[0001] 本发明涉及低压电器的开闭触点领域，特别涉及一种银氧化锡电接触材料的制备方法。

[0002] 银氧化锡是以氧化锡颗粒为第二相的银基复合材料，目前作为电接触材料广泛应用于低压电器中，如继电器、接触器、断路器等。与一般颗粒增强金属基复合材料相比，银氧化锡材料中的氧化锡颗粒不但有增强基体的作用，而且极大的影响电接触材料在电弧下作用的性能，如抗电弧、抗熔焊及抗材料转移能力等。与以往电器领域广泛应用的银氧化镉材料相比，银氧化锡材料突出优势在于电弧作用下不产生有毒物质，因此不会对人体和环境构成危害，而银氧化镉材料则会出现氧化镉在电弧高温下分解，形成有毒Cd蒸气，对人体构成威胁，同时污染环境。银氧化锡材料由于具有优良的抗电弧侵蚀、抗熔焊及抗材料转移性能，目前银氧化锡材料是最有可能取代银氧化镉的材料。

[0003] 然而，银氧化锡材料中的氧化锡由于具有良好的热稳定性，在其承受电弧作用下不分解，加上与液态银不润湿，容易在电磁力的搅拌下富集在触点表面，由于氧化锡不导电，从而导致触点接触电阻增大，在有电流通过时导致温升过大。银氧化锡材料另外一个问题在于硬度高，塑性差，导致冷加工困难，在铆钉加工及铆接过程中容易出现开裂的现象。

[0004] 目前在产业化中银氧化锡制备代表性的工艺有混粉法及粉末内氧化法。混粉法是将银粉、氧化锡粉及添加剂混合均匀，然后通过烧结、挤压的方式生产出丝材，后续通过拉丝、热处理的方式生产成规定的规格的丝材，再通过冷墩加工，加工出铆钉，提供给电器厂装配成触点进行使用。采用这种方式生产的银氧化锡材料尽管具有较好的塑性，但是氧化锡在银基体中分布不均匀，容易出现氧化锡的团聚，导致触点的接触电阻大，出现温升过高的现象。粉末内氧化法是银锡及其添加物进行熔化，之后将合金粉末内氧化，后续通过压制、烧结及挤压、拉丝、热处理等工序进行生产。粉末内氧化法生产的银氧化锡材料具有良好的组织分布，氧化锡颗粒在银基体中细小、均匀，同时具备良好的电性能。但是采用粉末内氧化法生产的银氧化锡材料的硬度高、塑性差，采用普通的冷加工很难加工，同时铆钉成型性能不好，容易出现银层过厚的现象，导致无法在某些继电器领域应用。

[0005] 本发明的目的是提供一种银氧化锡电接触材料的制备方法，该方法得到的材料传统的电接触材料相比，具有粉末内氧化及混粉法的特点，即改善了银氧化锡材料的硬度及塑性，保证具有良好的成型性能，又可以改善氧化锡的分布形态，可减少氧化锡的聚集，改善组织均匀性，减少触点材料温升，有利于提高触点材料的使用寿命，可广泛应用于低压电器领域。

[0006] 实现本发明的技术方案是：银氧化锡电接触材料的制备方法，包含以下步骤：
1）取各组分质量百分含量为：锡 1.0～3.0%，余量为银的金属进行熔炼，随后进行合金雾化，其雾化压力为75～100MPa，雾化后烘干成粉末，筛选，所述粉末的粒度为15～
5μm，成近球状；
2）将步骤1）的中的粉末进行内氧化形成银氧化锡粉末，其内氧化的工艺为：100℃下，保温时间在0.5h～2h，随后快速升温至400℃，保温时间0.5h～3h，再快速升温至700℃，保温时间5h～8h；
3）将步骤2）所述的银氧化锡粉末过筛，与氧化锡粉及添加物混合，得到混合粉末，其各组分的质量配比为：氧化锡：8～14%，添加物：0.1～1%，银为余量，混合时间为3h～6h；
4）步骤3）得到的混合粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力为50～
80MPa，保压时间≥100S；
5）步骤4）得到冷等静压锭烧结形成烧结锭，烧结温度为850℃～920℃，烧结时间为
4h～5h；
6）挤压步骤5）得到的烧结锭得到丝坯，其挤压比≥1：150；
7）将步骤6）中的丝坯，反复冷拉或热拉及热处理，冷拉的道次变形量小于10%，热拉的道次变形量小于30%，道次间热处理温度为550℃～650℃，热处理时间为30min～60min，得到银氧化锡电接触材料。

