本发明涉及一种电触头材料领域，具体涉及一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料及其制备方法。
背景技术：
触头材料又称电触头材料，是用于开关、继电器、电气连接及电气接插元件的电接触材料，主要起着开断、导通的作用。理想触头材料应该具有良好的导电导热性、耐电弧侵蚀、机械磨损、耐电磨损、抗熔焊和接触电阻低且稳定的特性。
现有技术中，电触头材料仍然以银基复合材料为主。但银价格昂贵且用以电接触材料难以回收利用，故研发代银电接触材料很有价值。铜的导电性与银接近导热性良好，储量大，价格远低于银，故金属铜成为最佳的替代银材料。但是金属铜存在自身缺陷，易氧化且氧化产物电阻很大，作为电接触材料，其抗电弧烧蚀性能不佳，严重的影响了电触头材料的寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉80-88份、铋粉0.5-1.5份、勃姆石粉0.05-0.1份、金刚石微粉0.05-0.1份、氮化硼0.5-1.5份、氧化铈0.1-0.3份、氧化钇0.2-0.6份、碳化钽0.1-0.2份。
优选地，一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉85份、铋粉1份、勃姆石粉0.07份、金刚石微粉0.08份、氮化硼0.8份、氧化铈0.2份、氧化钇0.4份、碳化钽0.15份。
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料的制备方法，具体步骤如下：
s1：将铜粉、铋粉、勃姆石粉、金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇、碳化钽进行充分混合搅拌；
s2：将混合后的产物装进模具中，进行在常温下压制成形；
s3：将压制成形件在氩气体保护下进行预烧和烧结；
s4：将烧结后的材料放入冷却后用轧钢机轧成所需板材状，再用冲床冲压成触头形状。
优选地，步骤s2中压制压强为550-750mpa，保压时间为3-8min。
优选地，步骤s2中压制压强为650mpa，保压时间为5min。
优选地，步骤s3中预烧温度为320-520℃，预烧时间为35-65min，烧结温度为720-920℃，保温时间为35-55min。
优选地，步骤s3中预烧温度为420℃，预烧时间为52min，烧结温度为820℃，保温时间为42min。
本发明的有益效果在于：
本发明的电触头材料综合性能好，在保证基本的导热导电、力学性能的同时，通过加入金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇，有效地阻止了电触头材料在工作时喷溅和转移，从而提高了材料的抗电弧烧蚀性能。通过加入碳化钽，提高了电触头材料的抗熔焊性性能，大大延长了铜基电触头的使用寿命。
具体实施例
实施例1
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉80份、铋粉0.5份、勃姆石粉0.05份、金刚石微粉0.05份、氮化硼0.5份、氧化铈0.1份、氧化钇0.2份、碳化钽0.1份。
上述高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料的制备方法，具体步骤如下：
s1：将铜粉、铋粉、勃姆石粉、金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇、碳化钽进行充分混合搅拌；
s2：将混合后的产物装进模具中，进行在常温下压制成形；其中，压制压强为550mpa，保压时间为8min。
s3：将压制成形件在氩气体保护下进行预烧和烧结；
其中，预烧温度为320℃，预烧时间为65min，烧结温度为720℃，保温时间为55min。
s4：将烧结后的材料放入冷却后用轧钢机轧成所需板材状，再用冲床冲压成触头形状。
实施例2
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉85份、铋粉1份、勃姆石粉0.07份、金刚石微粉0.08份、氮化硼0.8份、氧化铈0.2份、氧化钇0.4份、碳化钽0.15份。
上述高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料的制备方法，具体步骤如下：
s1：将铜粉、铋粉、勃姆石粉、金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇、碳化钽进行充分混合搅拌；
s2：将混合后的产物装进模具中，进行在常温下压制成形；其中，压制压强为650mpa，保压时间为5min。
s3：将压制成形件在氩气体保护下进行预烧和烧结；
其中，预烧温度为420℃，预烧时间为52min，烧结温度为820℃，保温时间为42min。
s4：将烧结后的材料放入冷却后用轧钢机轧成所需板材状，再用冲床冲压成触头形状。
实施例3
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉88份、铋粉1.5份、勃姆石粉0.1份、金刚石微粉0.1份、氮化硼1.5份、氧化铈0.3份、氧化钇0.6份、碳化钽0.2份。
上述高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料的制备方法，具体步骤如下：
s1：将铜粉、铋粉、勃姆石粉、金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇、碳化钽进行充分混合搅拌；
s2：将混合后的产物装进模具中，进行在常温下压制成形；其中，压制压强为750mpa，保压时间为3min。
s3：将压制成形件在氩气体保护下进行预烧和烧结；
其中，预烧温度为520℃，预烧时间为35min，烧结温度为920℃，保温时间为35min。
s4：将烧结后的材料放入冷却后用轧钢机轧成所需板材状，再用冲床冲压成触头形状。
对比例1
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉88份、铋粉1.5份、勃姆石粉0.1份、氮化硼1.5份、氧化铈0.3份、氧化钇0.6份、碳化钽0.2份。
制备方法与实施例3相同。
对比例2
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉88份、铋粉1.5份、勃姆石粉0.1份、氧化铈0.3份、氧化钇0.6份、碳化钽0.2份。
制备方法与实施例3相同。
对比例3
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉88份、铋粉1.5份、勃姆石粉0.1份、氧化铈0.3份、碳化钽0.2份。
制备方法与实施例3相同。
对比例4
一种高抗电弧烧蚀的铜基电触头材料，包括以下重量份的原料：铜粉88份、铋粉1.5份、勃姆石粉0.1份、碳化钽0.2份。
制备方法与实施例3相同。
性能测试
将本发明实施例和对比例的电触头材料进行电接触抗电弧烧蚀测试，测试条件为：阻性交流电流40a，电压54v，起弧频率52次/分钟，试验次数30000次。实验结果如下表所示。
从上表中可以看出：实施例的电触头材料的抗电弧烧蚀性能优于对比例，其中实施例2的抗电弧烧蚀性能最好；另外，可以看出，添加金刚石微粉、氮化硼、氧化铈、氧化钇，能够提高铜基电触头材料的抗电弧烧蚀性能。