AgSnO2電接觸材料再生工藝及組織與性能研究.pdf

1、AgSnO2電接觸材料具有優(yōu)良的抗磨損、抗熔焊、耐電弧侵蝕等性能，是最有潛力全面替代有毒AgCdO的環(huán)保型電工材料。然而，該材料塑性較差，加工時易產(chǎn)生周期性邊裂及較多余料、邊角料等幾何廢料，成材率明顯較低；提高其成材率并優(yōu)化組織與性能一直是該行業(yè)需要解決的難題；本文設計一套基于其幾何廢料的“切粒-復壓-復燒-大變形擠壓-拉拔”再生工藝，期望探索最佳工藝以制備綜合性能優(yōu)良的AgSnO2線材。實驗利用沖床及剪床、40T油壓機、氮氣保護燒結爐

2、、300T/600T擠壓機、盤式拉拔機等設備對常規(guī)加工廢料進行再生加工，制備出AgSnO2線材制品；借助光學顯微鏡(OM)、電子掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、萬能力學性能試驗機，電阻率測試儀等手段，研究了AgSnO2廢料再生工藝的主要參數(shù)對線材制品的微觀組織、力學性能、加工性能及電性能的影響規(guī)律，為提高該類材料的加工成材率并改善其組織與性能提出了一套最優(yōu)的再生加工工藝。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了AgSnO2電接觸材

3、料再生切粒及壓坯工藝參數(shù)對線材制品組織與性能的影響規(guī)律，提出了其最佳工藝參數(shù)。隨著切粒尺寸的減小及壓制壓力的增加，線材制品更致密，組織更均勻，綜合性能更優(yōu)。通過沖床剪切方法將AgSnO2廢料細化成顆粒，使用40T油壓機對清洗烘干并加熱到460~540℃的顆粒進行復壓成錠坯，顆粒體積趨近于等效體積顆粒直徑d=(6.64~7.24)mm時，壓坯密度可達8.32~9.1g·cm-3，制品強度等性能達到或超過AgSnO2常規(guī)生產(chǎn)線材性能。⑵探明

4、了AgSnO2電接觸材料再生燒結工藝參數(shù)對線材制品組織與性能的影響規(guī)律，提出了其最佳工藝參數(shù)。對 AgSnO2電接觸材料復燒工藝參數(shù)，通過在溫度760~830℃、保溫時間25~35min對復壓錠坯燒結，分析燒結溫度和燒結時間對擴散以及擠出線材物理性能的影響。燒結溫度對錠坯密度、物質(zhì)擴散影響較大。較低溫度燒結時，擠出線材密度較高，達到9.78~9.81 g·cm-3。在780℃，保溫時間25min時燒結后錠坯擠出線材的密度、抗拉強度、硬度

5、等綜合性能較高；發(fā)現(xiàn)溫度830℃燒結時，使錠坯易于發(fā)生過燒，擠出線材密度、硬度反而降低，抗拉強度只有185Mpa。⑶研究AgSnO2電接觸材料大變形擠壓再生工藝參數(shù)對線材制品組織與性能的影響規(guī)律，提出了其最佳工藝參數(shù)。擠壓比在λ=104~213，擠壓溫度在760~820℃，擠壓速度在0.5~3mm·s-1下，使用600T、300T擠壓機，擠出不同規(guī)格的線材。擠壓比越大，再生材料硬度、密度越高，強度也高，塑性較好。隨著大變形擠壓溫度提高，

6、材料硬度先低后到最高，再降低。在溫度780℃，擠壓比λ=213擠壓時，獲得的再生線材綜合性能有所提高，密度可達9.81g·cm-3，電性能保持在2.23μ?·cm，硬度達到 HV88，綜合性能最好。⑷分析了再生線材的顯微組織與斷口形貌特征，提出了組織均勻化機理。通過OM、SEM等手段對再生線材顯微組織、拉伸斷口形貌、扭轉斷口形貌進行觀察分析，再生材料組織中SnO2晶粒直徑由30~50μm細化成30μm以下，在Ag基體材料中均勻彌散分布；

7、拉伸斷口呈韌窩型斷裂特征。結果表明大形變擠壓使再生材料劇烈重組細化，再生材料密度、組織均勻性、SnO2彌散化程度明顯優(yōu)于常規(guī)加工材料。⑸評價了AgSnO2再生材料的綜合性能，并與常規(guī)加工AgSnO2材料性能比較，在密度，塑性、抗拉強度等性能總體提高，電性能保持不變。再生材料的抗拉強度可達到264MPa，延伸率達到23.2％，硬度提升到HV88；扭轉次數(shù)可達九正七反而不破壞；電阻率可保持在2.23~2.28μ?·cm。通過對再生線材鐓制復