一種石墨烯增強銅-稀土基電觸頭材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電觸頭材料，尤其設(shè)及一種石墨締增強銅-稀±基電觸頭材料，W 及上述材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電觸頭材料是儀器儀表的關(guān)鍵部件，對儀器儀表的壽命和工作可靠性起著重要的 作用。銅基觸頭材料由于價格低廉、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能與銀相近，近年來已部分代替銀基觸頭， 大大減少貴金屬銀的損耗。但是，由于銅觸頭材料極易氧化，生成具有低電阻率的氧化銅和 氧化亞銅，增大了觸頭元件的接觸電阻，使其在使用過程中容易發(fā)熱，導(dǎo)致觸頭材料的可靠 性和使用壽命降低。
[0003] 現(xiàn)有專利文獻(公開號102385938A)，公開了一種金屬基石墨締復(fù)合電接觸材料及 其制備方法，電接觸材料，包含0.02-1 Owt%的石墨締，其余為金屬基體材料。由于石墨締增 強相的加入，使該復(fù)合電接觸材料具有比其他增強相復(fù)合電接觸材料更好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性 能和更高的硬度和耐磨性。但因使用有毒有害的水合阱為還原劑，難W滿足環(huán)保要求。
[0004] 稀±在我國儲量豐富，占世界稀±儲量的80%，開發(fā)稀±元素添加的高品質(zhì)有色合 金是我國的獨有優(yōu)勢。稀±元素比較活潑，添加到金屬銅中，可W脫氣除渣，細化晶粒，提高 銅合金的耐腐蝕性能和耐磨損性能。
[0005][0006][0007][000引上述=項專利都通過稀±或者稀±氧化物的添加來提高銅合金的耐蝕性、抗氧化 性，但同時由于陶瓷顆粒、鋼或銘等低導(dǎo)電性的材料添加，在一定程度上降低了銅觸頭材料 的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，因此難W獲得綜合性能優(yōu)異的銅基觸頭材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電性能好、接觸電阻低且穩(wěn)定、抗烙焊性能佳、硬度 高及易制備的石墨締增強銅-稀±基電觸頭材料。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述材料的制備方法。
[0011] 本發(fā)明是通過下面的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0012] -種石墨締增強銅-稀±基電觸頭材料，其特征在于，包括重量為0.1-3.0%的石墨 締和97.0-99.9%的銅-稀±合金，稀±占銅-稀±合金的重量比為0.05-3.0%。
[0013] 優(yōu)選地，所述石墨締為N層，N為1-10。
[0014] 優(yōu)選地，所述稀±為銅、姉、錠、錯和欽中的一種或幾種。添加的稀±可^為富銅混 合稀±金屬或富姉混合稀±金屬。富銅混合稀±金屬中，銅占稀±總量的40%~45%，含 姉、錯、欽分別低于5%、11%~13%和33%~37%。富姉混合稀±金屬中，姉占稀±總量的 50%~60%，含銅18%~28%、錯4%~6%和欽12%~20%。
[0015] 所述的電觸頭材料的制備方法，其特征在于包括W下步驟： (1) 將銅-稀±合金采用霧化法制成200-300目合金粉末； (2) 將石墨締與合金粉末裝入球磨機混粉，制成混合均勻的粉末； (3) 將步驟(2)混合均勻的粉末放入模具中冷壓成型，燒結(jié)； (4) 二次成型，燒結(jié)，制成石墨締增強銅-稀±基電觸頭材料。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟(1)中霧化法選自氣體霧化法、離屯、霧化法和超聲霧化法中的一 種。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟(2)中球磨機的工藝參數(shù)為:球磨罐先抽真空再通入氣氣保護， 轉(zhuǎn)速100-25化/min，球磨10-15分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉(zhuǎn)動，總計混粉時間2-6h。為防止銅的氧化，球磨前球磨罐需抽真空，并通入氣氣保護。在本發(fā)明的球磨參數(shù)范圍 內(nèi)，可很好的控制石墨締與金屬合金混合粉末的分布狀態(tài)。
[0018] 優(yōu)選地，步驟(3 )中所述冷壓成型壓力為400-600MPa，保壓時間3-5分鐘，冷壓成型 件在氣氣或氨氣保護下燒結(jié)，真空度1.〇*1〇-3-5.0*l〇-ipa，燒結(jié)溫度700-900°C，保溫時間 2-4小時。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟(4)中二次成型壓力為200-500MPa，保壓時間3-5分鐘，二次成型 件在氣氣或氨氣保護下燒結(jié)，真空度1.〇*1〇-3-5.0*l〇-ipa，燒結(jié)溫度700-900°C，保溫時間 2-4小時。
[0020] 本發(fā)明的有益成果是： (1)本發(fā)明在銅合金中添加石墨締增強體作為骨架，使材料具有高硬度、高耐磨性、抗 機械沖擊性能、抗電弧燒蝕性能。
[0021] (2)稀±的加入，提高銅合金電觸頭材料的抗氧化性和耐電弧燒損能力。
[0022] (3)采用霧化法制備銅-稀±合金粉，可W使稀±合金在銅基體中均勻分布，同時 霧化過程中冷速較快，可W細化晶粒組織。
[0023] (4)復(fù)壓復(fù)燒制備的銅-稀±基復(fù)合材料致密度高，有利于獲得綜合性能好的材 料。
[0024] 巧)冷壓成型燒結(jié)制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1 (1)將銅-稀±合金采用離屯、霧化法制成200目合金粉末，銅-稀±中的稀±為富姉混合 稀±金屬，重量含量為銅-稀±合金的0.05%。
[00%] (2)將石墨締與合金粉末按重量比0.1:99.9裝入球磨機混粉，制成混合均勻的粉 末。石墨締為1-10層。球磨機的工藝參數(shù)為:球磨罐先抽真空再通入氣氣保護，轉(zhuǎn)速10化/ min，球磨15分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉(zhuǎn)動，總計混粉時間化。
[0027] (3)將步驟(2)混合的粉末放入模具中冷壓成型，壓力為400MPa，保壓時間5分鐘， 冷壓成型件在氣氣保護下燒結(jié)，真空度l.〇*l(T3Pa，燒結(jié)溫度900°C，保溫時間2小時。
[00%] (4)巧料二次成型，壓力為200M化，保壓時間5分鐘，二次成型件在氣氣保護下燒 結(jié)，真空度1.〇*1〇-中曰，燒結(jié)溫度900°C，保溫時間2小時，制成石墨締增強銅-稀±基電觸頭 材料。
[0029] 實施例2 (1)將銅-稀±合金采用超聲霧化法制成300目合金粉末，銅-稀±中的稀