[发明专利]一种银铬基电接触自润滑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电导材料技术领域,涉及一种复合材料，具体涉及一种银铬基电接触自润滑复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

电接触材料(包括银基电接触材料、铜基电接触材料)是电工合金的关键

功能材料，用于高低压开关触头、发电机的集电环、继电器的触头等，其性能直接影响到发电装备和输变电装备的技术水平。银基电触头普遍应用于各种低压电器，是低压电器的核心元件，广泛用于配电系统、家电、交通和控制机械设备中。

在电气、电子领域，电接触材料主要用作电触点、导电刷、集电环、换向片、整流片和接插件等，是电通断环节中重要的功能性元件。采用电接触元件的电机、电气开关、继电器、接插件等作为基础件在信息工程、家用电子电器、汽车工程等领域大量使用。这些电接触元件的性能直接影响所应用产品及整个系统的可靠性、稳定性、精度及使用寿命。同时，随着各类产品向高精度和微型化发展，对电接触元件的性能提出了更高的要求：具有优良的导电性、小而稳定的接触电阻、高的化学稳定性、耐磨性和抗电弧烧损能力。电接触元件必须在电阻率、接触电阻、密度、硬度、化学成分、抗熔焊性、抗腐蚀性、可焊性等方面可靠地满足应用的要求。Ag/Cu－MoS2－石墨是典型的电接触材料，它依靠Ag、Cu来改善材料的导电、导热能力，依靠石墨、MoS₂在摩擦过程中表面形成一层固体润滑膜，来提高材料的耐磨性。虽然石墨的导电性好，但是其只是在大气中和有水分存在的情况下才具有好的摩檫学性能；MoS₂虽然具有很低的摩擦系数，但是其导电性能差。银铬基含过渡族金属硒化物(MSe₂，M指Ti，Nb，Ta等)电接触复合材料具有好的摩檫学性能和电导率，但材料的机械性能略差，因此添加Cr、SiC和Cr₂Nb等硬相可以改善银铬基电接触材料的机械性能。

此外，没有相关报道银铬基含铬和银包覆二硒化铌的电接触复合材料，银包覆二硒化铌作为固体润滑剂，铬作为强化相。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种新型银铬基电接触自润滑复合材料，适用于不同环境下的高电导率的银铬基固体自润滑复合材料。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种银铬基电接触自润滑复合材料，包括银的质量百分比为50-70％，铬的质量百分比为5-30％，二硒化铌的质量百分比为10-30％。

上述的一种银铬基电接触自润滑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将纳米二硒化铌NbSe₂粉末添加到一定浓度的硝酸银AgNO₃溶液中超声分散一定时间后，放入到烘箱烘干；将烘干的粉末置入Al₂O₃烧舟中，放入通有还原气体的高温扩散炉中加热保温一定时间后，制得银包覆纳米二硒化铌；

S2、将银粉、铬粉、步骤S1制得的银包覆纳米二硒化铌按质量百分比配比制得混合材料；

S3、将上述混合材料和不锈钢磨球按质量比配比，密封放入行星球磨混料机的不锈钢球磨罐内；将不锈钢球磨罐抽真空，充入惰性气体，球磨制得混合粉末；

S4、将步骤S3中混合粉末放入模具中，压制成型得复合材料压胚；

S5、将步骤S4中的复合材料压胚放入管式炉中，充入惰性气体，高温烧结后随炉冷却；

S6、将步骤S5中的压胚复合材料取出在压力机上进行复压；

S7、将步骤S6中的复合材料再次放入到管式炉中，重复步骤S5，制得电接触自润滑复合材料。

上述步骤S1中，AgNO₃溶液浓度为0.4mol/L，所述的超声分散时间为1小时，所述的还原气体为H₂，所述的加热保温温度为200℃，保温时间为1小时。

上述步骤S1中，所述纳米二硒化铌纯度大于99％，粒径小于1.5um，厚度小于200nm。

上述步骤S2中，银粉的纯度大于99.9％，粒径为1-75um，所述铬粉的纯度大于99.9％，粒径为1-75um。

上述步骤S2中，银粉的质量百分比为50-70％，铬粉的质量百分比为5-30％，步骤(1)中纳米二硒化铌粉末的质量百分比为10-30％。

上述步骤S3中，混合材料和不锈钢磨球的质量比配比为1:10，所述惰性气体为氩气，所述球磨机转速为300r/min，正反转交替球磨，球磨时间为16h，每次球磨30min，球磨机停止工作10min，交替进行。