本發(fā)明涉及電氣觸頭材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種高壓電氣電觸頭材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：輸變電工程中的導(dǎo)電連接普遍存在過熱現(xiàn)象，尤其是戶外高壓隔離開關(guān)電接觸部位發(fā)熱缺陷易發(fā)、頻發(fā)，成為一個(gè)難以治理的頑疾。據(jù)國(guó)網(wǎng)運(yùn)檢部統(tǒng)計(jì)，截止2012年底，國(guó)網(wǎng)公司110（66）kV以上等級(jí)在運(yùn)開關(guān)32.3萬組，其中110kV隔離開關(guān)占58.1%，共發(fā)生缺陷5310次，110kV等級(jí)開關(guān)占55.3%，服役5年的設(shè)備占多數(shù)；其次，過熱缺陷存在與各個(gè)廠家的產(chǎn)品中，這說明發(fā)熱缺陷是一個(gè)共性問題，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的研究及治理；再次，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，目前高壓隔離開關(guān)工作電流一般僅為其額定負(fù)載電流的60%，超過70％就可能發(fā)生過熱，而異常發(fā)熱占總?cè)毕莸?5%，70%以上的動(dòng)靜觸頭存在污染和腐蝕現(xiàn)象，過熱缺陷次數(shù)始終居各類缺陷之首，嚴(yán)重制約著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著電網(wǎng)的負(fù)荷持續(xù)增加，電連接器件發(fā)熱概率也隨之增加，而供電可靠性的不斷提升及“狀態(tài)檢修管理”的實(shí)施推廣，給停電消缺帶來巨大困難。因此只能從隔離開關(guān)的可靠性上尋找出路，改造更換現(xiàn)有32萬組隔離開關(guān)不現(xiàn)實(shí)，可行的措施是通過對(duì)隔離開關(guān)關(guān)鍵部位進(jìn)行改造或采用防護(hù)材料，提升其運(yùn)行可靠性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高壓電氣電觸頭材料及其制備方法，以解決上述
背景技術(shù)：
中提出的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉80-90份、銻1-5份、錫1-3份、鉻0.5-1份、鑭0.5-1.5份以及石墨銀復(fù)合材料5-10份組成。優(yōu)選的，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度1.5×10-3-2.5×10-3Pa，熔煉時(shí)間為10min-15min，即得到電觸頭材料。優(yōu)選的，所述石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：200-380g/L的Ag和KI混合水溶液、10-30ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、10-30ml/L的十二烷基葡萄糖苷和20-40g/L的石墨；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。優(yōu)選的，所述步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為300-500轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為5min-8min；高速球磨轉(zhuǎn)速為2000-3000轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為10min-15min。優(yōu)選的，所述步驟A中復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，制得的電觸頭材料硬度高，具有優(yōu)異的耐腐蝕、抗沖擊、耐高溫高壓的性能，適合于用在高壓電氣觸頭上，使用壽命長(zhǎng)。（2）本發(fā)明中的石墨銀復(fù)合材料制備方法能夠促進(jìn)石墨顆粒均勻分布，提高了石墨銀復(fù)合材料表面的平整度和致密性。（3）本發(fā)明中的混合材料采用高低速球磨，能夠提高混合材料球磨均勻性，能夠進(jìn)一步提高觸頭材料的穩(wěn)定性。具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一：本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉80份、銻1份、錫1份、鉻0.5份、鑭0.5份以及石墨銀復(fù)合材料5份組成。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度1.5×10-3-Pa，熔煉時(shí)間為10min，即得到電觸頭材料。本實(shí)施例中，石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：200g/L的Ag和KI混合水溶液、10ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、10ml/L的十二烷基葡萄糖苷和20g/L的石墨；復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法的步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為5min；高速球磨轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為10min。實(shí)施例二：本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉90份、銻5份、錫3份、鉻1份、鑭1.5份以及石墨銀復(fù)合材料10份組成。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度2.5×10-3Pa，熔煉時(shí)間為15min，即得到電觸頭材料。