[0007] 步骤1）所述的粉末为近球状。

[0008] 步骤2）所述的粉末氧化过程中观察粉末氧化颜色变化，要求其颜色均匀一致。

[0009] 步骤3）所述的氧化锡粉的激光粒度D50为2～6μm。

[0010] 步骤3）所述的添加物为氧化铜或/和氧化铋。

[0011] 本发明的优点为：1）采用本发明方法，可以保证一部份氧化锡通过内氧化工艺弥散分布在银基体中，另一部份氧化锡通过混粉的方式分别在银基体中，即改善了银氧化锡材料的硬度及塑性，保证具有良好的成型性能，又可以改善氧化锡的分布形态，可减少氧化锡的聚集，改善组织均匀性，减少触点材料温升，有利于提高触点材料的使用寿命。

[0012] 2）本发明通过控制银锡粉的粒度及氧化锡粉的粒度和形貌，可以保证二者有良好混合性能，同时通过添加物进行进一步改善氧化锡与银基体的润湿性，形成的材料组织均匀，具有良好的电器性能。

[0013] 实施例1：银氧化锡8氧化铜0.25材料（AgSnO2(8)CuO（0.25））制备工艺如下：
1.取各组分质量百分含量为：锡 1.0%，余量为银的金属在中频炉中进行熔炼，该金属的重量为30Kg，然后通过水雾化设备中进行合金雾化，其中雾化压力为75MPa，雾化后烘干成银锡粉末，筛选，粉末的粒度控制在13μm，粉末成近球状；
2.将步骤1的中的银锡粉末进行粉末内氧化：内氧化的工艺为在100℃保温 1h后快速升温到400℃保温1h，然后快速升温到700℃，保温5h，在粉末氧化过程中注意观察粉末氧化颜色的均匀性，防止局部出现氧化不充分的现象；
3.将步骤2中粉末内氧化的银氧化锡粉末，过筛后，与激光粒度D50在3μm的范围氧化锡粉及氧化铜粉在混粉机中进行混合，所述银氧化锡、氧化锡、氧化铜粉的重量分别为：
27.905Kg、2.02Kg、0.075Kg，混合时间4h，保证上述粉末混合后各组分的质量百分含量为：
氧化锡：8%，氧化铜：0.25%，银为余量；
4.将上述混合后的粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力控制在
55MPa，保压时间200S；
5.步骤4中的冷等静压锭在空气中进行烧结形成烧结锭，烧结温度控制在880℃，烧结时间为4h；
6.步骤5中的烧结锭进行挤压，进行热挤压形成丝坯，丝材的挤压比≥1：150，挤压成
4.5mm规格的丝材；
7.将步骤6中的丝坯，反复进行热拉及热处理达到成品所需求的规格1.36mm，其中热拉的道次变形量小于30%,道次间热处理温度控制在550℃，道次热处理时间为30min。

[0014] 实施例2：银氧化锡10氧化铋0.25材料（AgSnO2(10)Bi2O3（0.3））制备工艺如下：
1.取各组分质量百分含量为：锡 2.0%，余量为银的金属在中频炉中进行熔炼，该金属的重量为30Kg，然后通过水雾化设备中进行合金雾化，其中雾化压力为80MPa，雾化后烘干成粉末，筛选，粉末的粒度控制在11μm，粉末成近球状；
2.将步骤1的中的银锡粉末进行粉末内氧化：内氧化的工艺为在100℃保温 1h后快速升温到400℃保温1.5h，然后快速升温到700℃，保温5.5h，在粉末氧化过程中需要严格粉末氧化颜色的均匀性，防止局部出现氧化不充分的现象；
3.将步骤2中粉末内氧化的银氧化锡粉末，过筛后，与激光粒度D50在3.5μm的范围氧化锡粉及氧化铋粉在混粉机中进行混合，所述银氧化锡、氧化锡、氧化铋粉的重量分别为：27.67Kg、2.24Kg、0.09Kg，混合时间4h，保证上述粉末混合后各组分的质量百分含量为：氧化锡：10%，氧化铋：0.3%，银为余量；
4.将上述混合后的粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力为65MPa，保压时间250S；
5.步骤4中的冷等静压锭在空气中进行烧结形成烧结锭，烧结温度控制在900℃，烧结时间为4.5h；
6.步骤5中的烧结锭进行热挤压，形成丝坯，丝材的挤压比≥1：150，挤压成5.4mm规格的丝材；
7.将步骤6中的丝坯，反复进行冷拉及热处理达到成品所需求的规格2.36mm，冷拉的道次变形量小于10%,道次间热处理温度为600℃，道次热处理时间为30min。

