CN1936081A

CN1936081A - 石墨粉化学镀铜工艺

Info

Publication number: CN1936081A
Application number: CN 200610054512
Authority: CN
Inventors: 李春林; 陈建; 陈宣发; 李新跃; 罗宏; 龚敏; 李静雯
Original assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Current assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: CN100478497C

Abstract

本发明公开了一种石墨粉化学镀铜工艺，通过前期加入过量的铁粉和控制铜盐水溶液的pH值以及温度，提高化学镀铜速率，从而在石墨粉表面形成一层不连续的铜镀层，洗涤过滤后，再加入添加剂和粘结剂，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面之间形成的空隙中，在石墨粉表面和生成的铜颗粒表面之间形成牢固的结合层，然后再进行二次镀铜，在上述粉末的表面形成一层连续的镀铜层。这样既保持了镀铜石墨粉成型烧结后铜能形成连续的三维网络，又大大增强了铜与石墨的结合强度，从而有效地提高了镀铜石墨粉成型烧结体的强度和耐磨性能。本发明工艺简单，易控制，且成本不高。

Description

石墨粉化学镀铜工艺

技术领域

本发明涉及一种石墨粉镀铜工艺，具体涉及一种在石墨粉上用化学方法镀铜的工艺，经该工艺生产的镀铜石墨粉可用于制造高性能电刷、高速列车受电弓滑板、小型精密自润滑滑动轴承以及其他滑动电接触部件的铜/石墨复合材料。

背景技术

铜/石墨复合材料具有许多特殊的性能和用途，它既具有铜的高电导率、高强度和良好的延展性，又具有石墨的良好润滑性、耐蚀性、低膨胀系数及比重小的特点，广泛应用于喷涂材料、液态冶金材料、自润滑轴承、电刷等电工部件。制造铜/石墨复合材料，一般采用粉末冶金法和液态冶金法。目前粉末冶金法已经工业上得到应用，但由于铜粉和石墨粉截然不同的物理化学性质，主要是密度差别太大(前者8.8g/cm³，后者2.2g/cm³)，且石墨粉末凝聚性强，分散性差，故混合不容易均匀，易产生偏析。若用液态冶金法，由于石墨与铜既便在1100℃的高温下其润湿角也高达140°，石墨很难分散于铜中，也易产生偏析。随着石墨含量的增加，会严重损坏复合材料的综合机械性能。

在石墨粉镀铜工艺上，新近研究的方向还有电镀法和化学镀法(即置换法)，电镀或先化学镀后再电镀的石墨粉在镀层连续性和厚度等指标上较优，但由于电镀过程中改变粉末镀层厚度会导致系统电阻的激烈波动，无法保证固定的工艺条件，其工艺控制较麻烦，因此目前化学镀法研究较为活跃。

如公开号为US4240830、发明名称为《Method for making sintered metal-coatedgraphite for high-current collector brushes》(金属包覆石墨粉以及其高电流电刷制作方法)的美国发明专利就公开了这样一种石墨粉化学镀铜或银工艺。该镀铜或银工艺首先采用高温清洁石墨粉表面，随后再对石墨粉进行光敏化处理，再用化学镀的方法在石墨表面镀上一层均匀的铜，最后在氢气氛和450℃～500℃环境下干燥，最后用所得粉末试用做高电流电刷材料。采用此方法可以使铜形成连续的三维网络，有效的利用了铜的导电性和石墨的润滑性，因而能获得允许电流密度大、线速度高、低电阻及低摩擦的新型材料。

由于石墨粉独特的层片状结构，层片间易滑移，包括上述专利公开的工艺在内的现有工艺所得的镀铜石墨粉在后续加工工艺中，难免会出现部分石墨和铜产生分离，从而影响镀铜石墨粉的性能。同时，如先前所述，由于石墨与铜性质的差异，经烧结后，石墨与铜的结合力仍然不高，从而影响其耐磨性能。为提高石墨与镀铜层的结合强度，公开号为JP3146602、发明名称为《METAL COATING POWDER AND MANUFACTURE THEREOF》(金属包覆粉及其制造方法)的日本发明专利就公开了这样一种石墨粉化学镀铜工艺。该工艺采用热滚镀的方式，把低熔点金属(如锡焊粉)加热形成金属液，包覆在石墨粉的表面，然后再用甲醛还原铜盐在此包覆粉表面镀铜，所得的双金属层包覆石墨粉末就具有极好的粘结强度。但是，上述镀铜方法工艺复杂，生产周期长，工人作业量大。

