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摘 要：针对AgSnO2/Ag复合带材生产中遇到的结合强度差、断带、边裂等问题。通过化学包覆法改善AgSnO2材料的加工性能，并结合电阻加热型辊热轧复合及电辅助加热型辊轧制工藝，成功的开发了厚度为0.2-0.5mm的超薄AgSnO2/Ag复合带材。采用该工艺生产的复合带材复合强度稳定，复合层厚度均匀，可实现连续稳定生产。
关键词：化学包覆法 型辊热轧复合 超薄复合带材
1 引言
AgSnO2电接触材料由于其具有优越的热稳定性和导电、导热性能，以及在通断使用过程中有很高的耐电弧及抗熔焊能力等特点，正逐步取代AgCdO触点材料[1-3]。在实际使用过程中，通常是将AgSnO2材料通过铆接以及焊接工艺等连接到电接触元件的支撑件上，其中支撑件一般采用铜件。AgSnO2材料由于其材料特性，难以与铜材料进行直接焊接，需要复上一层Ag作为过渡层。在AgSnO2/Ag复合带材生产中，由于AgSnO2 材料塑性、延展性能差，加工硬化严重[1-3]，物理性能与纯银相差较大，容易产生结合强度差、断带、边裂等诸多问题，严重影响产品质量以及生产效率。
针对以上问题，我司采用成熟的化学包覆工艺制备了AgSnO2材料，提高材料加工性能[4-6]，并结合电辅助加热型辊热轧复合以及电辅助型辊轧制工艺，开发了厚度为0.2-0.5mm的超薄AgSnO2/Ag复合带材，该产品复合强度良好、质量稳定，可以进行稳定大批量生产，已得到客户认可。
2 复合带材制备
AgSnO2带材制备采用我司成熟的化学包覆工艺，基本工艺流程为：化学包覆→粉末处理→等静压→烧结→复压→热挤压。
超薄AgSnO2/Ag复合带材工艺流程
：
其中热轧复合设备为我司自行设计改装的，原理与可控气氛保护热复合设备一致[7]，其结构简图如图1所示：
该设备采用低压大电流， 以可控气氛保护室前的触头为高电位， 轧辊两端轴颈处为低电位， 利用带材本身电阻进行在线加热，同时，所用的复合轧辊为型辊，可以有效的避免银氧化锡带材的在大变形量下开裂、断带等问题。
热轧复合工艺参数为：热轧温度600℃-700℃、轧制压下率70-85%、轧制速度0.5-2.0m/min，通过大压下率可实现银氧化锡带与纯银带形成良好的压合，并通过后续退火，进一步提高结合强度。后续退火热处理工艺为：将带材放入井式电炉内，在空气中退火，退火温度为600-650℃，保温时间为1-1.5小时，出炉自然冷却后进行表面抛光处理。后续轧制采用我司自行改装的四辊热轧机，设备原理与图1中的热轧复合设备类似，轧制中所用的工作辊为型辊，利用带材本身电阻进行在线加热进行热轧，可以减少轧制道次，同时可以有效避免复合带材在塑性加工中可能出现边部开裂、断带等问题，提高生产效率与成材率。
3 结果讨论
AgSnO2工作层是影响AgSnO2/Ag复合触点使用性能的关键因素，其制备工艺，氧化物的分布、尺寸、形貌等均会对性能产生影响，图2为成品带材的金相图，可以看到纯银层厚度均匀，其结果如图2a所示；从图2b金相组织可以看出工作层的氧化物颗粒分布均匀，未发现夹杂、气孔等缺陷。同时银氧化锡层与纯银层形成了良好的冶金结合，未发现结合不良区域。
实际使用过程中，除了银氧化锡工作层外，AgSnO2与Ag层的结合强度也对使用性能有重大影响。如果结合不良或者结合强度偏低，可能导致电触头材料在服役过程中工作层脱落，或局部温升过高，进而引起电器失效等严重后果。所以结合强度是我们所关注的一个关键的性能。在这里我们采用国标GB15159-2008中所提供的方法对复合带材的结合强度进行了检测。检测结果表明：180度折弯后，纯银层与银氧化锡层未观察到有分层，如图3a所示，结合强度良好。对带材折弯区域的截面进行进一步金相分析，可以发现AgSnO2层与Ag层结合良好，未出现分层现象，如图3b所示。
4 结论
1 电阻加热型辊热轧复合可有效避免AgSnO2大变形量开裂等问题，进而提高AgSnO2/Ag复合带材的质量稳定性以及生产效率。
2 采用化学包覆法+电阻加热型辊热轧复合工艺成果开发了厚度0.2-0.5mm超薄AgSnO2/Ag复合带材，单卷重量可达10-15Kg，并实现了大批量稳定生产，所生产的产品已得到客户认可。
参考文献：
[1]王松，银基电接触材料的研究现状及发展趋势[J]. 贵金属， 2013，（01）：79-83.
[2]陈乐生. 从“第26届国际电接触会议暨第4届电工产品可靠性与电接触国际会议”看环保型电接触材料的研究动态[J]. 电工材料，2012，（03）：28-29.
[3]陈妙农. 我国电触头行业面临新的挑战[J]. 电工材料，2005，（01）：29-38.
[4]张国庆. Ag-SnO2复合材料变形断裂分析[J]. 贵金属. 1999， 20（04）：1-6.
[5]俞潔.化学镀法制备银氧化镱触点材料的研究[D]. 国防科学技术大学 2006.
