脫皮擠壓工藝在銀基觸頭材料生產(chǎn)應(yīng)用

劉立強(qiáng)， 曾海波， 俎玉濤， 王貴生

（浙江福達(dá)合金材料科技有限公司，浙江溫州 325025）

0 引言

低壓電器中觸頭材料多為銀基材料，生產(chǎn)中多用到擠壓工藝。擠壓工藝主要目的有兩個(gè)，一是擠壓成型，即將AgMe 錠子擠壓成AgMe 板或線；二是提高材料密度、強(qiáng)度，這個(gè)作用主要是針對(duì)粉末冶金工藝制備的AgMeO 及AgMe 錠子。擠壓工藝決定擠壓材料表面狀態(tài)、組織均勻性、材料致密性。擠壓工藝的選擇是決定觸頭材料性能穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

1 常規(guī)熱擠壓工藝及其缺點(diǎn)

常規(guī)擠壓工藝如表1 所示[1]。常規(guī)擠壓缺陷如表2所示[2]。

表1 擠壓分類

表2 擠壓缺陷以及引起的原因

在眾多擠壓缺陷中，以擠壓表面起皮起泡缺陷影響因素最多，且最易發(fā)生。表面起泡會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)合強(qiáng)度較差、電性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。表面起皮起泡主要原因是擠壓過(guò)程中擠壓筒內(nèi)壁殘留一層觸點(diǎn)材料。該層材料已致密，在后續(xù)擠壓過(guò)程中，該層材料脫落會(huì)形成起泡或者起皮等問(wèn)題，需對(duì)擠壓材料表面進(jìn)行處理。如果是擠壓板材，在后續(xù)加工中需增加表面車削或者刨削，以去除表面起泡或起皮；如果是擠壓絲材，需要在后續(xù)加工過(guò)程中增加絲材扒皮操作。由于觸點(diǎn)材料多為銀合金材料，很多觸點(diǎn)生產(chǎn)廠家為了提高材料利用率，并未對(duì)材料表面進(jìn)行處理，導(dǎo)致觸點(diǎn)材料電性能不穩(wěn)定。

隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，需要制作出性能穩(wěn)定單一的材料，同時(shí)節(jié)能減耗也不允許采用擠壓材料后續(xù)去除材料表面起泡起皮，最佳的解決方法是擠壓材料不出現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)查閱相關(guān)工具書，確認(rèn)采用反擠脫皮擠壓工藝可以實(shí)現(xiàn)材料表面無(wú)起泡起皮擠壓。

2 脫皮擠壓工藝可行性分析

2.1 反向脫皮擠壓

反向脫皮擠壓過(guò)程如圖1 所示。如圖1 所示，擠壓模具外徑比擠壓筒內(nèi)徑小4 mm～10 mm，在擠壓過(guò)程中，觸點(diǎn)材料錠子外層2 mm～5 mm 滯留在筒內(nèi)壁不會(huì)流入到成品內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)皮下氣泡或者起皮等問(wèn)題。

圖1 反向脫皮擠壓過(guò)程示意圖

選用反向擠壓是由于反向擠壓的流動(dòng)區(qū)小，錠子外層材料不會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的紊流，擠壓制品質(zhì)量相對(duì)好控制。如果采用正向擠壓，為了保證脫皮加壓能夠順暢進(jìn)行，必須進(jìn)一步增加擠壓脫皮層厚度，從而進(jìn)一步降低了材料利用率。

2.2 反向脫皮擠壓主要工藝參數(shù)

反向脫皮擠壓主要工藝參數(shù)如表3所示。

表3 反向擠壓脫皮主要工藝參數(shù)［3］

3 初步試驗(yàn)結(jié)果

3.1 試驗(yàn)參數(shù)

擠壓機(jī)為1100 t 反擠壓機(jī)，擠壓筒內(nèi)徑110 mm，擠壓模尺寸φ分別為110 mm、107 mm、105 mm、103 mm、100 mm。擠壓材料為混粉工藝制備的AgNi(10)，材料錠子規(guī)格φ105 mm×（240 mm～300 mm），質(zhì)量為20 kg。擠壓規(guī)格為φ7 mm線材。

為保證脫皮擠壓工藝一致，擠壓模具與反向擠壓桿連接方式采用三個(gè)定位銷連接方式，并且專門塞尺，保證擠壓模具與擠壓筒間隙一致，從而保證筒中心和擠壓模具中心在同一中心線，如圖2所示。

圖2 擠壓模具與擠壓桿連接示意圖

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

每個(gè)模具進(jìn)行20次試驗(yàn)，擠壓工藝（擠壓溫度、擠壓速度等） 不變。每次擠壓完成后，去除頭尾材料，對(duì)比擠壓產(chǎn)品外觀起泡、組織夾雜以及脫皮殼完成情況等，對(duì)比情況見表4。剪除頭尾和表面嚴(yán)重起泡和夾雜材料后，稱取合格品的質(zhì)量，計(jì)算成品率，對(duì)比成品率見表5。

表4 試驗(yàn)材料部分結(jié)果對(duì)比

表5 成品率情況

3.3 結(jié)果分析

（1）皮殼厚度小于2.5 mm 時(shí)，皮殼不完整，無(wú)法達(dá)成脫皮擠壓目的。

（2）在不考慮起泡導(dǎo)致的成品率浪費(fèi)的前提下，脫皮擠壓材料成品率會(huì)降低。

（3）AgNi(10)材料當(dāng)皮殼厚度≥3.5 mm 時(shí)，皮殼完整，擠壓材料表面無(wú)起泡夾雜等缺陷，同時(shí)材料成品率與不脫皮擠壓基本相同。

（4）由于不同材料性能不同，脫皮皮殼的厚度需要進(jìn)行不同嘗試后才能確認(rèn)。

4 結(jié)論

（1）脫皮擠壓工藝用于銀基觸頭材料生產(chǎn)，可有效解決由于筒壁殘余料帶來(lái)的起泡和夾雜等問(wèn)題。

（2）銀基觸頭材料反擠壓脫皮擠壓皮殼厚度必須在2 mm～4 mm才能保證皮殼完整。

（3）不同觸頭材料的性能不同，為了保證皮殼的完整性，需要根據(jù)不同材料進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試皮殼厚度。

（4）皮殼厚度處于一個(gè)合理范圍，才可以保證既提升材料性能，又基本不降低材料利用率。具體情況，不同材料需要單獨(dú)試驗(yàn)確認(rèn)。