9.99%的銅靶材安裝前先用細(xì)砂紙進(jìn)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(jìn)行5分鐘預(yù)濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開(kāi)，去除靶材表面的金屬 氧化物及其它雜質(zhì)，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(dá)到1*10- 3 Pa時(shí)，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓1.2Pa，濺射功率150W，沉積時(shí)間 為5min〇
[0034] (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2%。
[0035] (3)將鍍銅石墨烯與合金粉末按重量比5.0:95.0裝入球磨機(jī)混粉，制成混合均勻 的粉末。球磨機(jī)的工藝參數(shù)為:球磨罐先抽真空再通入氬氣保護(hù)，轉(zhuǎn)速250r/min，球磨20分 鐘，停止5分鐘，順時(shí)針、逆時(shí)針交替轉(zhuǎn)動(dòng)，總計(jì)混粉時(shí)間2h。
[0036] (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(shí)間3分鐘， 冷壓成型件在氫氣保護(hù)下燒結(jié)，真空度5. (^HT1Pa，燒結(jié)溫度700°C，保溫時(shí)間4小時(shí)。
[0037] (5)坯料二次成型，壓力為500MPa，保壓時(shí)間3分鐘，二次成型件在氫氣保護(hù)下燒 結(jié)，真空度5.0*I(T1Pa，燒結(jié)溫度700°C，保溫時(shí)間4小時(shí)，制成鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅基電觸頭材 料。
[0038] 實(shí)施例3 (1)采用直流磁控濺射法在石墨烯(層數(shù)1-10)表面沉積金屬銅制備成鍍銅石墨烯。純 度為99.99%的銅靶材安裝前先用細(xì)砂紙進(jìn)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(jìn)行5分鐘預(yù)濺射，采用擋板將靶材與石墨烯隔開(kāi)，去除靶材表面的金屬 氧化物及其它雜質(zhì)，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(dá)到0.3*10-3 Pa時(shí)，通入純度99.99%的氬氣，工作氣壓0.8Pa，濺射功率120W，沉積 時(shí)間為5min。
[0039] (2)將銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末，銅-稀土中的稀土為富鈰 混合稀土金屬，重量含量為銅-稀土合金的0.5%。
[0040] (3)將鍍銅石墨烯與合金粉末按重量比0.5 :99.5裝入球磨機(jī)混粉，制成混合均勻 的粉末。球磨機(jī)的工藝參數(shù)為:球磨機(jī)先抽真空再通入氬氣保護(hù)，轉(zhuǎn)速150r/min，球磨20分 鐘，停止5分鐘，順時(shí)針、逆時(shí)針交替轉(zhuǎn)動(dòng)，總計(jì)混粉時(shí)間3h。
[0041] (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(shí)間3分鐘， 冷壓成型件在氬氣保護(hù)下燒結(jié)，真空度I. (^HT1Pa，燒結(jié)溫度750°C，保溫時(shí)間2小時(shí)。
[0042] (5)坯料二次成型，壓力為500MPa，保壓時(shí)間3分鐘，二次成型件在氬氣保護(hù)下燒 結(jié)，真空度I. 〇*l(T3Pa，燒結(jié)溫度750°C，保溫時(shí)間2小時(shí)，制成鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅基電觸頭材 料。
[0043] 實(shí)施例4 將富鈰混合稀土重量含量為1.0%的銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末， 石墨烯與合金重量比為0.5:99.5，其他條件參數(shù)同實(shí)施例3，制成鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅基電觸 頭材料。
[0044] 實(shí)施例5 將富鈰混合稀土重量含量為〇. 5%的銅-稀土合金采用氣體霧化法制成200目合金粉末， 石墨烯與合金重量比為1.0:99.0，其他條件參數(shù)同實(shí)施例3，制成鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅-稀土 基電觸頭材料。
[0045] 對(duì)比例1 石墨烯未鍍銅，將重量含量〇. 5%石墨烯添加到純銅中，其他條件同實(shí)施例3，制成石墨 烯增強(qiáng)銅基電觸頭材料。
[0046] 對(duì)比例2 未添加石墨稀，將富鋪混合稀土金屬重量含量為0.5%的銅-稀土合金制成銅-稀土基電 觸頭材料。制備工藝同實(shí)施例3。
[0047] 制成的復(fù)合材料各項(xiàng)參數(shù)如下表：
實(shí)施例中，加入鍍銅石墨烯制成的鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅-稀土基電觸頭材料，與對(duì)比例I 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(duì)比例2中 只加入稀土金屬，未加入石墨烯制成的電觸頭材料相比，硬度明顯提高，電導(dǎo)率也有一定的 提尚。
[0048]本發(fā)明通過(guò)添加鍍銅石墨烯提高電觸頭的硬度、電導(dǎo)率及耐電弧燒蝕性，通過(guò)添 加稀土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(quán)項(xiàng)】
1. 一種鍍銅石墨烯增強(qiáng)銅基電觸頭材料，其特征在于，包括重量含量為ο. 1-5.0%的鍍 銅石墨烯和95.0-99.9%的銅-稀土合金，稀土占銅-稀土合金的重量比為0.03-2.0%。2. 根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(jī)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，燒結(jié)； (5) 坯料二次成型，燒結(jié)，制成石墨烯增強(qiáng)銅-稀土基電觸頭材料。5. 根據(jù)權(quán)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(quán)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(dá)到0.1*10- 3-1.0*10-3Pa時(shí)，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(shí)間為5-3011^11。7. 根據(jù)權(quán)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(quán)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(jī)的工藝參數(shù)為： 球磨罐先抽真空再通入氬氣保護(hù)，轉(zhuǎn)速100-250r/min，球磨15-20分鐘，停止5分鐘，順時(shí)針、 逆時(shí)針交替轉(zhuǎn)動(dòng)，總計(jì)混粉時(shí)間2_6h。9. 根據(jù)權(quán)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(shí)間3-5分鐘，冷壓成型件在真空、氬氣或氫氣保護(hù)下燒結(jié)，真空度1.0*1(^ 3-5.0*10-4a，燒結(jié)溫度700-900 °C，保溫時(shí)間2-4小時(shí)。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中二次成型壓力為200-500MPa，保壓時(shí)間3-5分鐘，冷壓成型件在真空、氬氣或氫氣保護(hù)下燒結(jié)，真空度1.0*1(^ 3-5.0*10-4a，燒結(jié)溫度700-900 °C，保溫時(shí)間2-4小時(shí)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鍍銅石墨烯增強(qiáng)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0.1-5.0%的鍍銅石墨烯和95.0-99.9%的銅-稀土合金，稀土占銅-稀土合金的重量比為0.03-2.0%。制備方法為：石墨烯鍍銅、霧化制粉、球磨混粉、冷壓成型、燒結(jié)、二次成型、燒結(jié)。本發(fā)明在銅合金中添加鍍銅石墨烯增強(qiáng)體作為骨架，使材料具有高硬度、高耐磨性、抗機(jī)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(lèi)】H01B13/00, H01R13/03, H01R13/02, H01B1/06, H01B1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105609159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610106143
【發(fā)明人】冷金鳳, 周慶波, 法源, 王子欽
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日