[发明专利]银氧化锡加重稀土触头材料的制造工艺

说明书

银氧化锡加重稀土触头材料的制造工艺，包括以下步骤，步骤1）首先配置材料Ag、SnO₂，添加入GeO₂、Gd₂O₃、Sm₂O₃和Y₂O₃中的一种或多种；2）把上述材料混合；3）把材料进行合金化处理；4）进行扩散退火；5）在气体压力为60MPa~80MPa之间等静化成型；6）进行一次烧结；7）在气体压力为90MPa~120MPa之间进行预挤压加工；8）进行二次烧结；9）进行挤压加工，10）线材或带材加工。本发明具有以下有益效果：重稀土的加入优化了材料的高温稳定性，使触头高导电、高导热性，从而能使其具有良好的耐电弧侵蚀性能。

技术领域

本发明属于触头材料领域，具体涉及AgSnO₂加重稀土触头材料的制造工艺。

背景技术

电触头是各种高低压电器的核心部件，广泛应用在航空、航天、航海领域及民用工业的各种交直流接触器、断路器、继电器转换开关中。其性能直接影响整个电器的通断容量，使用寿命和运行可靠性等。

电触头材料种类繁多。常用的主要有银基合金和铜基合金，其中银基合金电触头材料大量应用于中小负荷（小于50A）或弱电条件下（小于1A）的低压电器，汽车电器和家用电器中。特别是继电器和接触器这些量大面广的电器，几乎全部采用Ag基触头材料。

在银基触头材料中，AgCdO由于具有良好的耐电弧磨损性，抗熔焊性，导电性和导热性，且接触电阻小而稳定性高，被称为“万能触头材料”。但由于AgCdO触头材料在生产、使用和回收过程中存在着“镉毒”的危害，对人体和自然环境具有较大的危害和污染。为此国际电工组织于2003年2月发布《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》。该指令2006年7月1日起生效。因此，研制和开发新型具有环保功效和良好电接触性能的触头材料成为该领域的热门课题。

AgSnO₂是该领域研究最多，最具有前景的新材料。经过多年的探索，AgSnO₂材料在某些方面的性能，如在直流条件下的电性能，甚至超过AgCdO。国外发达国家在AgSnO₂材料性能和制造工艺的改进，实现了稳定的工业化生产，已经完全取代了AgCdO。不论在交、直流电器中均获得了广泛应用。而我国对AgSnO₂的研究，严重滞后于国外，九十年代初才开始对该材料进行仿制和开发研究。但进度缓慢，且各项电性能指标，机械物理性能等与国外材料的差距较大。具体体现在：电阻大、温升高、耐电磨损和抗熔焊性、电寿命低等电性能以及塑性差，难加工等机械物理性能，一直是制约该材料广泛应用的主要难点。因此，电工行业的科研人员也一直没有停止过对该材料开展更深入的研究。

二、AgSnO₂电触头材料的制造方法的分析

AgSnO₂触头材料的制造方法总的来说有两种：粉末冶金法和内氧化法。这两种方法也是目前国外制造AgSnO₂的主要制造方法。

国外主要制造方法总体来看倾向于采用粉末冶金法制造 AgSnO₂触头材料。该方法主要优点是不受加入组织成份的限制，而且添加元素容易控制。成品材料组织结构均匀，弥散性好，性能稳定，但缺点是电阻大，温升高，耐电磨损，抗熔焊性能较差。而内氧化法则需在 Ag、Sn熔炼时加入一定量的In，否则后续的加工过程中 AgSn合金中的Sn难以转换成SnO，也就无法氧化。而且In资源稀少，也在很大程度上限制了内氧化法工艺的发展。内氧化法工艺过程：在真空或惰性气体保护下将银块和锡块、铟块熔化，经后续的挤压、轧制或拉丝加工后在含有氧气氛围中加热至一定温度，使合金内的Sn转化为SnO₂。由于SnO₂的热动力学稳定性高于AgO₂，故Sn的氧化优先于 Ag的氧化。