一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105695776A(43)申请公布日2016.06.22(21)申请号201610106147.8(22)申请日2016.02.26(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人冷金凤时传霞张鑫洋刘阳周庆波(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人李桂存(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22F1/08(2006.01)C22C9/00(2006.01)H01H11/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法。制备方法为：将重量含量为1.0-5.0%的石墨烯与95.0-99.0%的铜粉球磨混粉、冷压成型、铜在中频炉中熔炼、铜熔体中稀土与铜-石墨烯中间合金，浇铸工艺制成复合材料、去应力退火、加工成型。本发明在铜合金中添加石墨烯增强体作为骨架，使材料具有高硬度、高耐磨性、抗机械冲击性能、抗熔焊性。稀土的加入，提高铜合金电触头材料的抗氧化性和耐电弧烧损能力。CN105695776ACN105695776A权利要求书1/1页1.一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将重量含量为1.0-5.0%的石墨烯、95.0-99.0%的铜粉装入球磨机混粉，冷压成型制成铜-石墨烯中间合金；（2）纯度为99.9%的铜在中频炉中熔炼；（3）在铜熔体中加入铜重量0.03-2.0%的稀土，充分搅拌制成铜-稀土合金熔体，再加入铜-稀土合金重量10-30%的铜-石墨烯中间合金，浇铸工艺制成复合材料；（4）步骤（3）的复合材料去应力退火，退火后挤压或轧制加工成型，制成石墨烯增强铜基电触头材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中石墨烯的层数为N层，N为1-10，所述铜粉纯度为99.9%，粒度为150-300目。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中球磨机的工艺参数为：球磨罐先抽真空再通入氩气保护，转速150-350r/min，球磨15-20分钟，停止5分钟，顺时针、逆时针交替转动，总计混粉时间2-4h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述冷压成型压力为200-400MPa，保压时间3-5分钟。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中稀土选自镧、铈、钇、镨和钕中的一种或几种，稀土采用铜箔包裹，直接压入铜熔体液面以下，保持3-5分钟后进行搅拌。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中退火温度为200℃-300℃，退火时间2-6小时。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中退火时间4小时。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中复合材料退火后轧制加工成型，温度为600-850℃，轧制变形量80%-90%。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中复合材料退火后挤压加工成型，挤压温度600-850℃，挤压比50：1-150：1。2CN105695776A说明书1/5页一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种电触头材料的制备方法，尤其涉及一种石墨烯增强铜基电触头材料的制备方法。背景技术[0002]电触头材料是仪器仪表的关键部件，对仪器仪表的寿命和工作可靠性起着重要的作用。铜基触头材料由于价格低廉、导电、导热性能与银相近，近年来已部分代替银基触头，减少贵金属银的损耗。但是，由于铜触头材料极易氧化，生成具有低电阻率的氧化铜和氧化亚铜，增大了触头元件的接触电阻，使其在使用过程中容易发热，导致触头材料的可靠性和使用寿命降低。[0003]现有专利文献（公开号102385938A），公开了一种金属基石墨烯复合电接触材料及其制备方法，电接触材料，包含0.02-10wt%的石墨烯，其余为金属基体材料。由于石墨烯增强相的加入，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和耐磨性。但因使用有毒有害的水合肼为还原剂，难以满足环保要求。[0004]稀土在我国储量丰富，占世界稀土储量的80%，开发稀土元素添加的高品质有色合金是我国的独有优势。稀土元素比较活泼，添加到金属铜中，可以脱气除渣，细化晶粒，提高铜合金的耐腐蚀性能和耐磨损性能。[0005]公开号为105063413A，公开了一种铜基触头材料及制备工艺，铜基触头材料包含以下重量成份，0.2-0.6％的镁，0.05-0.3％的锑，0.05-0.4％的铋，0.05-0.3％的锡，0.05-