[发明专利]一种复合银氧化锡电接触材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属合金材料的制备方法，特别涉及一种复合银氧化锡电接触材料的制备方法。 

背景技术

随着低压电器向小型化、长寿命、高可靠性方向的发展，对应用于继电器、接触器、负荷开关、中低压断路器以及家用电器、汽车电器等开关电器的主导电接触材料也提出了越来越高的要求。例如，在电磁继电器中，随着漆包线线圈尺寸以及动簧片厚度的减小，闭合接触压力以及分断力均发生大幅下降，同时由于小型化造成的散热困难，导致触点间接触压力及分断力大幅降低及触点和簧片温升大大增加，容易造成继电器发生早期熔焊及电磨损异常增加，严重影响了继电器工作的可靠性及电寿命次数。 

在低压开关电器中，触点材料目前广泛使用AgCdO电接触材料，但是在使用过程中AgCdO材料暴露出抗熔焊性较差、电弧侵蚀严重等缺点，特别是在直流以及灯载下使用时，AgCdO触点材料易发生严重的材料转移，导致开关使用性能恶化；同时由于镉具有的毒性，越来越多地限制了该材料在许多领域如家用及汽车等的应用。银氧化锡材料是近年发展起来的一种环保型电接触材料，其抗熔焊性、耐电弧侵蚀性能优异，在银基电接触材料中最有希望全部取代有毒的AgCdO材料。因此世界各主要电接触材料生产厂家对银氧化锡接触材料的制备方法进行了广泛而深入的研究。 

目前制备银氧化锡电接触材料的方法主要有三种：Ⅰ—混粉法：该法是将银 粉与氧化锡粉在混粉机中通过机械混合后再通过粉末冶金的方法制备银氧化锡线材或片材。如美国专利US5798468，德国专利DE19503182.2。由于混粉设备的限制，该法只能生产氧化锡粒径大于3微米以上的银氧化锡材料，对1-3微米粒径的氧化锡粉，需配套制备超细银粉，从而使生产成本大幅提升，而对1微米以下的氧化锡粉，用混粉法完全不能满足均匀性的要求。Ⅱ—内氧化法：该法是将银锡合金(含添加剂)通过熔炼的方法制备成银锡合金的线材，然后在高压氧化气氛中进行内氧化，使锡及添加元素氧化成氧化物颗粒。如日本专利JP19860174388，中国专利CN200610020688。该法为了保证锡元素氧化成氧化锡，需添加贵金属铟，从而使生产成本提高。Ⅲ—化学镀法：该法先制备氧化锡粉末，然后在水溶液中将氧化锡粉分散并加入还原剂，再加入络合的银离子使银沉积于氧化粉末表面，从而制备出复合的银氧化锡粉，再通过粉末冶金的方法制备银氧化锡线材或片材，如中国专利CN03113533、CN201210130542.1。该法为保证金属银还原析出时的形貌以保证均匀性的要求，需加入氨水对银离子进行络合，同时还原过程需使用有毒的水合肼，给后续的达到环保要求的水处理带来很大的压力。 

发明内容

本发明旨在提供一种制备过程可控环保、工艺相对简单、生产成本相对低廉的制备银氧化锡电接触材料的方法，该方法适用于较细粒径氧化锡质点的银氧化锡电接触材料的制备，而且能够保证氧化锡质点及相关添加剂均匀分布在银基体中。 

本发明旨在解决现有技术问题的至少之一。为此，本发明的一个方面提供一种复合银氧化锡电接触材料的制备方法，包括以下步骤： 

Sn与添加元素混合：将Sn与所选择的添加元素以纯金属形式在熔炼坩埚中进行合金化，或以添加元素的中间合金形式的混合物方式进行合金化； 

雾化成合金粉末：对合金化后的合金采用水雾化或气雾化的形式进行击碎雾化以获得合金粉末，其粒度范围一般为1微米到300微米之间； 

筛分：对粉末进行振动筛分或超声筛分,所得粉末粒度要求在10～80微米之间； 

可控气氛旋转粉末氧化：将粉末倒入可控气氛氧化炉中进行氧化； 

成品：经旋转氧化处理后的粉末经等静压成型，成型压力90～240Mpa，然后在700～920℃烧结2～5小时，在820～920℃挤压成线材，挤压比150～350，再制成成品。 

其中所选择的添加元素包括银和镍、铜、铋、锑、碲中的1种或2种元素。 

其中以添加元素的中间合金形式的混合物方式进行合金化包括但是不限于将添加元素加入到Sn熔液中形成合金。 

根据本发明的具体示例，水雾化压力为50-80MPa，气雾化压力为为15-35MPa。 

根据本发明的具体示例，雾化后对对雾化粉末进行烘干处理，以获得干燥粉末便于筛分。其中烘干温度在200℃左右。 

根据本发明的具体示例，筛分时在200目筛网上进行过筛去除筛上物，筛下物粉末用激光粒度仪检测粒度，保证粉末粒度小于80微米。出粉率为80～90%。