一種片狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種片狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料的加工方法，屬于金屬基復合材 料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 銀鎳電觸頭由于具有良好的導熱導電性能、低而穩(wěn)定的接觸電阻、優(yōu)良的加工性 能等優(yōu)點而被廣泛應用在各種低壓電器中，但由于其抗熔焊性能較差，影響了銀鎳電觸頭 的應用范圍。經(jīng)過前人研宄發(fā)現(xiàn)，在銀鎳電觸頭中加入適量的鎢元素可以大大提高其抗熔 焊性能，擴大銀鎳電觸頭的使用領(lǐng)域。目前，在銀鎳電觸頭中加入添加元素的制備方法主要 有粉末冶金法和化學包覆法兩種。采用粉末冶金法制備含添加元素的銀鎳電觸頭的工藝簡 單，適合大批量生產(chǎn)，但該種方法存在添加元素分布不均勻的問題；采用化學包覆法制備含 添加元素的銀鎳電觸頭的金相組織均勻，綜合性能優(yōu)良，但在制備過程中需要使用對人體 和環(huán)境有害的有毒物質(zhì)，且生產(chǎn)成本較高，不適合工業(yè)生產(chǎn)。如何在保護環(huán)境、不明顯增加 成本的前提下，制備綜合性能優(yōu)良與組織均勻的含添加元素的銀鎳材料，成為目前研宄的 難點與熱點。
[0003] 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)進行檢索，公開號為CN102800513A的發(fā)明專利公開了一種電觸頭 用銀鎳材料的制備方法，具體是將還原后的鎳粉置于鋅鹽、銅鹽、銀鹽、鑭鹽的一種或幾種 的混合溶液中，利用化學反應使單質(zhì)鋅、單質(zhì)銅、單質(zhì)銀或單質(zhì)鑭中的一種或幾種包覆在鎳 粉表面上，然后將包覆好的鎳粉清洗、烘干后與銀粉以及微量添加的金屬氧化物進行混合、 篩分、成型，最后得到電觸頭材料。該發(fā)明通過在鎳粉表面包括一層作為銀與鎳之間接觸橋 梁的過渡金屬元素，改善了銀和鎳之間的結(jié)合界面，使所得銀鎳材料較常規(guī)方法生產(chǎn)的銀 鎳材料具有更好性能。但該專利中微量金屬氧化物以混粉的形式添加，會導致金屬氧化物 在銀鎳基體材料中分布不均勻，從而影響觸頭材料的使用壽命。
[0004] 另外，公開號為CN103710564A的發(fā)明專利公開了一種含添加劑銀鎳電觸頭材料 的制備方法。該方法首先將含添加元素的化合物制成溶液，然后加入到銀粉或鎳粉中得到 復合漿料，復合漿料烘干、破碎、過篩后與鎳粉或銀粉進行混合，經(jīng)等靜壓、燒結(jié)、擠壓等加 工后得到電觸頭材料。該發(fā)明所述技術(shù)方案中，所述復合漿料在烘干過程中有可能會因液 體揮發(fā)速率不均勻造成添加元素在銀粉或鎳粉基體上的析出產(chǎn)生偏析，導致添加元素團 聚，從而使添加元素在銀鎳電觸頭組織中的分布不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、添加物在基體材料中分布均勻的 片狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料的加工方法，由該方法制得的銀鎳鎢電觸頭材料金相組織 更為均勻、電性能更好。
[0006] 本發(fā)明所述的片狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料的加工方法，其特征在于包括以下 步驟：
[0007] 1)按照所需要制備的銀鎳鎢電觸頭的材料配比計算所需的三氧化鎢粉、鎳粉和硝 酸銀的用量，并根據(jù)硝酸銀的用量計算硝酸銀和氫氧化鈉反應生成氧化銀所需的氫氧化鈉 的用量，稱取備用；取硝酸銀用水溶解配成20?40w/w%的硝酸銀溶液，將三氧化鎢粉和硝 酸銀溶液置于反應器中，攪拌均勻，得到含硝酸銀和三氧化鎢的懸浮液；
[0008] 2)取氫氧化鈉用水溶解配成10?30w/w%的氫氧化鈉溶液，加入到步驟1)所得 的懸浮液中攪拌反應，有沉淀生成，過濾，得到氧化銀和三氧化鎢的復合粉末；
[0009] 3)將所得的氧化銀和三氧化鎢的復合粉末水洗至中性，干燥、粉碎后進行焙燒，然 后粉碎，得到銀氧化鎢復合粉；
[0010] 4)將所得的銀氧化鎢復合粉與鎳粉進行混粉，得到銀鎳氧化鎢混合粉；
[0011] 5)所得銀鎳氧化鎢混合粉等靜壓成型，然后再置于保護氣氛中進行燒結(jié)，得到銀 鎳氧化鎢坯錠；
[0012] 6)所得銀鎳氧化鎢坯錠在保護氣氛中經(jīng)熱擠壓加工成帶材或線材、之后經(jīng)軋制復 合或拉拔，再經(jīng)沖壓加工或鉚釘機加工，得到片狀或鉚釘型銀鎳氧化鎢觸頭材料；
[0013] 7)將所得片狀或鉚釘型銀鎳氧化鎢觸頭材料置于還原氣氛中進行還原，即得到片 狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料。
