[发明专利]一种银/镍/石墨电接触材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电接触材料，具体地说，涉及的是一种银/镍/石墨电接触材料的制备方法。

背景技术

银基电触头是电器开关的核心元件，它担负着电路间的接通与断开的任务，被广泛应用于各类空气开关、继电器、交直流接触器等低压电器中。近年来，随着工业应用水平及性价比需求的不断提高，不断有新的制备工艺及银基电接触复合材料推出。

经对现有技术的检索发现，2011年公告的授权发明专利(201010579827.4，颗粒定向排列增强银基电触头材料的制备方法)中公开了一种化学镀包覆法制备Ag包覆增强相颗粒的中间体复合颗粒，将中间体复合颗粒与纯银粉进一步混合，将增强相含量降低至成品含量，通过混粉、压制、烧结、热挤压等工艺，获得增强相颗粒在基体中呈纤维状排布的新型电接触材料。

传统的粉末冶金工艺一般将增强相粉体与银粉一次性混合，由于增强相粉体粒径分布的原因，导致相当比例的超细增强相粉体过分弥散在银基体中，从而降低电接触材料的导电率和延伸率。以上文献的技术原理是将对材料电学性能和机械性能有不良影响的增强相颗粒以纤维状排布的形式约束在局部区域，从而提高了材料的导电率和延伸率。该局部区域的银仅是起到了增强相载体的作用，而其中的贵金属银对整体材料的导电性和延伸率贡献较为有限。

进一步的文献检索发现，上述发明专利的主要发明人于2012年5月在第26届电接触国际会议(ICEC2012)上发表了题为“Ag/(SnO₂)12 Electrical Contact Material with Fibre-like Arrangement of Reinforcing Nanoparticles：Preparation，Formation Mechanism，and Properties”的研究文章，介绍了基于类似原理的制备方法和材料性能，具体描述了利用机械合金化的方法制备SnO₂含量为60％的Ag/(SnO₂)中间体复合颗粒，将Ag/(SnO₂)中间体复合颗粒与纯Ag粉按照1∶4的比例混合，使SnO₂含量降为12％，再通过压制、烧结和热挤压等后续工艺，获得SnO₂在银基体中呈纤维状排布的新型Ag/(SnO₂)环保电接触材料。与传统粉末冶金工艺相比，电阻率从2.31μΩ·cm降至2.08μΩ·cm，延伸率由7％提高至24％。

发明内容

本发明在以上文献技术原理的基础上，提供一种银/镍/石墨电接触材料的制备方法，对原有的银石墨制备工艺进行改进，采用镍代替贵金属银作为胶体石墨增强相的载体，制备镍石墨中间体复合颗粒，从而将石墨约束在中间体复合颗粒中，避免超细石墨粉体对电接触材料性能的不利影响，然后将该中间体复合颗粒与纯银粉混合，经压制、烧结、挤压和拉拔等工艺，获得镍包覆的胶体石墨颗粒在材料中呈纤维状分布的新型银/镍/石墨材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明采用化学镀的方法，对胶体石墨包覆金属镍，然后再包覆银，形成Ag-Ni-C核壳结构的复合粉体。对获得的复合粉体进行氮气保护气氛烧结造粒，获得高石墨含量和高镍含量的中间体复合颗粒，将中间体复合颗粒与纯银粉混合，经过压制、烧结、挤压和拉拔等工艺，使镍包覆的胶体石墨颗粒在材料中呈纤维状分布。

本发明上述方法具体步骤如下：

第一步，采用化学镀的方法使胶体石墨包覆一层金属镍；

第二步，采用化学镀的方法对第一步包覆镍后的胶体石墨粉进一步包覆一层银；

第三步，采用氮气保护对第二步包覆后形成的Ag-Ni-C核壳结构的粉体进行烧结造粒，获得中间体复合颗粒粉体，然后筛分；

第四步，将第三步筛分后的中间体复合颗粒与纯银粉混合，减低胶体石墨的含量至设定数值；

第五步，将第四步混合好的粉体压制，氮气保护气氛烧结，再经挤压、拉拔，获得胶体石墨颗粒在局部区域呈纤维状分布的新型银/镍/石墨电接触材料，而该局部区域除了胶体石墨增强相以外，主要是金属镍以及少量的金属银。

上述方法：

第一步中，采用化学镀包覆镍后的粉体中胶体石墨的平均重量百分比含量为5％～60％，镍的平均重量百分比含量为40％～95％。

第二步中，采用化学镀包覆银后的粉体中银的平均重量百分比含量小于10％。

第三步中，采用氮气保护对包覆后形成的Ag-Ni-C核壳结构的粉体进行烧结造粒，烧结的温度为700℃～900℃。