一种石墨烯增强铜-稀土基电触头材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电触头材料，尤其设及一种石墨締增强铜-稀±基电触头材料，W 及上述材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 电触头材料是仪器仪表的关键部件，对仪器仪表的寿命和工作可靠性起着重要的 作用。铜基触头材料由于价格低廉、导电、导热性能与银相近，近年来已部分代替银基触头， 大大减少贵金属银的损耗。但是，由于铜触头材料极易氧化，生成具有低电阻率的氧化铜和 氧化亚铜，增大了触头元件的接触电阻，使其在使用过程中容易发热，导致触头材料的可靠 性和使用寿命降低。
[0003] 现有专利文献(公开号102385938A)，公开了一种金属基石墨締复合电接触材料及 其制备方法，电接触材料，包含0.02-1 Owt%的石墨締，其余为金属基体材料。由于石墨締增 强相的加入，使该复合电接触材料具有比其他增强相复合电接触材料更好的导电、导热性 能和更高的硬度和耐磨性。但因使用有毒有害的水合阱为还原剂，难W满足环保要求。
[0004] 稀±在我国储量丰富，占世界稀±储量的80%，开发稀±元素添加的高品质有色合 金是我国的独有优势。稀±元素比较活泼，添加到金属铜中，可W脱气除渣，细化晶粒，提高 铜合金的耐腐蚀性能和耐磨损性能。
[0005][0006][0007][000引上述=项专利都通过稀±或者稀±氧化物的添加来提高铜合金的耐蚀性、抗氧化 性，但同时由于陶瓷颗粒、钢或铭等低导电性的材料添加，在一定程度上降低了铜触头材料 的导电、导热性能，因此难W获得综合性能优异的铜基触头材料。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种导电性能好、接触电阻低且稳定、抗烙焊性能佳、硬度 高及易制备的石墨締增强铜-稀±基电触头材料。
[0010] 本发明的另一目的在于提供上述材料的制备方法。
[0011] 本发明是通过下面的技术方案来实现的。
[0012] -种石墨締增强铜-稀±基电触头材料，其特征在于，包括重量为0.1-3.0%的石墨 締和97.0-99.9%的铜-稀±合金，稀±占铜-稀±合金的重量比为0.05-3.0%。
[0013] 优选地，所述石墨締为N层，N为1-10。
[0014] 优选地，所述稀±为铜、姉、锭、错和钦中的一种或几种。添加的稀±可^为富铜混 合稀±金属或富姉混合稀±金属。富铜混合稀±金属中，铜占稀±总量的40%~45%，含 姉、错、钦分别低于5%、11%~13%和33%~37%。富姉混合稀±金属中，姉占稀±总量的 50%~60%，含铜18%~28%、错4%~6%和钦12%~20%。
[0015] 所述的电触头材料的制备方法，其特征在于包括W下步骤： (1) 将铜-稀±合金采用雾化法制成200-300目合金粉末； (2) 将石墨締与合金粉末装入球磨机混粉，制成混合均匀的粉末； (3) 将步骤(2)混合均匀的粉末放入模具中冷压成型，烧结； (4) 二次成型，烧结，制成石墨締增强铜-稀±基电触头材料。
[0016] 优选地，所述步骤(1)中雾化法选自气体雾化法、离屯、雾化法和超声雾化法中的一 种。
[0017] 优选地，所述步骤(2)中球磨机的工艺参数为:球磨罐先抽真空再通入氣气保护， 转速100-25化/min，球磨10-15分钟，停止5分钟，顺时针、逆时针交替转动，总计混粉时间2-6h。为防止铜的氧化，球磨前球磨罐需抽真空，并通入氣气保护。在本发明的球磨参数范围 内，可很好的控制石墨締与金属合金混合粉末的分布状态。
[0018] 优选地，步骤(3 )中所述冷压成型压力为400-600MPa，保压时间3-5分钟，冷压成型 件在氣气或氨气保护下烧结，真空度1.〇*1〇-3-5.0*l〇-ipa，烧结溫度700-900°C，保溫时间 2-4小时。
[0019] 优选地，所述步骤(4)中二次成型压力为200-500MPa，保压时间3-5分钟，二次成型 件在氣气或氨气保护下烧结，真空度1.〇*1〇-3-5.0*l〇-ipa，烧结溫度700-900°C，保溫时间 2-4小时。
[0020] 本发明的有益成果是： (1)本发明在铜合金中添加石墨締增强体作为骨架，使材料具有高硬度、高耐磨性、抗 机械冲击性能、抗电弧烧蚀性能。
[0021] (2)稀±的加入，提高铜合金电触头材料的抗氧化性和耐电弧烧损能力。
[0022] (3)采用雾化法制备铜-稀±合金粉，可W使稀±合金在铜基体中均匀分布，同时 雾化过程中冷速较快，可W细化晶粒组织。
[0023] (4)复压复烧制备的铜-稀±基复合材料致密度高，有利于获得综合性能好的材 料。
[0024] 巧)冷压成型烧结制备工艺简单，生产成本低，适合大规模批量生产。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1 (1)将铜-稀±合金采用离屯、雾化法制成200目合金粉末，铜-稀±中的稀±为富姉混合 稀±金属，重量含量为铜-稀±合金的0.05%。
[00%] (2)将石墨締与合金粉末按重量比0.1:99.9装入球磨机混粉，制成混合均匀的粉 末。石墨締为1-10层。球磨机的工艺参数为:球磨罐先抽真空再通入氣气保护，转速10化/ min，球磨15分钟，停止5分钟，顺时针、逆时针交替转动，总计混粉时间化。
[0027] (3)将步骤(2)混合的粉末放入模具中冷压成型，压力为400MPa，保压时间5分钟， 冷压成型件在氣气保护下烧结，真空度l.〇*l(T3Pa，烧结溫度900°C，保溫时间2小时。
[00%] (4)巧料二次成型，压力为200M化，保压时间5分钟，二次成型件在氣气保护下烧 结，真空度1.〇*1〇-中曰，烧结溫度900°C，保溫时间2小时，制成石墨締增强铜-稀±基电触头 材料。
[0029] 实施例2 (1)将铜-稀±合金采用超声雾化法制成300目合金粉末，铜-稀±中的稀