拉拔对AgSnO2线材力学物理性能的影响第一期

３ ． １ 拉拔 变形及 中间退 火对线 材密度 的影响
触 头材料成分 一定 时，密度 的大 小反映 了材料
径减 小 ０ ． ０ ５ ａｍ（ ｒ 变形 量约 为 ６ ％） 的变 形量连续拉
拔 至 １ ． ４ ０ ｍｍ， 分别测 试每 一种线径 线材 的硬度 、 抗拉强 度和 断后伸 长率 ，试验结 果 （ 平 均值 ）见表
图 １ 线 材的密度 与线径 的关系
由表 ２和 图 ２ ～４可 以发现 ， 在拉拔 过程 中线材
由表 １ 和图 １ 可 见， 随着 线材不 断被 拉细 ， 拉拔
的硬度 和抗拉强 度 随着变 形量 的增 加而 提高 。断后
过程不退火的线材 的密度 比拉拔过 程进行 中间退
火 的低 ， 线材拉得越 细 ， 二者 的密度 相差越 大。这是
大量 的试 验 研 究和 应 用 结果 表 明 ，Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ： 材 料是
Ａ ｇ Ｃ ｄ Ｏ材 料具 有抗 熔焊 、 耐 电弧侵 蚀 、 耐机 械
替代有 毒 的 Ａｇ Ｃ ｄ Ｏ 材 料 的最 理想 的 环保 触头 材料
之一 。
磨损、低而稳定的接触 电阻以及 良好的加工性等优
点 ，能 满足继 电器 、接触 器等 低压 电器对触 头 材料
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ ｚ ； ｗｉ ｒ ｅ； ｄ ｒ ａ ｗｉ ｎｇ； ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ； ｈ ａ ｒ ｄ ｎｅ ｓ ｓ ； ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ； ｅ ｌ ｏｎ ｇａ ｔ ｉ ｏｎ； ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ
１ 引言
的拉拔 工艺提 供 参考 依据 。
２ 试验
指令 ） 的颁 布和 实施 ， Ａｇ Ｃ ｄ Ｏ 触头 材料 正在 越来 越
多的低压电器应用领域被环保触头材料所取代 Ｉ ２ 】 ｏ
作者简介 ；叶凡（ １ ９ ６ ５ 一） ， 男， 广西桂林人 。 高 级工程师． 从事 电工 触头材料的研发和制造 。
５
硬度 、 抗拉 强度和断 后伸长率
图 ３ 线 材 的 抗 拉 强 度 与 累 计 变 形 量 的 关 系
冰
静
圣
蔷
图 ４ 线 材的断后伸 长率与 累计变形 量的关 系
变化 ，这 一规律 与普 通金 属 材料 的加 工硬 化 规律基 本 相符 。传统理 论认 为 ，金 属材 料在 塑性 变 形过程
拉拔工 艺 ， 而 有 必要 对 Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ： 线材 的密度 、硬度 、 抗 拉强 度 、断后 伸 长率等 力 学物 理性 能在拉拔 过程
的 日益提高和欧盟 《 关于在电子电气设备中限制使
用某些 有 害物 质 的指令 ）（ 即２ ０ ０ ２ ／ ９ ５ ／ ＥＣ—Ｒｏ ｌＳ
中的变化规律进行研究，为正确制订 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ２ 线材
摘要 ： 以粉末冶金工艺制备的 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ： （ １ ２ ） 线材为研究对象 ， 研究了其密度、 硬度、 抗拉强度、 断后伸长率
等力学 物理 性 能在拉 拔过 程 中的变 化规 律 ， 为 实际 生产过 程 中制订 适宜 的 线材 拉拔 工艺 提供 参考 依据 。 关键 词 ： Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ ； 线材 ； 拉拔 ； 密度 ； 硬度 ； 抗 拉 强度 ； 断 后伸 长 率 ； 影 响 中图 分类 号 ： Ｔ Ｍ２ ０ ５ ． １ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ｉ ６ ７ １ —８ ８ ８ ７ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ２ ～０ ０ ０ ３ —０ ４
ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｕ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ，
