一种石墨烯/银镍电触头材料的制备方法 |
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| 申请号 | CN201610107160.5 | 申请日 | 2016-02-26 | 公开(公告)号 | CN105695792A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 济南大学; | 发明人 | 冷金凤; 李晨雪; 刘易; 杨中喜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 石墨 烯/ 银 镍电触头材料的制备方法，步骤包括：银粉和镍粉与 石墨烯 球磨混粉、 冷压 成型、 烧结 、 挤压 或者 轧制 加工成形，其中球磨混粉是0.5-3.0wt%石墨烯,10-40wt%镍粉，余量为银粉。本发明通过在银粉、镍粉中加入适量石墨烯增强体，提高电触头材料的抗 熔焊 性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种石墨烯/银镍电触头材料的制备方法技术领域背景技术[0002] AgNi材料具有良好的加工性能，较好的耐磨损性，接触电阻低而稳定等优异性能被应用在各种中小电流继电器、主令开关、以及接触器触头上，但由于其抗熔焊性较差，影响了其更广泛应用。已有研究表明，石墨添加到银镍材料中可以阻止触头的熔焊和粘接，降低触头的接触电阻，提高导电性和抗熔焊性。 [0003] 现有专利（公开号102808098A）公布了一种银/镍/石墨电接触材料的制备方法，采用化学镀的方法，在石墨表面包覆镍后再包覆银制备成中间体复合颗粒，再采用传统混粉、烧结工艺制备银/镍/石墨触头材料。但从制备工艺上石墨化学镀过程工艺复杂，镀液对人体具有一定的污染性，镀膜质量不易控制，不适合工业化生产。同时，添加石墨采用微米级，颗粒尺寸较大，一定程度上降低了电触头材料的机械强度，同时耐电弧侵蚀性差，难以获得综合性能满足使用需求的电触头材料。 [0004] 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。 [0005] 因此，以一种环保简单的生产工艺实现电触头的制备，使材料综合性能进一步提升。 发明内容[0006] 本发明目的在于提供一种石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，通过在银粉、镍粉中加入适量石墨烯增强体，提高材料的抗熔焊性。 [0007] 本发明为解决上述问题提出的技术方案：一种石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）将0.5-3.0wt%石墨烯, 10-40wt%镍粉，余量为银粉装入球磨机混粉，镍粉粒度300目-450目，银粉粒度200目-300目。球磨混粉过程中，采用氧化铝球磨罐和玛瑙球，球料比3: 1，抽真空10分钟，通入纯度99.99%的氩气保护，转速150-350转/分钟，每球磨10-15分钟，停止5分钟，顺时针和逆时针交换转动，总计混粉时间4-8小时。 [0008] 优选地，石墨烯的比例为2.5-2.8wt%，10-40wt%镍粉，余量为银粉装入球磨机混粉。石墨烯为N层，N为1-10。 [0012] 所述步骤（3）中将冷压烧结的坯料进行挤压，挤压温度600-850℃，挤压比50：1-150：1，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0013] 所述步骤（3）中将冷压烧结的坯料进行轧制，温度600-850℃，变形量80%-90%，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0014] 本发明的有益成果是：（1）银镍电触头材料添加适当比例的石墨烯，可以降低触头的接触电阻，提高抗电弧烧蚀性。 [0015] （2）在银基体中加入镍，提高了材料的硬度、抗熔焊性和抗氧化性。 [0016] （3）将石墨烯与银粉、镍粉直接混粉，工艺简单，适合大规模生产。 [0017] （4）烧结过程采用氢气气氛，保护了石墨烯的结构不被破坏。 具体实施方式[0018] 实施例1（1）将石墨烯、镍粉、银粉按0.5:10:89.5的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度300目，银粉粒度200目。球磨机的工艺参数为：采用氧化铝球磨罐和玛瑙球，球料比3:1，抽真空10分钟，通入纯度99.99%的氩气，转速150转/分钟，每球磨10分钟，停止5分钟，顺时针和逆时针交换转动，总计混粉时间8小时。 [0019] （2）将步骤（1）混合后粉末放入模具中冷压成型，压力150MPa，保压时间5分钟，在纯度99.9%的氢气保护下烧结，温度1000℃，保温时间2小时。 [0020] （3）挤压工艺加工成形，挤压温度850℃，挤压比50：1，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0021] 实施例2（1）将石墨烯、镍粉、银粉按3.0:40:57的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度450目，银粉粒度300目。球磨机的工艺参数为：采用氧化铝球磨罐和玛瑙球，球料比 3:1，抽真空10分钟，通入纯度99.99%的氩气，转速350转/分钟，每球磨15分钟，停止5分钟，顺时针和逆时针交换转动，总计混粉时间在4小时。 [0022] （2）将步骤（1）混合后粉末放入模具中冷压成型，压力350MPa，保压时间2分钟，在纯度99.9%的氢气保护下烧结，温度800℃，保温时间4小时。 [0023] （3）挤压工艺加工成形，挤压温度600℃，挤压比150：1，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0024] 实施例3（1）将石墨烯、镍粉、银粉按2.5:30:67.5的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度300目，银粉粒度300目。球磨机的工艺参数为：采用氧化铝球磨罐和玛瑙球，球料比3:1，抽真空10分钟，通入纯度99.99%的氩气，转速250转/分钟，每球磨10分钟，停止5分钟，顺时针和逆时针交换转动，总计混粉时间在4小时。 [0025] （2）将步骤（1）混合后粉末放入模具中冷压成型，压力250MPa，保压时间3分钟，在纯度99.9%的氢气保护下烧结，温度850℃，保温时间2小时。 [0026] （3）挤压工艺加工成形，温度750℃，挤压比100：1，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0027] 实施例4将石墨烯、镍粉、银粉按0.5:20:79.5的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度300目，银粉粒度300目。其他参数同实施例3，轧制加工成形，温度600℃，变形率80%，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0028] 实施例5将石墨烯、镍粉、银粉按2:20:78的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度 300目，银粉粒度300目。其他参数同实施例3，轧制加工成形，温度850℃，变形率90%，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0029] 实施例6将石墨烯、镍粉、银粉按2.8:20:77.2的重量比装入球磨机混粉，石墨烯为1-10层，镍粉粒度300目，银粉粒度300目。其他参数同实施例3，轧制加工成形，温度850℃，变形率90%，制成石墨烯/银镍电触头材料。 [0030] 对比例1未加石墨烯，镍粉、银粉按20: 80的重量比装入球磨机混粉，其他参数同实施例3，制成银镍电触头材料。 [0031] 对比例2未加石墨烯，镍粉、银粉按10: 90的重量比装入球磨机混粉，其他参数同实施例3，制成银镍电触头材料。 [0032] 对比例3石墨烯与银粉按0.02:99.98的重量比装入球磨机混粉，其它参数同实施例3，制成电触头材料。 [0033] 对比例4石墨烯与银粉按10:90的重量比装入球磨机混粉，其它参数同实施例3，制成电触头材料。 |
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