本實(shí)施例中，石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：380g/L的Ag和KI混合水溶液、30ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、30ml/L的十二烷基葡萄糖苷和40g/L的石墨；復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法的步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為8min；高速球磨轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為15min。實(shí)施例三：本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉82份、銻2份、錫2份、鉻0.6份、鑭0.7份以及石墨銀復(fù)合材料6份組成。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度1.7×10-3-Pa，熔煉時(shí)間為11min，即得到電觸頭材料。本實(shí)施例中，石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：230g/L的Ag和KI混合水溶液、15ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、15ml/L的十二烷基葡萄糖苷和25g/L的石墨；復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法的步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為6min；高速球磨轉(zhuǎn)速為2200轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為11min。實(shí)施例四：本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉88份、銻4份、錫2份、鉻0.8份、鑭1.3份以及石墨銀復(fù)合材料9份組成。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度2.3×10-3Pa，熔煉時(shí)間為14min，即得到電觸頭材料。本實(shí)施例中，石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：350g/L的Ag和KI混合水溶液、25ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、25ml/L的十二烷基葡萄糖苷和35g/L的石墨；復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法的步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為7min；高速球磨轉(zhuǎn)速為2800轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為14min。實(shí)施例五：本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種高壓電氣電觸頭材料,主要由銅粉85份、銻3份、錫2份、鉻0.8份、鑭1份以及石墨銀復(fù)合材料7份組成。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法包括以下步驟：A、將銅粉、銻、錫、鉻、鑭以及石墨銀復(fù)合材料混合后加入球磨機(jī)中球磨，制成混合粉末；B、將混合粉末放入模具中進(jìn)行致密化處理，制成坯件；C、將步驟C得到的坯件進(jìn)行真空電弧熔煉，熔煉爐真空度2×10-3Pa，熔煉時(shí)間為12min，即得到電觸頭材料。本實(shí)施例中，石墨銀復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：A、配制復(fù)合電鍍液：復(fù)合電鍍液成分為：270g/L的Ag和KI混合水溶液、20ml/L的N-乙酰-L-脯氨酸、20ml/L的十二烷基葡萄糖苷和30g/L的石墨；復(fù)合電鍍液混合方法為：將Ag和KI混合水溶液、N-乙酰-L-脯氨酸、十二烷基葡萄糖苷和石墨混合后加入高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為20min；B、將基體銅件放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲處理，除去表面的油污，之后在混合酸中除去氧化膜；C、將步驟B處理后的銅件作為陰極，放入步驟A的電鍍液中，將銀板作為陽極，電鍍結(jié)束后得到石墨銀復(fù)合材料。本實(shí)施例中，電觸頭材料制備方法的步驟A中球磨機(jī)先進(jìn)行低速球磨，再進(jìn)行高速球磨，低速球磨轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為7min；高速球磨轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為13min。實(shí)驗(yàn)例：將市面上普通電觸頭材料與本發(fā)明各實(shí)施例制得的電觸頭材料進(jìn)行硬度、導(dǎo)電性能和摩擦性能試驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如下表：硬度（HB）電導(dǎo)率（%）摩擦系數(shù)普通材料2550.50.009實(shí)施例一6087.20.12實(shí)施例二6286.80.15實(shí)施例三6187.20.18實(shí)施例四6186.30.21實(shí)施例五6589.90.25由以上表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例五制得材料能夠達(dá)到最佳效果。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，制得的電觸頭材料硬度高，具有優(yōu)異的耐腐蝕、抗沖擊、耐高溫高壓的性能，適合于用在高壓電氣觸頭上，使用壽命長(zhǎng)；本發(fā)明中的石墨銀復(fù)合材料制備方法能夠促進(jìn)石墨顆粒均勻分布，提高了石墨銀復(fù)合材料表面的平整度和致密性；本發(fā)明中的混合材料采用高低速球磨，能夠提高混合材料球磨均勻性，能夠進(jìn)一步提高觸頭材料的穩(wěn)定性。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3