镜观察 、分析 线材 的金 相组 织 ；根据 阿基米 德排水 法 原理测试 线材 的 密度 ；用 ＭＨｖ ２ ０ ０ ０型 数 字式 显微 硬度 计 测 试线 材 的维 氏硬 度 ；用 Ｃ ＭＴ一３ ０ ４ 型 微机 控制 电子万 能 材 料 试验 机 测 试 线 材 的抗 拉 强度和 断后伸长率 。 ３ 结果 与讨论
以粉末冶金工艺制备的 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ ｚ （ １ ２ ） 线材为研 究对象 ，采 用不 同 的拉拔 工 艺将线 材拉拔 至 一定的
线 径尺 寸， 然后测 试 、 分析 线 材的 密度 、 硬度、 抗 拉强
收稿 日期 ：２ ０ ０ ９ — ０ ３ 一Ｉ Ｉ
４
叶 凡等： 拉拔对Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ ： 线材力学物理性能的影响
拔 时一 般每拉拔 一次 就应 对线 材进 行退 火处 理 ，这 样才能使拉拔 过程顺利进 行 ， 而 且对线 材性 能的影 响
也较小 。
冰
图 ６ 线材 的抗 拉强 度与退火温 度的关系
瞽
表 １ 拉 拔过程 中线材密 度的变化
２ 。线材的硬 度 、 抗 拉强度 及断后 伸长率 与累计变形
量 的关系分 别见 图 ２ ～４ 。
表２ Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ： 线材在不 同变形量时的 硬 度、 抗拉 强度和断后伸长率
累计变 形量， ％
线径 ， ｍ ｍ
图 ２ 线材的 硬度与累计变形量的关系
除应 采用热 拉拔及 控制适 宜 的拉 拔变形 量外，还需
对 线材进行 退火处 理 ， 以消除变 形应力 ， 减少微观裂
纹 的出现 ， 使 线材 的密度 不致 于下降过 多。 ３ ． ２ 拉拔变 形量对 线材 的硬 度、 抗拉强 度和断后伸
长率 的影响
将线径 为 声 １ ． ７ ０ ｍｍ 的退火 态线 材 ，按 每次线
据随着变 形量增 加变 化极 小 。这 表 明。在塑性变形
的初期 阶段 ，Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ 线 材 的力 学性 能发 生快速 的
电工材 料 ２ ０ ０ ９ Ｎｏ ． ２
叶 凡等：拉拔对 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ ２ 线材力学物理性能的影响
表 ３ 不同温度 退火后 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ 线 材 的
多方 面的 要求 ，长期 以来 在 各种低 压 电器 中得 到广 泛应 用， 被称 为 “ 万 能触头 ” 。但是 ， Ａ ｇ Ｃ ｄ Ｏ 材 料在 制造 和使 用过程 中 Ｃ ｄ Ｏ分解 （ 约９ ０ ０ ℃） 产生 的有 毒镉 蒸汽可 通过 呼 吸道 和 消化 道进 入 人体 内 ，会对 人体 的健康 产生 较大 的危 害 ｎ ｌ 。随 着 人们环 保意 识
Ｔｈ ｅ Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏｆ ｔ ｈｅ Ｄｒ ａ ｗｉ ｎｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈｅ Ｍ ｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｃ ａ ｌ
ａ ｎｄ Ｐｈｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏｆ Ａｇ ＳｎＯ ２ Ｗ ｉ ｒ ｅ
致密度 的高低，并对 材料 的力学 物理性 能和 电性能
产生直接 的影响 。为 了研 究拉拔 过程 中线材 密度 的 变化规律 ，采用拉拔 过程对 线材 进行 中 间退 火和不 退 火 两 种 方 式 ， 按 相 同 的 拉 拔 变 形 量 将 线 材 从 ４ ． ５ ｍｍ 拉拔 至 １ ． ５ ｍｍ，并分 别 对不 同线 径 的 线材取样 ， 测试 其密 度， 试 验结果 见表 １ 和图 １ 。
然而 ， 与 Ａｇ Ｃ ｄ Ｏ材 料 相 比， Ｓ ｎ Ｏ２ 的高硬度 、 高 脆性使 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ： 材 料 的塑性 和 延展 性变 差 ，加工异 常 困难 ， 导致 产 品成 品率 低 ， 成 本增 加 。因此 ， 制造 Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ： 线 材 产 品 时 不 能 照 搬 Ａｇ Ｃ ｄ Ｏ 材 料 的 线材
电工材料 ２ ０ ０ ９ Ｎ ｏ ． ２
度、 断后伸长率 等力学物 理性 能 ， 归纳 、 总结 其在拉 拔过程 中的变化 规律。