[0015] 实施例3：银氧化锡13氧化铋0.25氧化铜0.25材料（AgSnO2(13)Bi2O3（0.25）CuO（0.25））制备工艺如下：
1.取各组分质量百分含量为：锡3.0%，余量为银的金属在中频炉中进行熔炼，该金属的重量为30Kg，然后通过水雾化设备中进行合金雾化，其中雾化压力为90MPa，雾化后烘干成粉末，筛选，粉末的粒度控制在8μm，粉末成近球状；
2.将步骤1的中的银锡粉末进行粉末内氧化：内氧化的工艺为在100℃保温 1.5h后快速升温到400℃保温2h，然后快速升温到700℃，保温7h，在粉末氧化过程中需要严格粉末氧化颜色的均匀性，防止局部出现氧化不充分的现象；
3.将步骤2中粉末内氧化的银氧化锡粉末，过筛后，与激光粒度D50在4μm的范围氧化锡粉及氧化铋、氧化铜粉在混粉机中进行混合，所述银氧化锡、氧化锡、氧化铋粉、氧化铜粉的重量分别为：27.09Kg、2.76Kg、0.075Kg、0.075Kg，混合时间4.5h，保证上述粉末混合后各组分的质量百分含量为：氧化锡：13%，氧化铋：0.25%，氧化铜：0.25%，银：余量；
4.将上述混合后的银氧化锡+氧化铜的粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力为75MPa，保压时间300S；
5.步骤4中的冷等静压锭在空气中进行烧结形成烧结锭，烧结温度控制在920℃，烧结时间为5h；
6.步骤5中的烧结锭进行热挤压，形成丝坯，丝材的挤压≥1：150，挤压成6.5mm规格的丝材；
7、将步骤6中的丝坯，反复进行冷拉及热处理达到成品所需求的规格3.86mm，冷拉的道次变形量小于10%,道次间热处理温度控制在650℃，道次热处理时间控制在60min。

[0016] 制备比较例金属：比较例1 银氧化锡8氧化铜0.25材料[AgSnO2(8)CuO（0.25）]混粉法制备工艺：
1.取30Kg纯银金属在中频炉中熔炼，然后通过水雾化设备中进行合金雾化，其中雾化压力为75MPa，雾化后烘干成银粉末，筛选，粉末的粒度控制在15μm以下，粉末成近球状；
2.将步骤1中的银粉末，过筛后，与激光粒度D50为3μm的氧化锡粉及氧化铜粉共
30Kg在混粉机中进行混合，混合时间4h，保证上述粉末混合后各组分的质量百分含量为：
氧化锡：8%，氧化铜：0.25%，银为余量，得到银氧化锡+氧化铜的粉末；
3.将上述混合后的银氧化锡+氧化铜的粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力为55MPa，保压时间250S；
4.步骤3中的冷等静压锭在空气中烧结形成烧结锭，烧结温度为880℃，烧结时间为
3.5h；
5.步骤4中的烧结锭进行热挤压，形成丝坯，丝材的挤压比≥1：150，挤压成5.4mm规格的丝材；
6.将步骤6中的丝坯，反复进行热拉及热处理达到成品所需求的规格1.36mm，热拉的道次变形量小于30%,道次间热处理温度控制在550℃，道次热处理时间为30min。

[0017] 比较例2 银氧化锡8氧化铜0.25材料[AgSnO2(8)CuO（0.25）]粉末内氧化制备工艺：1.将银板、锡及铜三种原材料共30Kg，按质量百分比：Sn：6.3%、Cu：0.2%、Ag：余量进行配比，在中频炉中熔炼，然后通过水雾化设备中进行合金雾化，其中雾化压力为85MPa，雾化后烘干成银锡铜合金粉末，筛选，粉末的粒度控制在12μm以下，粉末成近球状；
2.将步骤1中的银锡铜合金粉末进行粉末内氧化，内氧化的工艺在750℃氧化8h，内氧化后形成银氧化锡8氧化铜0.25（即含银氧化锡8%，氧化铜0.25%，下同）的合金粉末；
3.将上述混合后的粉末进行冷等静压形成冷等静压锭，冷等静压的压力为60MPa，保压时间250S；
4.步骤3中的冷等静压锭在空气中进行烧结形成烧结锭，烧结温度为900℃，烧结时间为4h；