[发明专利]一种Cu-Mo-G电触头材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu‑Mo‑G电触头材料，按质量百分比包括以下组分：88.8～93.8％；Mo 6.0～10.0％；石墨0.2～1.2％。本发明还公开了一种Cu‑Mo‑G电触头材料的制备方法，包括以下步骤：将按比例称取的Cu粉、Mo粉和石墨粉加入乙醇溶液进行超声分散，随后加入磨球并移至加热搅拌装置中进行机械搅拌，接着将混合物放入烘箱蒸干得到Cu‑Mo‑G混合粉末，最后将混合粉末装入石墨模具中预压后转移至放电等离子炉中烧结，随炉冷却到室温即得到Cu‑Mo‑G电触头材料。本发明的Cu‑Mo‑G电触头材料具有优异的力‑电性能，同时还具有良好的抗材料转移和耐电弧侵蚀性。

技术领域

本发明属于低压铜基触头材料技术领域，具体涉及一种Cu-Mo-G电触头材料，本发明还涉及该铜基电触头材料的制备方法。

背景技术

电触头承担着电路的接通、承载与分断任务，是实现电气系统高可靠性、高稳定性和长寿命的关键。在服役时，触头因遭受反复的机械碰撞和电弧侵蚀，导致材料的磨损和烧蚀不断加剧。因此要求接触材料不仅具有优异的导电导热性和机械性能，还需要具备良好的耐电弧侵蚀和抗材料转移等电气特性。Cu-Mo材料既拥有Cu优异的导电导热性和强塑性，又兼具Mo的高硬度、耐电弧侵蚀和抗熔焊特性。但由于Cu与Mo之间互不相溶且润湿性差，依靠传统的熔渗技术和液相烧结制备的Cu-Mo触头材料，常存在组织不均，致密度低等缺陷，且触头对在闭合分断时易产生Mo相的富集和偏析，造成性能的劣化，进而降低了电气系统的可靠性和稳定性。

为了进一步提高Cu-Mo触头材料的性能，在Cu-Mo中引入石墨(G)不但可改善耐电磨损性，而且石墨在电弧侵蚀过程中生成CO₂气体，有利于灭弧，从而可提高材料的电气性能。但是，由于石墨与金属差异性巨大，常见的机械球磨法、熔铸法和化学还原法在引入石墨时，仍然出现石墨的团聚以及与基体界面结合差等问题，从而造成触头材料性能的下降。因此，开发一种综合性能优异的Cu-Mo-G电触头材料及其制备技术，具有重要的工程实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu-Mo-G电触头材料。

本发明的另一个目的是提供一种Cu-Mo-G电触头材料的制备方法，解决石墨在金属基体中分散不均，以及石墨与金属基体界面结合差等问题。同时制备的Cu-Mo-G电触头材料具有优异的力学性能和电气性能。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种Cu-Mo-G电触头材料，按照质量百分比包括以下组分：Cu 88.8～93.8wt.％；Mo 6.0～10.0wt.％；石墨0.2～1.2wt.％，以上各组分质量百分比之和为100％。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种Cu-Mo-G电触头材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按照质量百分比分别称取如下材料：Cu粉88.8～93.8％、Mo粉6.0～10.0％和石墨粉0.2～1.2％，各组分质量百分比之和为100％；

步骤2，将上述粉末加入乙醇溶液并超声处理40～60min，随后加入玛瑙球并移至加热搅拌装置中，经机械搅拌后得到混合溶液；

步骤3，将混合溶液放置烘箱至溶液完全蒸干，得到Cu-Mo-G混合粉末；

步骤4，将Cu-Mo-G混合粉末装入石墨模具中预压，再移至放电等离子烧结炉中烧结，随炉冷却到室温即得到Cu-Mo-G电触头材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中所述Cu粉为30～55μm的树枝状，所述Mo粉1～10μm的类球形，所述石墨粉10～20μm的类球状，各粉末的纯度≥99.9％。

步骤2所述乙醇与粉末的质量比为8:1～10:1，玛瑙球与粉末的质量比为1.5:1～2:1，玛瑙球直径为5mm，机械搅拌温度为90～110℃，时间为3～5h，搅拌速率为250～300rpm。