一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術屬于電導材料技術領域，公開了一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料及其制備方法，該電接觸材料包括銀的質量百分比為50％?70％，鉻的質量百分比為5％?35％，二硒化鈮的質量百分比為10％?30％，經過粉末包覆、混合、壓制成型、燒結、復壓復燒方法步驟將混合均勻的粉末材料制成適用于不同工作環境的新型電接觸復合材料，銀包覆的具有層狀結構的二硒化鈮作為電接觸復合材料中的潤滑相，鉻的添加能提高電接觸復合材料強度、硬度和耐腐蝕能力。該復合材料具有優異的機械、摩擦學和電學性能。本發明專利技術工藝簡單、生產過程對環境無污染，可操作性強，成品作為電接觸材料廣泛應用交通運輸、冶金、造船、機械、電力、航空等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電導材料
,涉及一種復合材料，具體涉及一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
電接觸材料(包括銀基電接觸材料、銅基電接觸材料)是電工合金的關鍵功能材料，用于高低壓開關觸頭、發電機的集電環、繼電器的觸頭等，其性能直接影響到發電裝備和輸變電裝備的技術水平。銀基電觸頭普遍應用于各種低壓電器，是低壓電器的核心元件，廣泛用于配電系統、家電、交通和控制機械設備中。在電氣、電子領域，電接觸材料主要用作電觸點、導電刷、集電環、換向片、整流片和接插件等，是電通斷環節中重要的功能性元件。采用電接觸元件的電機、電氣開關、繼電器、接插件等作為基礎件在信息工程、家用電子電器、汽車工程等領域大量使用。這些電接觸元件的性能直接影響所應用產品及整個系統的可靠性、穩定性、精度及使用壽命。同時，隨著各類產品向高精度和微型化發展，對電接觸元件的性能提出了更高的要求：具有優良的導電性、小而穩定的接觸電阻、高的化學穩定性、耐磨性和抗電弧燒損能力。電接觸元件必須在電阻率、接觸電阻、密度、硬度、化學成分、抗熔焊性、抗腐蝕性、可焊性等方面可靠地滿足應用的要求。Ag/Cu－MoS2－石墨是典型的電接觸材料，它依靠Ag、Cu來改善材料的導電、導熱能力，依靠石墨、MoS2在摩擦過程中表面形成一層固體潤滑膜，來提高材料的耐磨性。雖然石墨的導電性好，但是其只是在大氣中和有水分存在的情況下才具有好的摩檫學性能；MoS2雖然具有很低的摩擦系數，但是其導電性能差。銀鉻基含過渡族金屬硒化物(MSe2，M指Ti，Nb，Ta等)電接觸復合材料具有好的摩檫學性能和電導率，但材料的機械性能略差，因此添加Cr、SiC和Cr2Nb等硬相可以改善銀鉻基電接觸材料的機械性能。此外，沒有相關報道銀鉻基含鉻和銀包覆二硒化鈮的電接觸復合材料，銀包覆二硒化鈮作為固體潤滑劑，鉻作為強化相。
技術實現思路
針對現有技術中存在不足，本專利技術提供了一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，適用于不同環境下的高電導率的銀鉻基固體自潤滑復合材料。為了實現上述目標，本專利技術采用如下的技術方案：一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，包括銀的質量百分比為50-70％，鉻的質量百分比為5-30％，二硒化鈮的質量百分比為10-30％。上述的一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的制備方法，包括如下步驟：S1、將納米二硒化鈮NbSe2粉末添加到一定濃度的硝酸銀AgNO3溶液中超聲分散一定時間后，放入到烘箱烘干；將烘干的粉末置入Al2O3燒舟中，放入通有還原氣體的高溫擴散爐中加熱保溫一定時間后，制得銀包覆納米二硒化鈮；S2、將銀粉、鉻粉、步驟S1制得的銀包覆納米二硒化鈮按質量百分比配比制得混合材料；S3、將上述混合材料和不銹鋼磨球按質量比配比，密封放入行星球磨混料機的不銹鋼球磨罐內；將不銹鋼球磨罐抽真空，充入惰性氣體，球磨制得混合粉末；S4、將步驟S3中混合粉末放入模具中，壓制成型得復合材料壓胚；S5、將步驟S4中的復合材料壓胚放入管式爐中，充入惰性氣體，高溫燒結后隨爐冷卻；S6、將步驟S5中的壓胚復合材料取出在壓力機上進行復壓；S7、將步驟S6中的復合材料再次放入到管式爐中，重復步驟S5，制得電接觸自潤滑復合材料。上述步驟S1中，AgNO3溶液濃度為0.4mol/L，所述的超聲分散時間為1小時，所述的還原氣體為H2，所述的加熱保溫溫度為200℃，保溫時間為1小時。上述步驟S1中，所述納米二硒化鈮純度大于99％，粒徑小于1.5um，厚度小于200nm。上述步驟S2中，銀粉的純度大于99.9％，粒徑為1-75um，所述鉻粉的純度大于99.9％，粒徑為1-75um。上述步驟S2中，銀粉的質量百分比為50-70％，鉻粉的質量百分比為5-30％，步驟(1)中納米二硒化鈮粉末的質量百分比為10-30％。上述步驟S3中，混合材料和不銹鋼磨球的質量比配比為1:10，所述惰性氣體為氬氣，所述球磨機轉速為300r/min，正反轉交替球磨，球磨時間為16h，每次球磨30min，球磨機停止工作10min，交替進行。上述步驟S4中的復合材料壓胚為圓柱形，直徑為22mm，厚度為4mm。上述步驟S4、S6中壓力為400MPa-600Mpa，時間為5-15min。上述步驟S5、S7中燒結溫度為600℃-700℃，保溫時間為1h。上述的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料應用領域包括交通運輸、冶金、造船、機械、電力、航空等。