实施例3
[0041] 本实施例的铜基电接触复合材料，由W下质量百分比的组分组成：铭30%、碳化 鹤5%，余量为铜。 阳042] 本实施例的铜基电接触复合材料的制备方法，包括W下步骤：
[0043] 1)取粒径范围为50~200ym、中位粒度为100ym的原料铭粉和粒径范围为30~ 80ym、中位粒度为50ym的原料碳化鹤粉，分别置于高能球磨机罐中，按照球料质量比为 15:1的比例加入研磨球进行球磨，球磨机的转速4(K)r/min，球磨时间为20h，分别得到粒度 为35~150ym的铭粉和10~50ym的碳化鹤粉；
[0044] 2)按配方量取步骤1)球磨所得铭粉、碳化鹤粉和500目的铜粉，在Y型混料机内 充分混合均匀，得混合物；
[0045] 3)将步骤2)所得混合物置于石墨模具内（石墨模具垫片与混合物之间放置一层 石墨纸），然后放入放电等离子烧结炉内，抽真空到5化时开始加热，W100°C/s的速度到 650°C，保溫Imin后，再W100°C/s的速度升溫至1000°C，施加压力为50MPa，保溫lOmin， 随炉冷却后，取出即得所述铜基电接触复合材料。
[0046] 将实施例1制得的铜基电接触复合材料进行物理性能测试，测得致密度为 95. 7%，硬度为83HV，电导率为55. 6%IACS;将所得复合材料线切割及冷加工变形制备成 电接触元件，在30V、30A条件经过20000次闭开电接触试验后，质量烧蚀量为0. 76%。
[0047] 对比例1
[0048] 本实施例的铜基电接触复合材料，由W下质量百分比的组分组成：铭20%、碳化 鹤3 %,余重为铜。
[0049] 本实施例的铜基电接触复合材料的制备方法，包括W下步骤：
[0050] a)取粒径范围为50~200ym、中位粒度为100ym的原料铭粉和粒径范围为30~ 80ym、中位粒度为50ym的原料碳化鹤粉，分别置于高能球磨机罐中，按照球料质量比为 15:1的比例加入研磨球进行球磨，球磨机的转速40化/min,球磨时间为20h，分别得到粒度 为35~150ym的铭粉和10~50ym的碳化鹤粉；
[0051] b)按配方量取步骤a)球磨所得铭粉、碳化鹤粉和400目的铜粉，在Y型混料机内 充分混合均匀，得混合物；
[0052]C)将步骤b)中混合物置于模具中冷压压制成型，压制压力控制在250MPa，得毛 巧；
[0053]d)将步骤C)所得毛巧在氣气气氛条件下进行烧结，烧结溫度为950°C，烧结时间 为化，后冷却，即得所述铜基电接触复合材料。 阳054] 将铜基电接触复合材料进行机械加工检验等即可得到铜基电触头复合材料成品。
[0055] 将制得的铜基电接触复合材料进行物理性能测试，测得致密度为95. 8%，硬度为 81. 3HV，电导率为55. 3%IACS;将所得复合材料线切割及冷加工变形制备成电接触元件， 在30V、30A条件经过20000次闭开电接触试验后，质量烧蚀率为0. 98%。
[0056] 对比例2
[0057] 本实施例的铜基电接触复合材料，由W下质量百分比的组分组成：铭10%、碳化 鹤1%，余量为铜。
[0058] 本实施例的铜基电接触复合材料的制备方法，包括W下步骤：
[0059]a)取粒径范围为50~200ym、中位粒度为100ym的原料铭粉和粒径范围为30~ 80ym、中位粒度为50ym的原料碳化鹤粉，分别置于高能球磨机罐中，按照球料质量比为 15:1的比例加入研磨球进行球磨，球磨机的转速4(K)r/min，球磨时间为lOh，分别得到粒度 为35~150ym的铭粉和10~50ym的碳化鹤粉；
[0060] b)按配方量取步骤a)球磨所得铭粉、碳化鹤粉和300目的铜粉，在Y型混料机内 充分混合均匀，得混合物；
[0061] C)将步骤b)中混合物置于模具中冷压压制成型，压制压力控制在200MPa，得毛 巧；
[0062] d)将步骤C)所得毛巧在氣气气氛条件下进行烧结，烧结溫度为850°C，烧结时间 为化，后冷却，即得所述铜基电接触复合材料。
[0063] 将铜基电接触复合材料进行机械加工检验等即可得到铜基电触头复合材料成品。
[0064] 将制得的铜基电接触复合材料进行物理性能测试，测得致密度为95. 3%，硬度为 78. 2HV，电导率为54. 1%IACS;将所得复合材料线切割及冷加工变形制备成电接触元件， 在30V、30A条件经过20000次闭开电接触试验后，质量烧蚀率为1. 01%。 W65] 对比例3
[0066] 本实施例的铜基电接触复合材料，由W下质量百分比的组分组成：铭30%、碳化 鹤5%，余量为铜。 阳067] 本实施例的铜基电接触复合材料的制备方法，包括W下步骤： W側 a)取粒径范围为50~200ym、中位粒度为100ym的原料铭粉和粒径范围为30~ 80ym、中位粒度为50ym的原料碳化鹤粉，分别置于高能球磨机罐中，按照球料质量比为 15:1的比例加入研磨球进行球磨，球磨机的转速4(K)r/min，球磨时间为20h，分别得到粒度 为35~150ym的铭粉和10~50ym的碳化鹤粉；
[0069] b)按配方量取步骤a)球磨所得铭粉、碳化鹤粉和500目的铜粉，在Y型混料机内 充分混合均匀，得混合物；
[0070] C)将步骤b)中混合物置于模具中冷压压制成型，压制压力控制在SOOMPa,得毛 巧；