[0014] 本發(fā)明以氫氧化鈉與含三氧化鎢粉的硝酸銀懸浮液反應得到氧化銀和三氧化鎢 的復合粉，由于三氧化鎢粉的密度（7. 16g/cm3)與反應生成的氧化銀（7. 143g/cm3)的密度 相接近，因而可以使三氧化鎢粉和氧化銀混合得更均勻，使得三氧化鎢粉更為均勻地分布 在氧化銀基體中，有效改善了現(xiàn)有技術(shù)中添加元素分布不均勻的現(xiàn)象；另一方面，所得銀鎳 氧化鎢觸頭在被還原成銀鎳鎢觸頭的過程中進一步細化了鎢顆粒，使得鎢元素在基體中的 分布更為均勻、彌散，從而使得所得銀鎳鎢電觸頭材料具有均勻的金相組織，進而具有優(yōu)良 的電性能。
[0015] 上述方法的步驟1)中，所述的需要制備的銀鎳鎢電觸頭材料中，鎢含量為0. 1? 8wt%，鎳含量為1?30wt%，余量為銀；更優(yōu)選的選擇為鎢含量為1?2wt%，鎳含量為 10?20wt %，余量為銀。該步驟中，所述三氧化鎢粉通常采用平均粒度為1?10 μ m的三 氧化鎢粉，優(yōu)選采用平均粒度為2?3 μ m的粉末；所述鎳粉通常采用粒度為-100目以下的 鎳粉；優(yōu)選是將硝酸銀配制成30?40w/w%的硝酸銀溶液，更優(yōu)選是配制成30?35w/w% 的硝酸銀溶液，這樣可以使所得電觸頭材料的金相組織更為均勻。該步驟中，氫氧化鈉的用 量通常為硝酸銀用量的4/17?5/17,更優(yōu)選為4. 4/17。
[0016] 上述方法的步驟2)中，所述氫氧化鈉溶液的加入速度優(yōu)選為0. 1?lL/min ;所述 氫氧化鈉溶液的濃度優(yōu)選為15?25w/w%，這樣可以使所得電觸頭材料的金相組織更為均 勻。該步驟中，攪拌反應通常在常溫條件下進行，攪拌反應的時間通常為0. 3?lh。
[0017] 上述方法的步驟3)中，干燥和粉碎的操作與現(xiàn)有技術(shù)相同，本申請中，優(yōu)選干燥 在100?150°C條件下直至將氧化銀和三氧化鎢的復合粉末烘干即可，通常需要12?18h 的時間；通常是將干燥后的氧化銀和三氧化鎢的復合粉末粉碎后過100?200目篩網(wǎng)，取篩 下物進入下一道工序。該步驟中，所述的焙燒通常是在400?500°C溫度條件下焙燒2? 6h，然后粉碎（至少過100目篩），得到銀氧化鎢復合粉。
[0018] 上述方法的步驟4)中，所述銀氧化鎢復合粉與鎳粉的混粉操作與現(xiàn)有技術(shù)相同， 通常是在V型混料器或雙錐混合器進行，優(yōu)選是在轉(zhuǎn)速為20?40r/min的條件下攪拌2? 4h〇
[0019] 上述方法的步驟5)中，所述的等靜壓成型和燒結(jié)操作與現(xiàn)有常規(guī)操作相同，具體 地，等靜壓成型的成型壓力通常為100?150MPa ;所述保護氣氛通常為真空、氮氣或惰性氣 氛，通常是將等靜壓成型后的壓坯置于保護氣氛中于880?920°C溫度條件下燒結(jié)4?8h， 以得到銀鎳氧化鎢坯錠。
[0020] 上述方法的步驟6)中，所述保護氣氛通常為真空、氮氣或惰性氣氛。所述的熱擠 壓操作與現(xiàn)有常規(guī)操作相同，具體地，熱擠壓的溫度通常為750?900°C，擠壓比為10? 300。當將銀鎳氧化鎢坯錠熱擠壓加工成帶材時，所得帶材在保護氣氛中經(jīng)多次軋制復合、 退火到所需尺寸后經(jīng)沖床沖壓，得到片狀銀鎳氧化鎢觸頭材料。當將銀鎳氧化鎢坯錠熱擠 壓加工成線材時，所得線材在保護氣氛中經(jīng)多次拉拔、退火到所需尺寸后經(jīng)鉚釘機加工，得 到鉚釘型銀鎳氧化鎢觸頭材料。
[0021] 上述方法的步驟7)中，所述還原氣氛通常為氫氣氣氛，通常是將得到的片狀或鉚 釘型銀鎳氧化鎢觸頭材料置于氫氣氣氛中于600?900°C溫度條件下還原8?15h，以得到 片狀或鉚釘型銀鎳鎢電觸頭材料。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點在于：
[0023] 1、本發(fā)明以氫氧化鈉與含三氧化鎢粉的硝酸銀懸浮液反應得到氧化銀和三氧化 鎢的復合粉，由于三氧化鎢粉的密度（7. 16g/cm3)與反應生成的氧化銀（7. 143g/cm3)的密 度相接近，因而可以使三氧化鎢粉和氧化銀混合得更均勻，使得三氧化鎢粉更為均勻地分 布在氧化銀基體中，有效改善了現(xiàn)有技術(shù)中添加元素分布不均勻的現(xiàn)象；另一方面，所得銀 鎳氧化鎢觸頭在被還原成銀鎳鎢觸頭的過程中進一步細化了鎢顆粒，使得鎢元素在基體中 的分布更為均勻、彌散，從而使得所得銀鎳鎢電觸頭材料具有均勻的金相組織，進而具有優(yōu) 良的電性能；
[0024] 2、本發(fā)明所述方法工藝簡單，對人體和環(huán)境污染小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例1制得的電觸頭產(chǎn)品的金相組織圖（200X);
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例2制得的電觸頭產(chǎn)品的金相組織圖（200X)。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，但 本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0028] 實施例1
[0029] 1)首先按照制備IOkg Ag-Ni (lO)-W(l. 5)材料配比計算所需三氧化鶴粉、鎳粉 及硝酸銀用量，稱取三氧化鎢粉〇. 189kg、鎳粉Ikg及硝酸銀13. 93kg，再稱取氫氧化