本專利技術的有益之處在于：本專利技術提供了一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，適用于高溫、低溫、真空、腐蝕等環境惡劣場合，銀包覆的二硒化鈮作為固體潤滑劑改善了電接觸材料的摩擦學性能，降低了摩擦系數和磨損率，鉻提高了銀鉻基電接觸材料的硬度、強度和耐磨性，Ag包覆的NbSe2改善了金屬基體Ag與NbSe2之間界面的相容性，在高溫燒結過程中會有少量的Cr插入到NbSe2層間的Se-Se鏈接成為Se-Cr-Se鏈接，從而提高導電性能，因此本專利技術所述的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料具有優異的機械性能、摩檫學性能和電學性能。本專利技術工藝簡單、生產過程對環境無污染，可操作性強，成品作為電接觸材料廣泛應用交通運輸、冶金、造船、機械、電力、航空等領域。附圖說明圖1為本專利技術的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的實施案例3的電鏡圖片。圖2為本專利技術的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的實施案例在不同負載下的摩擦系數圖。圖3為本專利技術的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的實施案例在400℃時的摩擦系數圖。圖4為本專利技術的一種新型銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的實施案例的電阻率圖。具體實施方式下面結合附圖以及具體實施例對本專利技術作進一步的說明，但本專利技術的保護范圍并不限于此。實施例1一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，包括銀的質量百分比為55％，鉻的質量百分比為15％，二硒化鈮的質量百分比為30％。其制備方法，包括如下步驟：S1、將納米二硒化鈮(NbSe2)粉末添加到0.4mol/L的硝酸銀(AgNO3)溶液中超聲分散1h，放入到烘箱烘干；將烘干的粉末置入Al2O3燒舟中，放入通有H2的高溫擴散爐中加熱到200℃保溫1h，制得銀包覆納米二硒化鈮；S2、將銀粉、鉻粉、步驟S1制得的銀包覆納米二硒化鈮按質量百分比配比制得混合材料；S3、將上述混合材料和不銹鋼磨球按質量比1:10配比，密封放入行星球磨混料機的不銹鋼球磨罐內；將不銹鋼球磨罐抽真空，充入氬氣，球磨機轉速為300r/min，正反轉交替球磨，球磨時間為16h，每次球磨30min，球磨機停止工作10min，交替進行，制得混合粉末；S4、將步驟S3中混合粉末放入模具中，600Mpa，15min壓制成型得復合材料壓胚；S5、將步驟S4中的復合材料壓胚放入管式爐中，充入惰性氣體，600℃高溫燒結1h后隨爐冷卻；S6、將步驟S5中的壓胚復合材料取出在壓力機上進行復壓，600Mpa壓制15min；S7、將步驟S6中的復合材料再次放入到管式爐中，重復步驟S5，制得電接觸自潤滑復合材料。實施例2一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，包括銀的質量百分比為60％，鉻的質量百分比為15％，二硒化鈮的質量百分比為25％。其制備方法，包括如下步驟：S1、將納米二硒化鈮(NbSe2)粉末添加到0.4mol/L的硝酸銀(A本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，其特征在于，包括銀的質量百分比為50?70％，鉻的質量百分比為5?30％，二硒化鈮的質量百分比為10?30％。

【技術特征摘要】
1.一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料，其特征在于，包括銀的質量百分比為50-70％，鉻的質量百分比為5-30％，二硒化鈮的質量百分比為10-30％。2.一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、將納米二硒化鈮NbSe2粉末添加到一定濃度的硝酸銀AgNO3溶液中超聲分散一定時間后，放入到烘箱烘干；將烘干的粉末置入Al2O3燒舟中，放入通有還原氣體的高溫擴散爐中加熱保溫一定時間后，制得銀包覆納米二硒化鈮；S2、將銀粉、鉻粉、步驟S1制得的銀包覆納米二硒化鈮按質量百分比配比制得混合材料；S3、將上述混合材料和不銹鋼磨球按質量比配比，密封放入行星球磨混料機的不銹鋼球磨罐內；將不銹鋼球磨罐抽真空，充入惰性氣體，球磨制得混合粉末；S4、將步驟S3中混合粉末放入模具中，壓制成型得復合材料壓胚；S5、將步驟S4中的復合材料壓胚放入管式爐中，充入惰性氣體，高溫燒結后隨爐冷卻；S6、將步驟S5中的壓胚復合材料取出在壓力機上進行復壓；S7、將步驟S6中的復合材料再次放入到管式爐中，重復步驟S5，制得電接觸自潤滑復合材料。3.根據權利要求1所述的一種銀鉻基電接觸自潤滑復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，AgNO3溶液濃度為0.4mol/L，所述的超聲分散時間為1小時，所述的還原氣體為H2，所述的加熱保溫溫度為200℃，保溫時間為1小時。4.根據權利要求1所述的一種銀鉻基電接觸自潤滑復合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施琴，李長生，張帥，李劍鋒，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32