[0071] d)将步骤C)所得毛巧在氣气气氛条件下进行烧结，烧结溫度为IOOCTC，烧结时间 为化，后冷却，即得所述铜基电接触复合材料。 阳072] 将铜基电接触复合材料进行机械加工检验等即可得到铜基电触头复合材料成品。
[0073] 将制得的铜基电接触复合材料进行物理性能测试，测得致密度为95. 7%，硬度为 82. 6HV，电导率为55. 8%IACS;将所得复合材料线切割及冷加工变形制备成电接触元件， 在30V、30A条件经过20000次闭开电接触试验后，质量烧蚀率为1. 13%。
[0074] 实验例
[00巧]本实验例对实施例1-3和对比例1-3所得铜基电接触复合材料的性能进行检测。 将所得复合材料线切割及冷加工变形制备成电接触元件，在30V、30A条件经过20000次闭 开电接触试验后，质量烧蚀率如表1所示。
[0076] 表1实施例1-3和对比例1-3所得铜基电接触复合材料的质量损失统计结果
阳07引从表1可W看出，实施例1-3所得铜基电接触复合材料与对比例相比，质量损失量 更小，质量烧蚀率更低；同时与对比例相比，本发明采用的放电等离子体烧结的制备方法， 缩短了生产周期，能耗只有传统工艺（对比例1-3)的1/3~1/5,大大节省了能源，降低了 生产成本，是一种制备复合材料的新方法，具有广阔的应用前景。
【主权项】
1. 一种铜基电接触复合材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：铬10%~ 30%、碳化钨1 %~5%，余量为铜。2. -种如权利要求1所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下 步骤： 1) 取配方量的铬粉、碳化钨粉和铜粉，混合均匀，得混合物； 2) 将步骤1)所得混合物置于模具中，在真空或保护气氛下进行放电等离子烧结，烧结 温度为850~1000°C，施加压力为20~50MPa，烧结保温时间为3~lOmin，后冷却即得。3. 根据权利要求2所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中， 所述铬粉的粒度为35~150ym;所述碳化钨粉的粒度为10~50ym;所述铜粉的粒度为 300 ~500 目。4. 根据权利要求3所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：所述铬粉是 由粒径范围为50~200ym、中位粒度为100ym的原料络粉经球磨制得的；所述碳化妈粉 是由粒径范围为30~80ym、中位粒度为50ym的原料碳化妈粉经球磨制得的。5. 根据权利要求4所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨的 转速为400r/min，球磨的时间为10~20h，球料质量比为15:1。6. 根据权利要求2所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中， 所述混合为球磨混合，所述球磨混合所用磨球为紫铜球，球料质量比为10:1。7. 根据权利要求2所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中， 所述模具为石墨模具。8. 根据权利要求2或7所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2) 中，将所得混合物置于模具中时，在模具垫片与混合物之间垫一层石墨纸。9. 根据权利要求2所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中， 所述放电等离子烧结的升温程序为：将烧结炉腔抽真空到5Pa时开始加热，以100°C/s的 速度到650°C，保温1~3min后，再以100°C/s的速度升温至烧结温度850~1000°C。10. 根据权利要求2所述的铜基电接触复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中， 所述保护气氛为氩气。
【专利摘要】本发明公开了一种铜基电接触复合材料及其制备方法，属于金属复合材料制备技术领域。该铜基电接触复合材料由以下质量百分比的组分组成：铬10％～30％、碳化钨1％～5％，余量为铜。本发明的铜基电接触复合材料，致密度高、组织均匀，具有较高的电导率和较好的抗电弧侵蚀性。本发明的制备方法，将铬粉、碳化钨粉和铜粉混合后采用放电等离子烧结工艺制备铜铬碳化钨复合材料；所得复合材料既有铬的高强度、高熔点，又有碳化钨良好的导电性和耐磨性，以及铜的较高导电、导热率；该制备方法可控环保，工艺简单，成本低廉且生产周期短，实现了抗电弧侵蚀性能、抗熔焊能力、强度、导电率性能高的电接触复合材料的制备，适合推广应用。
【IPC分类】C22C9/00, H01H11/04, H01H1/025, C22C1/05, C22C32/00
【公开号】CN105220004
【申请号】CN201510634174
【发明人】刘勇, 朱顺新, 李国辉, 田保红, 张毅, 宋克兴, 国秀花
【申请人】河南科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月29日