速率600 次/分鐘；在進行高能粉碎處理過程中，取樣檢測，樣品中晶粒大小為0. 8微米時停機取料 以進行下一步操作；采用高能粉碎工藝，可達到改善合金的熱加工性，使材料的晶粒細化， 組織均勻，圍觀結構不出現偏析，消除氧化物貧瘠區，有效提高產品的致密性和接觸電阻的 穩定性；⑥熱擠壓，得到線材坯料；熱擠壓溫度為650°C ；經試驗，熱擠壓溫度大于850°C 時，擠壓出來的材料是碎裂和碎粒，不成線形；當溫度低于650°C時，擠出來一點點就擠不 出來了。⑦拉拔加工及退火處理；進行拉拔處理時，每道次的拉拔變形量為15%，總變形
6量為60%時進行退火處理，退火溫度為600°C ； 上述步驟⑦可重復進行，直至物料直徑達到預定尺寸；如果重復上述步驟⑦的操 作，則在退火后對物料進行酸洗處理；
⑧將得到物料作為成品。本實施例中具體工藝參數見表1。(實施例2-6、銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法)實施例2-6與實施例1基本相同，不同之處在于各實施例中相關步驟中具體工藝 參數與實施例1有所不同，具體見表1。表 權利要求
一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，包括以下步驟①熔煉將配料在預設溫度下進行熔煉，所述配料成分如下Sn5.1％至6.8％；In1.50％至3.0％；稀土添加物1.50％至2.50％；其余為Ag；上述各含量為質量百分含量；在熔煉過程中，持續攪拌；②澆鑄成圓錠子，并在其外表面進行車加工；③熱軋后接著冷軋，將其軋制成薄片；④在內氧化爐中對薄片進行增氧處理；⑤破碎后高能粉碎處理；⑥熱擠壓，得到線材坯料；⑦拉拔加工及退火處理；⑧將得到物料作為成品。
2.根據權利要求1所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于上 述步驟①中，將配料在1000°C至1400°C下進行熔煉；上述步驟④中，氧化溫度為600°C至750°C，氧氣分壓為0. 3至0. 75MPa，氧化時間為15 至25小時。
3.根據權利要求2所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于上 述步驟①中，所述配料成分如下Sn 5. 25%至 6. 55% ；In 1. 83%至 2. 48% ；稀土添加物:1. 80%至2. 20% ；其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量；熔煉時，首先加入Ag，待其熔化后，再加入Sn、In和稀土。
4.根據權利要求1所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于上 述步驟⑤中，在高能球磨機中進行高能粉碎處理，具體工藝參數如下電機轉速為1100至 1425轉/分鐘，夾具運行速率600至875次/分鐘；上述步驟⑥中，熱擠壓溫度為650°C至850°C。
5.根據權利要求4所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于研 磨中介質的填充率為50%至70% ；上述步驟⑥中，熱擠壓溫度為700°C至750°C。
6.根據權利要求4所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于在 進行高能粉碎處理過程中，取樣檢測，樣品中晶粒大小為0. 5至500微米時停機取料。
7.根據權利要求1所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于上 述步驟⑦中，進行拉拔處理時，每道次的拉拔變形量為14%至16%，總變形量為40%至 60%時進行退火處理，退火溫度為600°C至700°C。
8.根據權利要求7所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法，其特征在于上 述步驟⑦可重復進行，直至直徑達到預定尺寸；如果重復上述步驟⑦的操作，則在退火后對物料進行酸洗處理。
9.一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金，其產品成分為 Sn 5. 至 6. 8% ；In 1. 50%至 3. 0% ； 稀土添加物:1. 50%至2. 50% ； 其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量。
10.根據權利要求9所述的銀氧化錫氧化銦觸頭合金，其特征在于 其產品成分為Sn 5. 25%至 6. 55% ； In 1. 83%至 2. 48% ； 稀土添加物:1. 80%至2. 20% ； 其余為Ag ；上述各含量為質量百分含量。
全文摘要
本發明公開了一種銀氧化錫氧化銦觸頭合金材料的制造方法及其所制合金，該方法包括以下步驟①熔煉將配料在預設溫度下進行熔煉，在熔煉過程中，持續攪拌；②澆鑄成圓錠子，并在其外表面進行車加工；③熱軋后接著冷軋，將其軋制成薄片；④在內氧化爐中對薄片進行增氧處理；⑤破碎后高能粉碎處理；⑥熱擠壓，得到線材坯料；⑦拉拔加工及退火處理；⑧將得到物料作為成品。該合金成分為Sn5.1％至6.8％；In.1.50％至3.0％；稀土添加物1.50％至2.50％；其余為Ag；上述各含量為質量百分含量。本發明具有工藝較為簡化、易于施行、產品性能較為優秀的優點。
文檔編號H01B13/00GK101950592SQ201010275979
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者陳建新 申請人:浙江樂銀合金有限公司