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一種磁保持銀氧化錫合金及其制備工藝的制作方法

文檔序號:42325132發(fā)布日期:2025-07-01 19:42閱讀:9來源:國知局

本發(fā)明涉及一種磁保持銀氧化錫合金及其制備工藝。


背景技術(shù):

1、在現(xiàn)代電氣工業(yè)領(lǐng)域,電接觸材料起著至關(guān)重要的作用,廣泛應(yīng)用于各類電氣開關(guān)、繼電器、接觸器等電器元件中,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電器設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性以及使用壽命。

2、傳統(tǒng)的銀氧化鎘合金曾是應(yīng)用極為廣泛的電接觸材料。銀具有卓越的導(dǎo)電性和良好的導(dǎo)熱性,能夠有效地降低接觸電阻,減少電能損耗,確保電流的順暢傳輸;而氧化鎘在合金中起到了強(qiáng)化相的作用,它可以顯著提高合金的硬度和耐磨性能,在電接觸過程中,當(dāng)觸頭頻繁地閉合與斷開時,能夠承受電弧的侵蝕和機(jī)械磨損,維持觸頭的形狀和性能穩(wěn)定,從而保障電器設(shè)備的正常運(yùn)行;然而,隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)以及環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,鎘元素因其毒性對環(huán)境和人體健康存在嚴(yán)重危害,其使用受到了極大的限制;這就迫切促使科研人員和企業(yè)積極尋找一種既能滿足電接觸材料性能要求,又環(huán)保無害的替代材料。

3、銀氧化錫合金作為一種極具潛力的環(huán)保型電接觸材料應(yīng)運(yùn)而生;銀作為基體金屬,依然能夠提供良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱基礎(chǔ)。氧化錫具有較高的熔點和硬度,在銀基體中以彌散分布的形式存在,通過彌散強(qiáng)化機(jī)制有效地提升了合金的整體強(qiáng)度和耐磨性能,在一定程度上能夠抵抗電弧侵蝕和機(jī)械摩擦;但是,單純的銀氧化錫合金在磁保持性能方面存在明顯不足。在一些特定的電氣應(yīng)用場景中,例如某些智能電器控制開關(guān)或具有特殊保持功能要求的繼電器,要求電接觸材料在斷電后能夠依靠自身的磁性能保持在特定的接觸狀態(tài),以實現(xiàn)電路狀態(tài)的穩(wěn)定維持或記憶功能;而傳統(tǒng)的銀氧化錫合金無法很好地滿足這一要求,其磁性能較弱,導(dǎo)致在斷電后觸頭容易發(fā)生位移或狀態(tài)改變,影響電器設(shè)備的精準(zhǔn)控制和可靠性。

4、此外,在銀氧化錫合金的制備過程中也面臨諸多挑戰(zhàn);各組分的均勻混合是一個關(guān)鍵問題,由于銀、氧化錫以及其他添加物的物理化學(xué)性質(zhì)存在差異,如密度、粒度等,在常規(guī)的混合工藝下很難實現(xiàn)微觀層面的均勻分散,這容易造成合金內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不均勻,進(jìn)而影響合金的綜合性能;燒結(jié)工藝也是一個難點,燒結(jié)溫度、時間和氣氛等參數(shù)的控制對合金的致密性、晶粒大小和相組成有著至關(guān)重要的影響;如果燒結(jié)工藝不當(dāng),可能導(dǎo)致合金內(nèi)部存在孔隙、晶粒粗大或第二相分布不均勻等缺陷,降低合金的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和抗電弧侵蝕能力等關(guān)鍵性能指標(biāo)。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種磁保持銀氧化錫合金及其制備工藝,用于解決上述技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種磁保持銀氧化錫合金,其特征在于,該銀氧化錫合金由以下含量的成分組成:銀,85-95wt%;氧化錫,4-12wt%;氧化鉍,0.5-2%wt%;氧化銅,0.1-1wt%以及氧化鎳,0.1-1wt%。

3、一種磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,包括以下步驟:

4、步驟1,原料準(zhǔn)備:按上述重量百分比分別稱取純度在99.9%以上的銀粉、氧化錫粉末、氧化鉍粉末、氧化銅粉末和氧化鎳粉末,且各粉末的粒度均控制在1-50微米范圍內(nèi);

5、步驟2,混合:將稱取的各種粉末置于高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合,球料比為5:1-10:1,球磨轉(zhuǎn)速為200-500轉(zhuǎn)/分鐘,球磨時間為2-8小時,得到均勻混合的粉末原料;

6、步驟3,預(yù)壓成型:將混合后的粉末原料在冷等靜壓機(jī)中進(jìn)行預(yù)壓成型,預(yù)壓壓力為100-300mpa,保壓時間為1-5分鐘,得到預(yù)成型坯體;

7、步驟4,將預(yù)成型坯體置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為700-900℃,燒結(jié)時間為1-5小時,燒結(jié)過程中真空度保持在1×10-3-1×10-5帕,得到燒結(jié)后的銀氧化錫合金塊體;

8、步驟5,加工處理:將燒結(jié)后的合金塊體進(jìn)行機(jī)械加工,加工成所需的形狀和尺寸,加工精度控制在±0.05毫米以內(nèi),然后進(jìn)行表面拋光處理,表面粗糙度ra達(dá)到0.1-0.8微米;

