一種電觸頭材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電觸頭材料及其制備方法，尤其設(shè)及一種石墨締增強銅基電觸頭 復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空觸頭材料是影響真空開關(guān)開斷性能的重要因素，要求觸頭材料具有高導(dǎo)電 率、高導(dǎo)熱系數(shù)、高的機械強度及低的接觸電阻。真空開關(guān)不需檢修，觸頭需要最少耐受8-12次，多則30-50次的開合額定短路電流對觸頭的燒損，因此觸頭材料應(yīng)具有良好的耐弧 性、抗烙焊性。目前常用的銅祕合金具有良好的抗烙焊性、較低的載流值，一定的開斷能力， 但強度較低，電弧侵蝕大，降低了觸頭材料的壽命。
[0003] 現(xiàn)有(公開號105063413A)，公開了 "一種銅基電觸頭材料及其制備工藝"，銅基觸 頭材料包含W下重量百分比成份：0.2-0.6 %的儀、0.05-0.3 %的錬、0.05-0.4%的祕、 0.05-0.3% 的錫、0.05-0.3% 的銘、0.005-0.05% 的棚、0.02-0.1 % 的銅 W及0.2-0.5% 的 石墨和余量的銅。通過加入適量的棚、錫、錬粉末，提高電觸頭制成品的強度和耐磨性，但一 定程度上降低了材料導(dǎo)電性。
[0004] 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0.02-10wt. %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。石墨締與金屬基體的潤濕性不好，電觸頭材料性能具有進一步 提升的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種電觸頭材料，通過在銅合金材料中加入鍛儀石墨締增強體，在 不降低其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的同時，提高銅合金的硬度、耐磨性和耐電弧侵蝕性。
[0006] 此外本發(fā)明還提供了上述電觸頭材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明為解決上述問題提出的技術(shù)方案： 一種電觸頭材料，其特征在于，包括重量比為0.1-1.0%鍛儀石墨締和99.0-99.9%銅合 金，銅合金的重量成分為0.15-0.5%的祕、0.1-3.0%的金屬X、余量為銅，X選自鋒、錫、侶、儀 和銀中一種或幾種。優(yōu)選地，X選自鋒和侶中的一種或兩種。
[000引上述電觸頭材料，優(yōu)選石墨締為N層，N為1-10。
[0009] 上述電觸頭材料的制備方法，其特征在于包括W下步驟： (1)采用直流磁控瓣射法將金屬儀沉積在石墨締表面，制成鍛儀石墨締。直流磁控瓣射 沉積設(shè)備的工藝參數(shù)為：真空度達到0.1*1〇-3-1. 〇*l〇-3Pa時，通入高純氣氣，真空室氣壓 0.5-1.2Pa，瓣射功率 100-150W，沉積時間為 5-30min，優(yōu)選 10-30min。
[0010] (2)將銅合金采用霧化法制成200-300目的銅合金粉末。
[0011] (3)將鍛儀石墨締與銅合金粉末裝入球磨機球磨，制成鍛儀石墨締和銅合金均勻 混合的粉末。球磨機工作狀態(tài)為:轉(zhuǎn)速100-25化/min,球磨15-20分鐘，停止5分鐘，順時針、 逆時針交替運行，混粉時間為2-6小時。
[0012] (4)將步驟(3)混合后的粉末放入模具中進行致密化處理，制成巧件。
[0013] (5)塊巧真空電弧烙煉，制成石墨締增強銅基的電觸頭復(fù)合材料。優(yōu)選地，烙煉爐 真空度1. 〇*1〇-3 -3.0*1〇-中曰，工作氣體為氣氣，工作氣壓為0.02-0.1化，烙煉時間1-2分鐘。
[0014] 本發(fā)明的有益成果是： (1)運種電觸頭材料，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、抗機械沖擊性能與抗電弧燒蝕性能的同時，避免了銅合金導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的降低。 此外，鍛儀石墨締改善了石墨締與金屬間的界面結(jié)合力，獲得良好界面結(jié)合，解決了石墨締 與基體間界面潤濕的問題，使復(fù)合材料致密度、力學(xué)性能、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性能、抗電弧侵蝕性 進一步提高，更好地滿足電觸頭材料的需求。
[0015] (2)電觸頭的制備方法，采用直流磁控瓣射法在石墨締表面沉積儀，形成的結(jié)構(gòu)， 減少石墨締作為納米顆粒在混粉過程中的團聚。儀可作為銅基體的合金化元素，提高銅合 金的耐腐蝕能力和抗烙焊性。使用真空電弧烙煉，烙煉時間短，避免了石墨締顆粒的偏聚， 有效避免銅基體氧化。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1 (1)采用直流磁控瓣射法在石墨締(層數(shù)為1-10)表面沉積金屬儀制備成鍛儀石墨締 粉。純度為99.99%的儀祀安裝前先用細砂紙進行打磨去除表面氧化膜，再用丙酬清洗，烘 干。直流磁控瓣射沉積前進行5分鐘預(yù)瓣射，去除祀材表面的金屬氧化物及其它雜質(zhì)，保證 后續(xù)石墨締表面沉積儀膜的純度。瓣射參數(shù)如下:真空度達到0.化時，通入高純氣氣， 真空室氣壓0.5Pa，瓣射功率100W，沉積時間為30min。
[0017] (2)將含有0.15%祕、0.1%鋒、99.75%銅的合金粉采用氣體霧化法制成200目銅合金 粉末。
[001引（3)鍛儀石墨締與銅-0.15%祕-0.1%鋒合金粉按0.1:99.9的重量比例裝入球磨機 中，球磨罐先抽真空再通入氣氣保護，轉(zhuǎn)速l(K)r/min，球磨混粉過程中，順時針球磨15分鐘， 停止5分鐘，逆時針球磨15分鐘，停止5分鐘，依此交替工作，球磨時間6小時，獲得鍛儀石墨 締和銅合金均勻混合的粉末。
[0019] (4)將混合后粉末放入模具中進行致密化處理，壓力為250MPa。
[0020] 巧）制成的塊巧放入真空電弧烙煉，真空度1.0Xl〇-3Pa，工作氣體為高純氣氣，工 作氣壓為0.02化，烙煉時間2分鐘，制備出石墨締增強銅基電觸頭復(fù)合材料。
[0021] 實施例2 (1)采用直流磁控瓣射法在石墨締(層數(shù)為1-5)表面沉積金屬儀制備成鍛儀石墨締粉， 純度為99.99%的儀祀安裝前先用細砂紙進行研磨去除表面氧化膜，再用丙酬清洗，烘干，直 流磁控瓣射沉積前進行5分鐘預(yù)瓣射，去除祀材表面的金屬氧化物及其它雜質(zhì)，保證后續(xù)石 墨締表面沉積儀膜的純度。瓣射參數(shù)如下:真空度達到1.0X10-3化時，通入高純氣氣，真空 室氣壓1.2Pa，瓣射功率150W，