[發(fā)明專利]銀－石墨電接觸復(fù)合鍍層及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810034836.8
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101256903A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳哲;王浩偉;張亦杰;李險峰;馬乃恒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H01H1/02
• 分類號: H01H1/02;H01H1/025;H01B1/00;C25D3/46
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種銀-石墨復(fù)合材料及其制備方法，特別是一種銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層及其制備方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)上廣泛應(yīng)用銀作為電接觸材料，但純銀硬度低、耐磨性較差、抗熔焊性較差。銀和石墨的復(fù)合不僅具有優(yōu)良的潤滑性，而且能大幅提高銀的抗氧化性及抗熔焊性，因此在需要滑動接觸的部件上具有特別的應(yīng)用優(yōu)勢。目前工業(yè)上主要采用粉末冶金的方法制備銀-石墨復(fù)合材料，存在的問題材料致密度差，石墨分布不均勻，觸頭電壽命較差，且不能制備形狀復(fù)雜的零件。此外據(jù)統(tǒng)計，目前世界上用于觸頭材料的銀占全部用銀量的四分之一。而銀作為一種貴金屬，成本高，采用復(fù)合電鍍的方法制備觸點材料，能減少銀的損耗，且制備方法簡單，在經(jīng)濟(jì)上有重大的意義。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的茶新，德國Siemens公司在氰化鍍銀體系下開發(fā)了復(fù)合電鍍制備銀-石墨復(fù)合鍍層的工藝方法，但存在的問題是制備的鍍層表面粗糙、疏松多孔，導(dǎo)致磨損量大，使用壽命不長。同時由于氰化物是劇毒的，對環(huán)境造成巨大的污染，即將面臨淘汰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層及其制備方法，使其用超聲輔助復(fù)合電鍍法在銅基體表面上制備銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層。本發(fā)明使用的電鍍液無毒害，對環(huán)境友好，能大量節(jié)省用銀，且工藝簡單，易于操作，對設(shè)備要求低，生產(chǎn)成本低；制備的鍍層表面光潔、致密度高，石墨顆粒分散均勻，接觸電阻低，硬度高。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明所涉及的銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層，由銀和石墨兩相組成，其中石墨體積分?jǐn)?shù)為1％-15％，銀的體積分?jǐn)?shù)為85％-99％。物理性能為接觸電阻1.2mΩ-2m?Ω，硬度70Hv-100Hv，致密度達(dá)到99.9％以上。

本發(fā)明所涉及的銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層的制備方法，包括以下步驟：

第一步、配制復(fù)合電鍍液。

復(fù)合電鍍液主要成分為：甲烷磺酸銀0.05M/L-0.5M/L，丁二酰亞胺0.15M/L-1.5M/L，硼酸0.5M/L-0.5M/L，pH值8-11，溶液中石墨含量2g/L-50g/L。

第二步、石墨顆粒分散。

在第一步得到得電鍍液中加入十二烷基聚氧乙烯醚(BRIJ35)2g/L作為石墨膠體的分散劑，然后攪拌10分鐘-30分鐘使其充分溶解，然后將復(fù)合電鍍液置于超聲槽中超聲處理10分鐘-30分鐘，使溶液中的石墨膠體充分分散。

第三步、基體預(yù)處理。

配置除氧化膜混合酸：體積百分比為：H₂SO₄∶HNO₃∶HCl＝90∶9∶1。

將基體銅件置于丙酮溶液中，在超聲槽中除油5分鐘-15分鐘。

然后在混合酸中除氧化膜，酸洗時間為1秒-5秒。

第四步、復(fù)合電鍍

將經(jīng)過第三步預(yù)處理過的銅件作為陰極，置于第二步所制備的復(fù)合電鍍液中，采用超聲作用在陰極表面，超聲頻率20KHz-45KHz，超聲功率為5W/cm²-250W/cm²，電流密度范圍0.5-6A/dm²，溫度35-80℃，pH?8-11，電鍍時間10-60分鐘，陽極采用銀板。電鍍結(jié)束得到銀-石墨電接觸復(fù)合鍍層。

本發(fā)明采用環(huán)保型復(fù)合電鍍工藝制備銀-石墨復(fù)合電接觸鍍層，厚度可達(dá)10-100μm，硬度為70-100Hv。此工藝主要優(yōu)點是：電鍍液環(huán)保無毒害，超聲能促進(jìn)石墨顆粒的均勻分布，在超聲作用下制備的復(fù)合鍍層表面平整、致密度高。采用復(fù)合電鍍的方法制備的銀-石墨復(fù)合材料相對于粉末冶金、擠壓燒結(jié)等方法能大量節(jié)省用銀，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。

實施例1

第一步，配制復(fù)合電鍍液：配制的電鍍液參數(shù)為：甲烷磺酸銀0.05M/L，丁二酰亞胺0.25M/L，硼酸0.05M/L，石墨含量10g/L，pH?8。

第二步，石墨顆粒的分散：在復(fù)合電鍍液中加入分散劑含量2g/L(十二烷基聚氧乙烯醚)，然后攪拌10分鐘使其充分溶解，然后將復(fù)合電鍍液置于超聲槽中超聲處理10分鐘，使溶液中的石墨膠體充分分散。

第三步，基體預(yù)處理：