為99.99%的銅靶材安裝前先用細砂紙進行研磨去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流 磁控濺射沉積前進行5分鐘預濺射，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續(xù)石墨 烯表面沉積銅膜的純度。直流磁控濺射的工藝參數(shù)為:在真空度達到1*1(T 3 Pa時，通入純度 99.99%的氬氣，工作氣壓1.2Pa，濺射功率150W，沉積時間為5min。
[0033] (2)將銅-稀土合金采用超聲霧化法制成300目合金粉末，銅-稀土中的稀土為富鑭 混合稀土金屬，重量含量為銅-稀土合金的3.0%。
[0034] (3)將鍍銅石墨烯與合金粉末按重量比2.0:98.0裝入球磨機混粉，制成混合均勻 的粉末。球磨機的工藝參數(shù)為:球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速250r/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2h。
[0035] (4)將步驟(3)混合的粉末放入模具中冷壓成型，壓力為600MPa，保壓時間3分鐘。
[0036] (5)成型的坯料進行真空電弧熔煉，真空度3.0*l(T3Pa，工作氣體為氬氣，工作氣壓 為0.1 Pa，熔煉時間1分鐘，制成鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料。
[0037] 實施例3 (1)采用直流磁控濺射法在石墨烯(層數(shù)1-10)表面沉積金屬銅制成鍍銅石墨烯。純度 為99.99%的銅靶材安裝前先用細砂紙進行研磨去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流 磁控濺射沉積前進行5分鐘預濺射，去除靶材表面的金屬氧化物及其它雜質，保證后續(xù)石墨 烯表面沉積銅膜的純度。直流磁控濺射的工藝參數(shù)為:在真空度達到0.3*1(T 3 Pa時，通入純 度99.99%的氬氣，工作氣壓0.8Pa，濺射功率120W，沉積時間為15min。
[0038] (2)將銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末，銅-稀土中的稀土為富鑭 混合稀土金屬，重量含量為銅-稀土合金的0.3%。
[0039] (3)將鍍銅石墨烯與合金粉末按重量比1.0 :99.0裝入球磨機混粉，制成混合均勻 的粉末。球磨機的工藝參數(shù)為:球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速150r/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3h。
[0040] (4)將步驟(3)混合的粉末放入模具中冷壓成型，壓力為500MPa，保壓時間3分鐘。
[0041] (5)成型的坯料進行真空電弧熔煉，真空度2.0*l(T3Pa，工作氣體為氬氣，工作氣壓 為0.03Pa，熔煉時間1分鐘，制成鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料。
[0042] 實施例4 將銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末，銅-稀土中的稀土為富鈰混合稀 土金屬，重量含量為銅-稀土合金的1.0%。石墨烯與合金重量比為〇. 5:99.5，其他條件參數(shù) 同實施例3，制成鍍銅石墨稀/銅基電觸頭材料。
[0043] 實施例5 將銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末，銅-稀土中的稀土為富鈰混合稀 土金屬，重量含量為銅-稀土合金的2.0%。石墨烯與合金重量比為1.0:99.0，其他條件參數(shù) 同實施例3,制成鍍銅石墨稀/銅-稀土基電觸頭材料。
[0044] 對比例1 石墨稀未鍍銅，將0.5wt%石墨稀添加到純銅中，其他條件同實施例3，制成石墨稀/銅基 電觸頭材料。
[0045] 對比例2 未添加石墨烯，將富鈰混合稀土重量含量為1. 〇%的銅-稀土合金制成銅-稀土基電觸頭 材料。制備工藝同實施例3。
[0046] 制成的復合材料各項參數(shù)如下表：
實施例中，加入鍍銅石墨烯制成的鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料，與對比例1中的只加 入石墨烯，未加入稀土制成的電觸頭材料相比，硬度有一定的提高；與對比例2中只加入稀 土，未加入石墨稀制成的電觸頭材料相比，硬度明顯提尚，電導率也有一定的提尚。
[0047] 本發(fā)明通過添加鍍銅石墨烯提高電觸頭的硬度、電導率及耐電弧燒蝕性，通過添 加稀土大大提高了電觸頭材料的抗氧化性，得到綜合性能良好的電觸頭材料。
【主權項】
1. 一種鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料，其特征在于，包括重量含量為ο. 1-2.0%的鍍銅石 墨烯和98.0-99.9%的銅-稀土合金，稀土占銅-稀土合金的重量比為0.03-3.0%。2. 根據(jù)權利要求1所述的電觸頭材料，其特征在于，所述鍍銅石墨烯是采用直流磁控濺 射法在石墨稀表面沉積金屬銅制成。3. 根據(jù)權利要求1所述的電觸頭材料，其特征在于，所述稀土為鑭、鈰、釔、鐠和釹中的 一種或幾種。4. 一種權利要求1所述的電觸頭材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 采用直流磁控濺射法在石墨烯表面沉積金屬銅制成鍍銅石墨烯； (2) 將銅-稀土合金采用霧化法制成200-300目銅合金粉末； (3) 將鍍銅石墨烯與銅合金粉末裝入球磨機混粉，制成混合均勻的粉末； (4) 將步驟(3)混合的粉末放入模具中冷壓成型； (5) 成型坯料進行真空電弧熔煉，制成鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料。5. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中石墨烯為N層，N為1- 10。6. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中直流磁控濺射的工藝 參數(shù)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0.5-1.2Pa，濺射功率100-1501，沉積時間為5-3011^11。7. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中霧化法選自氣體霧化 法、離心霧化法和超聲霧化法的一種。8. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中球磨機的工藝參數(shù)為： 球磨罐先抽真空再通入氬氣保護，轉速100-250r/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2_6h。9. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述冷壓成型壓力為400-600MPa，保壓時間3-5分鐘。10. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中真空電弧熔煉的熔煉 爐真空度1. 〇*10-3-3.0*10_3Pa，工作氣體為氬氣，工作氣壓為0.02Pa-0.1 Pa，熔煉時間1-2 分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鍍銅石墨烯/銅基電觸頭材料及其制備方法。電觸頭材料包括重量含量為0.1-2.0%的鍍銅石墨烯和98.0-99.9%的銅-稀土合金，稀土占銅-稀土合金的重量比為0.03-3.0%。制備方法為：石墨烯鍍銅、霧化制粉、球磨混粉、冷壓成型、真空電弧熔煉。本發(fā)明在銅合金中添加鍍銅石墨烯增強體作為骨架，使材料具有高硬度、高耐磨性、抗機械沖擊性能、抗熔焊性。稀土的加入，提高銅合金電觸頭材料的抗氧化性和耐電弧燒損能力。
【IPC分類】C23C14/18, H01H1/025, C22C9/00, H01H11/04, C22C1/10, C23C14/35
【公開號】CN105551839
【申請?zhí)枴緾N201610106144
【發(fā)明人】冷金鳳, 邵月文, 王潤龍, 趙德剛, 王艷
【申請人】濟南大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月26日