9、步驟6,熱處理:將加工處理后的合金在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱處理,熱處理溫度為300-500℃,熱處理時間為0.5-2小時,保護(hù)氣氛為純度在99.99%以上的氬氣或氮氣,流量為10-50升/分鐘,以改善合金的組織結(jié)構(gòu)和性能,提高其磁保持性能。

10、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案:步驟2中所述高能球磨機(jī)中的研磨介質(zhì)為硬質(zhì)合金球或陶瓷球,且研磨介質(zhì)的直徑為5-15毫米;在球磨過程中,每30分鐘停機(jī)5分鐘,以防止因球磨時間過長導(dǎo)致粉末過熱而發(fā)生氧化或團(tuán)聚現(xiàn)象。

11、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案:步驟3中所述預(yù)壓成型的預(yù)壓模具的表面粗糙度ra不超過0.4微米,并且在預(yù)壓前對模具進(jìn)行預(yù)熱處理,預(yù)熱溫度為80-120℃,以減少坯體與模具之間的摩擦。

12、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案:步驟4中所述真空燒結(jié)爐的升溫速率為10-30℃/分鐘,降溫速率為15-40℃/分鐘,在燒結(jié)結(jié)束后,隨爐冷卻至200℃以下再出爐,以避免因溫度急劇變化而導(dǎo)致合金塊體產(chǎn)生裂紋或內(nèi)部應(yīng)力過大。

13、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案:步驟5中機(jī)械加工采用數(shù)控加工設(shè)備,切削速度為50-200米/分鐘,進(jìn)給量為0.05-0.2毫米/轉(zhuǎn),切削深度為0.1-0.5毫米,并且在加工過程中使用切削液進(jìn)行冷卻和潤滑,切削液為水基切削液,其濃度為5%-15%,以保證加工精度和表面質(zhì)量。

14、在上述方案的基礎(chǔ)上并作為上述方案的優(yōu)選方案:步驟6中熱處理爐的控溫精度為±5℃。

15、本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明中制備的磁保持銀氧化錫合金具有良好的導(dǎo)電性、較高的硬度和耐磨性能、優(yōu)異的抗氧化性能以及穩(wěn)定的磁保持特性,能夠滿足電氣開關(guān)等領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保型高性能電接觸材料的要求。



技術(shù)特征:

1.一種磁保持銀氧化錫合金,其特征在于,該銀氧化錫合金由以下含量的成分組成:銀,85-95wt%;氧化錫,4-12wt%;氧化鉍,0.5-2%wt%;氧化銅,0.1-1wt%以及氧化鎳,0.1-1wt%。

2.一種權(quán)利要求1所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,包括以下步驟:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,步驟2中所述高能球磨機(jī)中的研磨介質(zhì)為硬質(zhì)合金球或陶瓷球,且研磨介質(zhì)的直徑為5-15毫米;在球磨過程中,每30分鐘停機(jī)5分鐘,以防止因球磨時間過長導(dǎo)致粉末過熱而發(fā)生氧化或團(tuán)聚現(xiàn)象。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,步驟3中所述預(yù)壓成型的預(yù)壓模具的表面粗糙度ra不超過0.4微米,并且在預(yù)壓前對模具進(jìn)行預(yù)熱處理,預(yù)熱溫度為80-120℃,以減少坯體與模具之間的摩擦。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,步驟4中所述真空燒結(jié)爐的升溫速率為10-30℃/分鐘,降溫速率為15-40℃/分鐘,在燒結(jié)結(jié)束后,隨爐冷卻至200℃以下再出爐,以避免因溫度急劇變化而導(dǎo)致合金塊體產(chǎn)生裂紋或內(nèi)部應(yīng)力過大。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,步驟5中機(jī)械加工采用數(shù)控加工設(shè)備,切削速度為50-200米/分鐘,進(jìn)給量為0.05-0.2毫米/轉(zhuǎn),切削深度為0.1-0.5毫米,并且在加工過程中使用切削液進(jìn)行冷卻和潤滑,切削液為水基切削液,其濃度為5%-15%,以保證加工精度和表面質(zhì)量。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述磁保持銀氧化錫合金的制備工藝,其特征在于,步驟6中熱處理爐的控溫精度為±5℃。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種磁保持銀氧化錫合金,該銀氧化錫合金由以下含量的成分組成:銀,85?95wt%;氧化錫,4?12wt%;氧化鉍,0.5?2%wt%;氧化銅,0.1?1wt%以及氧化鎳,0.1?1wt%;其制備方法如下:通過稱取一定量的上述組分中的粉末,進(jìn)行混合、預(yù)壓成型、燒結(jié)、加工處理以及熱處理,得到一種磁保持銀氧化錫合金;本發(fā)明中制備的磁保持銀氧化錫合金具有良好的導(dǎo)電性、較高的硬度和耐磨性能、優(yōu)異的抗氧化性能以及穩(wěn)定的磁保持特性,能夠滿足電氣開關(guān)等領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保型高性能電接觸材料的要求。

技術(shù)研發(fā)人員:趙成威
受保護(hù)的技術(shù)使用者:浙江松發(fā)合金材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/6/30
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