車用AgSnO2電觸頭材料組織性能和電弧侵蝕特性研究.pdf

1、目前國內(nèi)對(duì) AgSnO2觸頭材料的金相顯微組織、熱處理工藝、高溫下 Ag和SnO2潤濕性情況及其電弧侵蝕機(jī)理的研究還相對(duì)匱乏。為了改善 Ag和 SnO2顆粒間潤濕性而添加的合金元素，在電接觸工作過程中其具體的存在形式以及 Ag和 SnO2的結(jié)合分離情況尚不明晰。同時(shí)，由于 AgSnO2/Cu電觸頭復(fù)合鉚釘服役過程中，接觸次數(shù)較多且接觸時(shí)受力不均勻，導(dǎo)致鉚釘復(fù)合層出現(xiàn)開裂、復(fù)層脫落等現(xiàn)象，從而使工作元件出現(xiàn)異常導(dǎo)致鉚釘失效，故 AgSnO

2、2/Cu復(fù)合鉚釘?shù)慕缑娼Y(jié)合性有待改善提高。
　　因此，本文主要研究內(nèi)容及目的包括如下幾個(gè)方面：1）AgSnO2觸頭材料制備工藝過程中組織分布的跟蹤觀察；2）對(duì) AgSnO2觸頭材料進(jìn)行高溫金相觀察，原位動(dòng)態(tài)觀察觸頭整個(gè)熔化、凝固及冷卻過程，對(duì)Ag基體的熔融和SnO2顆粒的上浮、聚集等行為進(jìn)行直觀記錄；3）對(duì) AgSnO2/Cu復(fù)合鉚釘進(jìn)行熱處理，研究觸頭熱處理前后界面結(jié)合特征的變化，為優(yōu)化工藝提供依據(jù)；4）電弧侵蝕后對(duì) AgSnO

3、2觸頭材料的表面形貌、斷面進(jìn)行分析，研究其失效機(jī)理，特別是電弧侵蝕對(duì)觸頭的影響。最終得到主要結(jié)論如下：
　　SnO2顆粒在燒結(jié)態(tài) AgSnO2材料中會(huì)產(chǎn)生聚集呈網(wǎng)狀分布，而在前期拉拔的AgSnO2絲材中形成纖維狀分布。通過多次拉拔后，AgSnO2觸點(diǎn)材料內(nèi)部組織發(fā)生改變，SnO2顆粒進(jìn)一步均勻分布于Ag基體中，顆粒聚集減少。
　　高溫動(dòng)態(tài)觀察發(fā)現(xiàn) Ag熔化后和 SnO2層發(fā)生明顯分層，且 SnO2顆粒浮于表面，彌散難熔的 S

4、nO2顆粒在熔融液體中流動(dòng)時(shí)自發(fā)的聚集在一起，最終在表面形成 SnO2顆粒富集區(qū)。AgSnO2材料凝固時(shí)，溶解在銀中的氧析出，表面有大量氣泡冒出。
　　退火溫度過高時(shí)，由于基層 Cu、Ag與 SnO2的熱膨脹系數(shù)的巨大差異，界面附近形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致界面開裂；綜合 AgSnO2復(fù)合層、Cu基體和界面硬度，以及擠壓試驗(yàn)表面 AgSnO2復(fù)合層的開裂結(jié)合情況，最佳退火工藝應(yīng)在300℃至400℃之間。
　　電弧侵蝕后 AgSnO2