本發明專利技術公開了一種合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為55?70wt％，鎳的元素含量為0.2?0.5wt%，鑭的元素的含量為0.5?1wt%，鍍銅石墨烯3.5?4.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅。本發明專利技術制備的合金電觸點材料，通過優化選擇則原材料配比和工藝提高材料的組織均勻性，改善材料的電性能，鍍銅石墨烯改善了石墨烯與金屬間的界面潤濕性，有利于獲得良好界面結合，使復合材料導電性、導熱性能、抗電弧侵蝕性進一步提高，更好地滿足電觸頭的性能需求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力設備制造領域，具體涉及一種合金電觸點材料的制備方法。
技術介紹
目前，電觸點材料大致可以劃分成以下幾類：銅基觸點材料、鎢基觸點材料、銅基觸點材料以及貴金屬基弱電接點材料。其中，最具代表性的觸點材料為Cu-W 合金及Ag 基觸點材料(AgSnO2、AgCdO、Ag-W 系等) 兩大類。由于W、Ag 等均屬于貴金屬，資源儲量有限，而且采用該類貴金屬作為原料使得觸點材料的成本過于昂貴，不利于推廣應用。真空斷路器對觸點需要如下要求：高的電流開斷能力；低的截流值；較好的電壓承受能力；低而穩定的接觸電阻和溫升；較高耐磨和抗熔焊能力；然而這些要求彼此矛盾，不可能用一種金屬來滿足所有這些要求。比如，電流開斷能力與截流值受材料熔點和蒸氣壓的影響。蒸氣壓高，合金具有很高聽截流值，相反，則電流開斷能力會受到明顯的影響。因而，在很多實際應用過的合金材料中，至少將兩種其不足性能可互補的元素結合使用。銅基觸頭材料由于價格低廉、導電、導熱性能與銀相近，近年來已部分代替銅基觸頭，減少貴金屬銀的損耗。但是，由于銅觸頭材料極易氧化，生成具有低電阻率的氧化銅和氧化亞銅，增大了觸頭元件的接觸電阻，使其在使用過程中容易發熱，導致觸頭材料的可靠性和使用壽命降低。
技術實現思路
本專利技術提供一種合金電觸點材料的制備方法，該合金電觸點材料，具有優異的電性能和機械性能。為了實現上述目的，實現上述目的，本專利技術提供了一種合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為55-70wt％，鎳的元素含量為0.2-0.5wt%，鑭的元素的含量為0.5-1wt%，鍍銅石墨烯3.5-4.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅；該方法包括如下步驟：（1）制備鍍銅石墨烯粉末采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銀制成鍍銅石墨烯，將純度為99.99%的銅靶安裝前先用細砂紙進行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控濺射沉積前進行10分鐘預濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續石墨烯表面沉積銅膜的純度，直流磁控濺射的工藝參數為：靶材是純度為99.99%的銅靶，在真空度達到0.1×10-3-1.0×10-3Pa時，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓1-1.5Pa，濺射功率150-200W，沉積時間為10-25min；將鍍銅石墨烯球磨成粉末：球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速150-200r/min，球磨15-20分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉動，總計混粉時間3-6h，得到鍍銅石墨烯粉末；（2）制備合金電觸點材料將上述重量份配比的碳化鎢粉末、鎳粉、鑭粉和碳化鎢粉末混合后，通過2-4次成型破碎熱處理后，烘干的粉末壓制成料，成型坯體孔隙率在25％-40％，可根據最終成分在范圍內調整孔隙率；在高溫燒結爐中對壓制成形的坯料預處理，預處理溫度為850℃-1000℃，時間20分鐘-80分鐘，氫氣氣氛保護；對預燒處理后的坯料浸燒，燒結溫度為1100℃-1200℃進行浸燒，時間2-3小時，得到合金電觸點材料。本專利技術制備的合金電觸點材料，通過優化選擇則原材料配比和工藝提高材料的組織均勻性，改善材料的電性能，鍍銅石墨烯改善了石墨烯與金屬間的界面潤濕性，有利于獲得良好界面結合，使復合材料導電性、導熱性能、抗電弧侵蝕性進一步提高，更好地滿足電觸頭的性能需求。具體實施方式實施例一本實施例的合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為55wt％，鎳的元素含量為0.2wt%，鑭的元素的含量為0.5wt%，鍍銅石墨烯3.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅。采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銀制成鍍銅石墨烯，將純度為99.99%的銅靶安裝前先用細砂紙進行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控濺射沉積前進行10分鐘預濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續石墨烯表面沉積銅膜的純度，直流磁控濺射的工藝參數為：靶材是純度為99.99%的銅靶，在真空度達到0.1×10-3Pa時，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓1Pa，濺射功率150W，沉積時間為10min。將鍍銅石墨烯球磨成粉末：球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速150r/min，球磨15分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉動，總計混粉時間3h，得到鍍銅石墨烯粉末。將上述重量份配比的碳化鎢粉末、鎳粉、鑭粉和碳化鎢粉末混合后，通過2次成型破碎熱處理后，烘干的粉末壓制成料，成型坯體孔隙率在25％，可根據最終成分在范圍內調整孔隙率。