包覆工艺对银氧化锡电触头材料加工性能的影响

娄长影　王永业　吴礼杰

摘 要：利用企業自有技术制备含添加剂的氧化锡复合粉体，分别通过常规包覆工艺和改进包覆工艺制备银氧化锡复合包覆粉，包覆粉经过等静压、烧结、挤压、拉丝制备成线材，通过扫描电镜观察包覆效果，通过金相、抗拉强度、硬度、打钉等手段表征了包覆工艺对材料加工性能的影响。

关键词：触头材料 银氧化锡 加工性能

中图分类号：TM503 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（c）-0078-02

银氧化锡是一种新型环保电接触材料，在大容量接触器、功率继电器、中小容量低压断路器以及汽车电器中得到了广泛应用。其具有良好的导电性和抗熔焊性。在目前欧盟REACH法规和ROHS指令等禁令背景下，是银氧化镉非环保型材料的理想替代材料，然而银氧化锡银因氧化锡的陶瓷特性，不易于加工，容易出现银氧化锡层开裂情况，直接影响成材率与产品质量，制约了生产和应用。

佛山市诺普材料科技有限公司一直致力于高性能银氧化锡电触头材料的研发，根据公司拥有知识产权的工艺技术进行生产，线材一次成型率已达90%以上，得到客户认可，多次获得供应商颁发的全球首选优秀供应商等称号。

在提高材料加工性能方面公司一直进行着不懈的研究，化学包覆法采用适合的方法将SnO2及其他添加物均匀分散在一定的介质中形成悬浊液，同时加入含有银离子的盐溶液和还原剂如水合肼、葡萄糖等，Ag+被还原成Ag并附着沉积在表面能较低的SnO2上，形成以SnO2为晶核外围包覆着银的AgSnO2粉末。其特殊的结构使得它可以在烧结时是以Ag的表面互相接触烧结的，可以有效提高烧结后坯体的致密度，降低了其孔隙率，使得最终成品塑性良好，加工性能优异[1]。因此，化学包覆效果的好坏对加工性能有至关重要的影响。

1 试验方法

以企业自有技术制备含添加剂的氧化锡复合粉体为原料，取定量复合粉体放入超声反应桶内加水超声、搅拌分散成浆料，开启冷却套循环水，控温50 ℃以下，硝酸银溶液中加入足量的氨水配制成澄清的银氨络合液，将量取好的水合肼加水稀释3倍。

常规包覆工艺在超声、搅拌条件下先加入全部银氨络合液，后控制速度及温度加入水合肼溶液进行还原反应，直至反应完全。

改进包覆工艺在超声、搅拌条件下，先加一次银氨络合液，搅拌分散1min后，添加一次水合肼溶液到浆料漩涡中央，加完后等待30 s，再次加入一次银氨络合液并分散，如此循环4次，直至反应完全。

具体试验方法参照专利“201610616561.3一种AgMeO复合粉体的优化包覆工艺”[2]，后续线材生产工艺流程如图1所示。

2 检测与分析

2.1 扫描电镜分析

从图2（a）可以观察到大颗粒都是由小颗粒堆积而成，间隙多，取点物质扫描发现多处富锡区和富银区，而图2（b）中大颗粒和小颗粒都是完整的球形，取点物质扫描没有发现富锡区，既没有氧化锡裸露区域，说明工艺改进后，提高了包覆的完整性，包覆更加均匀，形成了较好的复层结构。

2.2 金相分析

采用常规包覆工艺的线材金相如图3（a）（b）所示，线材纵横面金相差别大，纵截面可见明显的贫氧化物区且又长又宽，而改进包覆工艺生产的线材金相图如图3（c）（d）所示，贫氧化物区比例减少，依然存在的贫氧化物区比较短小，纵横界面的差别减少，说明新的包覆工艺有效改善了材料的显微组织。

2.3 物理性能分析

表1为公司某牌号AgSnO2（10）产品根据不同包覆工艺进行生产的线材性能数据对比，密度略有升高，电阻率略微下降，说明新的包覆工艺提高了材料的致密度，包覆均匀性的提高可一定程度上降低材料的电阻率，抗拉强度下降，延伸率升高，以及硬度的略微下降说明材料的塑性有所提高。

2.4 加工性能验证

将上述线材送至客户进行打钉试验，图4（a）为采用常规工艺制备的线材，局部出现了开裂，开裂比例2%～3%；图4（b）为采用新包覆工艺的线材打钉后图片，抽样检测未发现开裂，客户反馈采用新包覆工艺的产品，加工性能明显提高，产品质量得到大幅改善。

3 结语

通过对材料物理性能的检测，说明新的包覆工艺有效地改善了包覆效果，包覆的均匀性有所提高，直接导致了线材密度与塑性等性能的提升，送客户验证证明新的包覆工艺确实有效地提高了线材加工性能。

参考文献

[1] 徐涛.银氧化锡电触头材料烧结性能改进及加工工艺优化研究[D].桂林电子科技大学，2014.

[2] 吴礼杰，王乃千，王永业.一种AgMeO复合粉体的优化包覆工艺：中国，201610616561.3[P].2016-11-09.