[发明专利]一种镀镍石墨烯/银镍电触头材料的制备方法

说明书

本发明涉及镀镍石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，步骤包括：石墨烯直流磁控溅射镀镍、镀镍石墨烯与银粉和镍粉球磨混粉、冷压成型、烧结、加工成型，其中0.1‑5.0wt%镀镍石墨烯，10%‑40wt%镍粉，余量为银粉球磨混粉。该方法制备的电触头材料，通过在银粉、镍粉中加入镀镍石墨烯增强体，在不降低其导电性、导热性的同时，提高银的硬度、耐磨性和抗熔焊性。

技术领域

本发明涉及一种电触头材料的制备方法，尤其涉及一种镀镍石墨烯/银镍电触头材料的制备方法。

背景技术

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。

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。

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。

因此，以一种环保、低成本的生产工艺实现电触头的制备，使材料性能进一步提升。

发明内容

本发明目的在于提供一种镀镍石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，通过在银粉、镍粉中加入镀镍石墨烯增强体，在不降低其导电性、导热性的同时，提高银的硬度、耐磨性和抗熔焊性。

本发明为解决上述问题提出的技术方案：

一种镀镍石墨烯/银镍电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用直流磁控溅射法在石墨烯表面沉积金属镍制成镀镍石墨烯。石墨烯为N层，N为1-10。纯度为99.99%的镍靶安装前先用细砂纸进行打磨，去除表面氧化膜，再用丙酮清洗，烘干，直流磁控溅射沉积前进行5分钟预溅射，采用挡板将靶材与石墨烯隔开，去除靶材表面的金属氧化物及其它杂质，保证后续石墨烯表面沉积镍膜的纯度。直流磁控溅射沉积设备的具体工艺为：靶材是纯度为99.99%的镍靶，在真空度达到0.1*10^-3-1.0*10^-3Pa时，通入纯度99.99%的氩气，工作气压在0.8-1.2Pa，溅射功率在80-120W，沉积时间为5-20min。

（2）将0.1-5.0wt%镀镍石墨烯，10%-40wt%镍粉，余量为银放入球磨机球磨混粉，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，再通入纯度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。交替球磨混粉，有利于金属粉末充分均匀混合。

为防止铜的氧化，球磨前球磨罐需抽真空，并通入氩气保护。在本发明的球磨参数范围内，可很好的控制石墨烯与金属合金混合粉末的分布状态。

（3）将步骤（2）混合后粉末放入模具中冷压成型，压力150-350MPa，保压时间2-5分钟，在纯度99.9%的氢气保护下烧结，烧结温度800-1000℃，保温时间2-4小时。