AgSn合金壓坯氧化燒結一體化工藝研究.pdf

1、觸頭材料主要應用于繼電器、接觸器、斷路器等領域,但不同應用領域的使用要求存在很大差別。銀氧化鎘（AgCdO）材料是在低壓電器中得到廣泛使用的一類觸頭材料，其具有較低的接觸電阻及良好的抗電弧侵蝕性能和抗熔焊性能，一直以來被認為是“萬能電接觸材料”，但是Cd具有毒性，影響人體健康而被限制使用。研究表明，銀氧化錫（AgSnO2）具有優(yōu)良的抗電弧腐蝕性、抗熔焊性、抗材料轉移能力以及使用過程中無毒害物質產(chǎn)生，是AgCdO的最佳替代品。
　　

2、傳統(tǒng)的霧化合金粉末內(nèi)氧化法采用成分均勻的AgSn合金粉末經(jīng)氧化處理后再用相應的粉末冶金工藝制備。但由于AgSn粉末在高溫長時間氧化過程中容易出現(xiàn)Sn在合金粉末顆粒表面發(fā)生偏聚，氧化形成一層致密的SnO2膜，阻礙后續(xù)燒結過程的Ag-Ag之間的結合，導致材料在后續(xù)的加工中變的異常困難。為了解決這一問題，我們嘗試將傳統(tǒng)粉末冶金法中的氧化和燒結工藝相結合，讓兩種不同工藝同時進行，在Sn氧化成SnO2的同時，Ag也能充分接觸并燒結到一起，這樣不但

3、提高粉末在高溫燒結階段的燒結活性，還能簡化傳統(tǒng)粉末冶金工藝流程，提高了生產(chǎn)效率。
　　本文通過對微米級AgSn合金粉末的氧化動力學與氧化后組織結構的研究，掌握了氧化溫度，氧化時間對合金粉末氧化行為的影響。通過正交試驗，研究了各因素對AgSn合金壓坯氧化性能、燒結性能和燒結組織的影響。通過AgSn9.95Bi0.69Cu0.38與AgSn合金壓坯燒結性能和燒結組織對比，分析了添加劑對AgSn合金壓坯燒結階段產(chǎn)生的影響。得到以下結論：

4、
　　（1）微米級AgSn合金粉末氧化增重主要集中在升溫階段和保溫前2小時內(nèi)，過度延長保溫時間對粉末的氧化沒有太大作用。并在內(nèi)氧化過程中，有明顯的體積膨脹現(xiàn)象，是加快氧化速率和提高氧化程度的重要原因之一。
　?。?）在低溫氧化階段，AgSn合金壓坯密度主要由壓坯壓力所決定，氧化溫度和氧化時間對壓坯密度影響不大。
　?。?）AgSn合金壓坯氧化燒結一體化研究中，氧化溫度取600℃左右，氧化時間取2h左右，壓坯壓力取300

5、MPa，燒結溫度取920℃左右，燒結時間4h左右，升溫速率為9K/Min時，能夠使得燒結坯體的質量最高。
　?。?）從正交實驗中得出：對坯體氧化率影響的顯著性大小依次為氧化溫度>升溫速率>氧化時間；對坯體相對密度影響的顯著性較大的是坯體成型壓力；對坯體抗彎強度影響的顯著性大小依次為成型壓力>燒結溫度>燒結時間。
　?。?）氧化燒結一體化工藝對AgSn合金壓坯的燒結起到了一定的促進和強化作用，但顆粒表面仍然存在SnO2顆粒富集