在高溫燒結爐中對壓制成形的坯料預處理，預處理溫度為850℃，時間20分鐘，氫氣氣氛保護。對預燒處理后的坯料浸燒，燒結溫度為1100℃進行浸燒，時間2小時，得到合金電觸點材料。實施例二本實施例的合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為70wt％，鎳的元素含量為0.5wt%，鑭的元素的含量為1wt%，鍍銅石墨烯4.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅。采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銀制成鍍銅石墨烯，將純度為99.99%的銅靶安裝前先用細砂紙進行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控濺射沉積前進行10分鐘預濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續石墨烯表面沉積銅膜的純度，直流磁控濺射的工藝參數為：靶材是純度為99.99%的銅靶，在真空度達到1.0×10-3Pa時，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓1.5Pa，濺射功率200W，沉積時間為25min。將鍍銅石墨烯球磨成粉末：球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速200r/min，球磨20分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉動，總計混粉時間6h，得到鍍銅石墨烯粉末。將上述重量份配比的碳化鎢粉末、鎳粉、鑭粉和碳化鎢粉末混合后，通過4次成型破碎熱處理后，烘干的粉末壓制成料，成型坯體孔隙率在40％，可根據最終成分在范圍內調整孔隙率。在高溫燒結爐中對壓制成形的坯料預處理，預處理溫度為1000℃，時間80分鐘，氫氣氣氛保護。對預燒處理后的坯料浸燒，燒結溫度為1200℃進行浸燒，時間3小時，得到合金電觸點材料。比較例按組元質量配比：鎘：6％；鋯：3％；鈰：0.03％；余量銅。熔煉鑄錠形成銅鎘鋯鈰合金錠。將銅鎘鋯鈰合金錠加熱經擠壓成線材，再經拉拔到直徑為φ4㎜的絲材。在冷鐓機上將絲材與銀絲經冷鐓機剪切成長短適宜的小段鐓制復合成φ9㎜×2㎜的片材觸頭產品。將觸頭產品在560℃真空狀態沖入氬氣的電爐中擴散退火150分鐘，隨爐降溫至80℃取出產品。將產品裝入通氧氣壓力為1.2 Mpa的電爐中在溫度首冼為650℃氧化處理32小時，再隨爐升溫至730℃氧化處理30小時。隨爐冷卻至100℃以下出爐得之電觸點材料對相同形狀和尺寸的實施例1-2及比較例的電觸點材料進行測試，測試結果顯示：實施例1-2的電阻率相對比較例降低21%以上，硬度增加35%以上。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為55?70wt％，鎳的元素含量為0.2?0.5wt%，鑭的元素的含量為0.5?1wt%，鍍銅石墨烯3.5?4.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅；該方法包括如下步驟：（1）制備鍍銅石墨烯粉末采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銀制成鍍銅石墨烯，將純度為99.99%的銅靶安裝前先用細砂紙進行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控濺射沉積前進行10分鐘預濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續石墨烯表面沉積銅膜的純度，直流磁控濺射的工藝參數為：靶材是純度為99.99%的銅靶，在真空度達到0.1×10?3?1.0×10?3Pa時，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓1?1.5Pa，濺射功率150?200W，沉積時間為10?25min；將鍍銅石墨烯球磨成粉末：球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速150?200r/min，球磨15?20分鐘，停止5分鐘，順時針、逆時針交替轉動，總計混粉時間3?6h，得到鍍銅石墨烯粉末；（2）制備合金電觸點材料將上述重量份配比的碳化鎢粉末、鎳粉、鑭粉和碳化鎢粉末混合后，通過2?4次成型破碎熱處理后，烘干的粉末壓制成料，成型坯體孔隙率在25％?40％，可根據最終成分在范圍內調整孔隙率；在高溫燒結爐中對壓制成形的坯料預處理，預處理溫度為850℃?1000℃，時間20分鐘?80分鐘，氫氣氣氛保護；對預燒處理后的坯料浸燒，燒結溫度為1100℃?1200℃進行浸燒，時間2?3小時，得到合金電觸點材料。...
【技術特征摘要】
1. 一種合金電觸點材料的制備方法，合金電觸點材料包括碳化鎢、鎳和鍍銅石墨烯，其中碳化鎢的含量為55-70wt％，鎳的元素含量為0.2-0.5wt%，鑭的元素的含量為0.5-1wt%，鍍銅石墨烯3.5-4.5wt%以及不可避免的雜質，余量元素為銅；該方法包括如下步驟：（1）制備鍍銅石墨烯粉末采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銀制成鍍銅石墨烯，將純度為99.99%的銅靶安裝前先用細砂紙進行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控濺射沉積前進行10分鐘預濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續石墨烯表面沉積銅膜的純度，直流磁控濺射的工藝參數為：靶材是純度為99.99%的銅靶，在真空度達到0.1×10-3-1.0×10-3Pa時，通入純度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：蘇州思創源博電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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