一种银基电触头复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电触头材料及其制备方法，尤其设及一种银基电触头复合材料及 制备方法。
【背景技术】
[0002] 具有极好的抗烙焊性、低的接触电阻等性能的银/碳电触头材料已应用在低中负 荷继电器及信号开关中，但是，由于其较低的机械强度、低的耐磨性及抗电弧侵蚀性限制了 其更加广泛的应用。
[0003] 中国专利文献号101763956A，公开(公告）日2010.06.30，公开了在银/石墨材料中 通过添加金属陶瓷和稀±元素的方法提高其硬度及耐磨损性能。
[0004] 中国专利文献号1017071464，公开(公告）日2010.05.12，公开了通过碳材料(金刚 石、石墨、碳)沉积鹤和银颗粒，解决了石墨与基体润湿性不良的问题，提高了硬度及耐电弧 烧蚀性。
[0005] 中国专利文献号1018667614，公开(公告）日2010.10.20，公开了通过专有挤压成 型工艺制备出高性能银/石墨复合材料。
[0006] 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0.02-10wt. %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，但耐电弧烧蚀性不好。因此电触头材料性能具有进一步提升的空间。
【发明内容】
[0007] 本发明目的在于提供一种银基电触头复合材料，通过在银合金材料中加入石墨締 增强体，在不降低其导电性、导热性的同时，提高银的硬度、耐磨性和耐电弧侵蚀性。
[000引同时本发明还提供了上述电触头材料的制备方法。
[0009] 本发明为解决上述问题提出的技术方案： 一种银基电触头复合材料，其特征在于，由重量比为0.5-3.0%的石墨締和97.0-99.5% 的银组成，银的粒径为10-80微米。
[0010] 优选地，石墨締为N层，N为1-10。
[0011] 上述银基电触头复合材料的制备方法，其特征在于包括W下步骤： (1)石墨締和银装入球磨机球磨，制成石墨締和银混合均匀的粉末。球磨机工作状态 为：采用氧化侣球墨罐和玛瑶球，球料比3 :1，抽真空，充入纯度为99.99%氣气，转速150-25化/min，顺时针、逆时针交替运行，球磨10-15分钟，停止5分钟，混粉时间为4-8小时。
[0012] (2)将步骤（1)混合后的粉末热压烧结，烧结压力30-50M化，溫度700-900°C，保溫 时间2-4小时，优选溫度880°C。
[0013] (3)塑性加工成型，采用挤压方式，溫度300-500°C，挤压比50:1-200:1,制成银基 电触头复合材料。
[0014] 本发明的有益成果是： (1)银基电触头复合材料，银的颗粒细化，提高电触头材料的致密性;在银中添加适当 比例的石墨締纳米粉体，可显著提高材料的抗电弧侵蚀性。
[0015] (2)热压烧结，制备大尺寸电触头材料，适合工业化大规模生产。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 (1)将1-10层石墨締与80微米银粉按0.5:99.5的重量比装入球磨机中，采用氧化侣球 墨罐和玛瑶球，球料比3:1。球磨罐先抽真空再通入99.99%的氣气保护，转速15化/min，球磨 混粉过程中，顺时针球磨15分钟，停止5分钟，逆时针球磨15分钟，停止5分钟，依此交替工 作，球磨时间4小时，获得石墨締和银均匀混合的粉末。
[0017] (2)将步骤(1)混合后粉末热压烧结，压力50MPa，烧结溫度700°C，保溫时间4小时。 [001引 （3)挤压加工，溫度300°C，挤压比50:1，制成银基电触头复合材料。
[0019] 实施例2 (1)将1-10层石墨締与10微米银粉按3.0:97.0的重量比装入球磨机中，采用氧化侣球 墨罐和玛瑶球，球料比3:1。球磨罐先抽真空再通入99.99%的氣气保护，转速25化/min，球磨 混粉过程中，顺时针球磨10分钟，停止5分钟，逆时针球磨10分钟，停止5分钟，依此交替工 作，球磨时间8小时，获得石墨締和银均匀混合的粉末。
[0020] (2)将步骤(1)混合后粉末热压烧结，压力30MPa，烧结溫度900°C，保溫时间2小时。
[0021] (3)挤压加工，溫度500°C，挤压比200:1，制成银基电触头复合材料。
[0022] 实施例3 (1)将1-10层石墨締与40微米银粉按1.0:99.0的重量比装入球磨机中，采用氧化侣球 墨罐和玛瑶球，球料比3:1。球磨罐先抽真空再通入99.99%的氣气保护，转速20化/min，球磨 混粉过程中，顺时针球磨10分钟，停止5分钟，逆时针球磨10分钟，停止5分钟，依此交替工 作，球磨时间4小时，获得石墨締和银均匀混合的粉末。
[0023] (2)将步骤(1)混合后粉末热压烧结，压力30MPa，烧结溫度880°C，保溫时间2小时。
[0024] (3)挤压加工，溫度450°C，挤压比100:1，制成银基电触头复合材料。
[0025] 对比例1 将石墨締与银粉按重量比为0.2:99.8装入球磨机混粉，其它参数同实施例3，制成银基 电触头材料。
[00%] 对比例2 将石墨締与银粉按重量比为10.0:90.0装入球磨机混粉，其它参数同实施例3，制成银 基电触头材料。
[0027]制成的复合材料各项参数如下表：
在10-80微米银中加入不同比例的石墨締，制成的电触头材料性能不同。重量比为0.5-3.0%时，电触头的硬度比对比例的硬度明显提高。在快速试验开关实验中，在加大电压和电 流的情况下，加入石墨締的量在0.5-3.0%时，在相同的分断次数内产生较小烧损。
【主权项】
1. 一种银基电触头复合材料，其特征在于，由重量比为ο . 5-3.0%的石墨烯和97.0-99.5%的银组成，银的粒径为10-80微米。2. 根据权利要求1所述的一种银基电触头复合材料，其特征在于，石墨烯为N层，N为1- 10。3. 根据权利要求1所述的银基电触头复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 石墨烯和银装入球磨机球磨，制成石墨烯和银混合均匀的粉末； (2) 将步骤（1)混合后的粉末热压烧结； (3) 塑性加工成型，制成银基电触头复合材料。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨机工作状态为:采 用氧化铝球墨罐和玛瑙球，球料比3 :1，抽真空，充入纯度为99.99%氩气，转速150-250r/ min，顺时针、逆时针交替运行，球磨10-15分钟，停止5分钟，混粉时间为4-8小时。5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2)中热压烧结压力30-50MPa，温度700-900 °C，保温时间2-4小时，优选温度880 °C。6. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3)中采用挤压塑性成形，温度 300-500 °C，挤压比 50:1-200:1。
【专利摘要】本发明涉及一种银基电触头复合材料，以及这种材料的制备方法。银基电触头复合材料由重量0.5-3.0%的石墨烯和97.0-99.5%的银组成。其制备方法为：球磨混粉、热压烧结、塑性加工成型。本发明的银基电触头复合材料，银中添加适当比例的石墨烯纳米粉体，可显著提高材料的抗电弧侵蚀性。
【IPC分类】H01H1/027, H01H11/04
【公开号】CN105575684
【申请号】CN201510983359
【发明人】周懿涵
【申请人】周懿涵
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月24日