[6]唐祁峰. Ag包覆SnO_2制备工艺及其性能研究[J]. 功能材料，2016，（04）：4187-4190.
[7]王岸民. 层状金属可控气氛保护热复合技术及设备研究[J]. 上海金属，2007，（06）：42-46+55.
关键词：化学包覆法 型辊热轧复合 超薄复合带材
1 引言
AgSnO2电接触材料由于其具有优越的热稳定性和导电、导热性能，以及在通断使用过程中有很高的耐电弧及抗熔焊能力等特点，正逐步取代AgCdO触点材料[1-3]。在实际使用过程中，通常是将AgSnO2材料通过铆接以及焊接工艺等连接到电接触元件的支撑件上，其中支撑件一般采用铜件。AgSnO2材料由于其材料特性，难以与铜材料进行直接焊接，需要复上一层Ag作为过渡层。在AgSnO2/Ag复合带材生产中，由于AgSnO2 材料塑性、延展性能差，加工硬化严重[1-3]，物理性能与纯银相差较大，容易产生结合强度差、断带、边裂等诸多问题，严重影响产品质量以及生产效率。
针对以上问题，我司采用成熟的化学包覆工艺制备了AgSnO2材料，提高材料加工性能[4-6]，并结合电辅助加热型辊热轧复合以及电辅助型辊轧制工艺，开发了厚度为0.2-0.5mm的超薄AgSnO2/Ag复合带材，该产品复合强度良好、质量稳定，可以进行稳定大批量生产，已得到客户认可。
2 复合带材制备
AgSnO2带材制备采用我司成熟的化学包覆工艺，基本工艺流程为：化学包覆→粉末处理→等静压→烧结→复压→热挤压。
超薄AgSnO2/Ag复合带材工艺流程
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其中热轧复合设备为我司自行设计改装的，原理与可控气氛保护热复合设备一致[7]，其结构简图如图1所示：
该设备采用低压大电流， 以可控气氛保护室前的触头为高电位， 轧辊两端轴颈处为低电位， 利用带材本身电阻进行在线加热，同时，所用的复合轧辊为型辊，可以有效的避免银氧化锡带材的在大变形量下开裂、断带等问题。
热轧复合工艺参数为：热轧温度600℃-700℃、轧制压下率70-85%、轧制速度0.5-2.0m/min，通过大压下率可实现银氧化锡带与纯银带形成良好的压合，并通过后续退火，进一步提高结合强度。后续退火热处理工艺为：将带材放入井式电炉内，在空气中退火，退火温度为600-650℃，保温时间为1-1.5小时，出炉自然冷却后进行表面抛光处理。后续轧制采用我司自行改装的四辊热轧机，设备原理与图1中的热轧复合设备类似，轧制中所用的工作辊为型辊，利用带材本身电阻进行在线加热进行热轧，可以减少轧制道次，同时可以有效避免复合带材在塑性加工中可能出现边部开裂、断带等问题，提高生产效率与成材率。
3 结果讨论
AgSnO2工作层是影响AgSnO2/Ag复合触点使用性能的关键因素，其制备工艺，氧化物的分布、尺寸、形貌等均会对性能产生影响，图2为成品带材的金相图，可以看到纯银层厚度均匀，其结果如图2a所示；从图2b金相组织可以看出工作层的氧化物颗粒分布均匀，未发现夹杂、气孔等缺陷。同时银氧化锡层与纯银层形成了良好的冶金结合，未发现结合不良区域。
实际使用过程中，除了银氧化锡工作层外，AgSnO2与Ag层的结合强度也对使用性能有重大影响。如果结合不良或者结合强度偏低，可能导致电触头材料在服役过程中工作层脱落，或局部温升过高，进而引起电器失效等严重后果。所以结合强度是我们所关注的一个关键的性能。在这里我们采用国标GB15159-2008中所提供的方法对复合带材的结合强度进行了检测。检测结果表明：180度折弯后，纯银层与银氧化锡层未观察到有分层，如图3a所示，结合强度良好。对带材折弯区域的截面进行进一步金相分析，可以发现AgSnO2层与Ag层结合良好，未出现分层现象，如图3b所示。
4 结论
1 电阻加热型辊热轧复合可有效避免AgSnO2大变形量开裂等问题，进而提高AgSnO2/Ag复合带材的质量稳定性以及生产效率。
2 采用化学包覆法+电阻加热型辊热轧复合工艺成果开发了厚度0.2-0.5mm超薄AgSnO2/Ag复合带材，单卷重量可达10-15Kg，并实现了大批量稳定生产，所生产的产品已得到客户认可。
参考文献：
[1]王松，银基电接触材料的研究现状及发展趋势[J]. 贵金属， 2013，（01）：79-83.
[2]陈乐生. 从“第26届国际电接触会议暨第4届电工产品可靠性与电接触国际会议”看环保型电接触材料的研究动态[J]. 电工材料，2012，（03）：28-29.
[3]陈妙农. 我国电触头行业面临新的挑战[J]. 电工材料，2005，（01）：29-38.
[4]张国庆. Ag-SnO2复合材料变形断裂分析[J]. 贵金属. 1999， 20（04）：1-6.
[5]俞潔.化学镀法制备银氧化镱触点材料的研究[D]. 国防科学技术大学 2006.
[6]唐祁峰. Ag包覆SnO_2制备工艺及其性能研究[J]. 功能材料，2016，（04）：4187-4190.
[7]王岸民. 层状金属可控气氛保护热复合技术及设备研究[J]. 上海金属，2007，（06）：42-46+55.