用 Ｌ ｅ ｉ ｔ ｚ ＭＥ ＴＡＩ Ｉ ＯＶＥ Ｒ Ｔ 倒 置式金相 显微
裂纹 也会越 来越多 、 越来越 大 ， 使线材 的密度越来越
低， 应力大 到一定 程度 时甚至 会导致 线材被拉断 ， 使 拉拔过 程不 能顺利 进行 。因此 ， 线材拉拔 的过程 中，
ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ，ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ２ （ １ ２ ）ｗ ｉ ｒ ｅ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ａ ｗ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
中由于应 力的作 用而 使位 错 不断 增加 ，同时 晶粒 的 碎 化也将 产生大 量 的位错 。 因此 ，随着变 形 量的增 大 ，材料 中的位 错密 度将 迅速 提 高 。 已有 的 研究结
退 火温度 ， ℃
图 ５ 线材 的硬度 与退 火温 度的关系
果表 明，金属 材 料塑 性变 形过 程 中 位错 密度 的增加
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ ｚ （ １ ２ ） ｗｉ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｐ ｏ ｗｄ ｅ ｒ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
Ｙ Ｅ Ｆａ ｎ， Ｈ Ｕ ＡＮ Ｇ Ｘ ｉ — ｗｅ ｎ， ＣＨ ＥＮ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ － ｍｉ ｎｇ， ＬＩ Ｈ ｏ ｎｇ ・ ｙｉ ｎ ｇ
（ Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ＆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ １ ｚ ｉ ｃ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｇｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ５ ４ １ ０ ０ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕｄ ｉ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖｅ ｄ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ａ ｓ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏｒ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ
ｄ ｒ ａ ｗ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ Ａｇ Ｓ ｎ ０２ （ １ ２ ）ｗ ｉ ｒ ｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
伸长率随着变形量 的增加而降低，累计变形量 ＞
２ Ｏ ％以后 硬度 、 抗拉 强度 、 断后伸 长率与 变形量 的关
因为线材被拉拔变形时会产生内部应力，并导致线
材 内部产 生微观裂 纹 。如果不 及时进 行退火 处理 消 除 内部应 力，应力就 会越积 越大 ，线 材 内部的微 观
系曲线趋于平缓（ 断后伸长率接近于零） ，其性能数
电 工材 料 ２ ０ ０ ９ Ｎｏ ． ２
叶 凡等： 拉拔对Ａ ｇ Ｓ ｎ Ｏ ： 线材力学物理性能的影响
３
拉 拔 对 Ａｇ Ｓ ｎ Ｏ ２ 线 材 力学 物理 性 能 的影 响
叶 凡 ， 黄锡 文， 陈光 明， 李 红 英
（ 桂林 金格 电工 电子 材 料 科技 有 限公 司 ，广 西 桂林wenku.baidu.com ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
及 其 所产 生 的 钉 扎 作 用 是 导 致 加 工 硬 化 的决 定 性 因素 】 。由于热 加工 可 以有 效减 弱变 形材 料 内部 的
应 力， 减 少位 错的产 生 ， 因此一 般 来说 ， 线 材 热拉拔 时 的加工硬 化程 度 比冷拉 拔 时低 ，所 以热 拉拔 时可 连 续进行 多次拉 拔再 对线 材进 行退 火 处理 ，而 冷拉