另外，在已有的文献中，都是在铜盐的水溶液中进行镀铜，而水在石墨、碳黑等表面的润湿角较大，水不会很好的浸润粉末，使得粉末团聚并夹杂大量的气泡，漂浮在溶液的表面，在这样的环境下进行化学镀铜不利于提高石墨粉的表面镀覆率以及镀铜层与石墨粉表面的结合强度。为提高石墨粉的表面镀覆率以及镀铜层与石墨粉表面的结合强度，在期刊《机械工程材料》2002年第11期第33-35页披露了一篇文章——《石墨粉表面化学镀铜工艺研究》，文章所述的镀铜工艺采用S_nCl₂.PdCl₂敏化和活化处理石墨粉的表面，但S_nCl₂.PdCl₂的市场价格昂贵，如果使用量较少，镀覆效果很差；而如果为了提高镀覆效果加大使用量，又会大大增加工艺成本，不利于产业上推广。

发明内容

针对现有石墨粉镀铜工艺存在的上述不足，本发明的目的是提供一种新型的石墨粉化学镀铜工艺，本工艺不但流程短、操作方便、可靠、易控制、成本低，而且可以大大提高镀铜石墨粉中镀铜层与石墨粉的结合力，从而提高其成型烧结后的强度和耐磨性能。

本发明的解决方案是这样实现的：

石墨粉化学镀铜工艺，它包括如下步骤：

A、加入有机溶剂将石墨粉、铁粉混合均匀：铁粉的粒度在250目以上，其加入量由石墨粉上需要镀铜的量确定，铁粉的加入量为通过计算理论上能将铜置换出来的量乘以1.02～1.05的系数，石墨粉与有机溶剂的质量比为1∶0.8～1.2；

B、石墨粉表面一次镀铜：在上述混合物中加入铜盐溶液，铜盐溶液总的加入量根据石墨粉上需要镀铜的量确定，第一次铜盐溶液加入量为总加入量的20～40％，加入的铜盐溶液为PH值在1～4之间的酸溶液，铜盐酸溶液边加入边搅拌，搅拌速率控制在20～60转/分钟，直到加入的铜盐完全反应为止；

C、加入添加剂和粘结剂：将B步骤所得物进行洗涤过滤，然后依次加入适量添加剂和粘结剂，搅拌混合，以保证其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜形成的空隙中；

D、镀铜石墨粉表面二次镀铜：将剩余的60～80％的铜盐溶液配制成PH值在5～6之间的酸溶液缓慢加入C步骤所得物中，让剩余的所有铁粉得以充分反应以在上述粉末的表面形成一层连续的铜层，铜盐酸溶液边加入搅拌，搅拌速率控制在20～60转/分钟；

E、镀铜石墨粉洗涤处理：将上述镀铜石墨粉水洗涤至中性；

F、镀铜石墨粉干燥处理：洗涤后的镀铜石墨粉经离心机滤去其中水分，加入钝化剂，然后在氢气氛中干燥，干燥温度在250℃～400℃之间，干燥后再加入钝化剂，即得镀铜石墨粉。

所述有机溶剂为酒精。

所述添加剂为氢氧化铝，也可以是SiC纤维、石墨纤维、有机纤维或者它们的混合物。进一步地，添加剂中可以加入金属硫化物润滑剂(如二硫化钼)。

所述粘结剂为水不溶性胶粘剂，如酚醛树脂、环氧树脂或硅胶等，粘结剂的作用是增强镀铜层、添加剂以及石墨之间的结合力。

在D步二次镀铜时，反应温度控制在10℃～20℃，可以更好地提高镀覆效果。

本发明通过控制第一次铜盐酸溶液的加入量使铁粉相对铜盐过量，同时控制铜盐酸溶液的PH值和温度，来提高第一次化学镀铜速率，此时在石墨粉表面形成一层不连续的铜颗粒。在此基础上，通过加入添加剂和粘结剂，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜形成的空隙中。添加剂为硬度较大的纳米颗粒，该微粒均匀分散在石墨与铜形成的界面上，阻碍铜与石墨间的相互运动，这样就在石墨粉表面和生成的铜颗粒表面形成牢固的结合层，同时该结合层有利于二次镀铜，然后再进行二次镀铜，最终在石墨粉的表面形成一层连续、均匀的铜层。这样既保持了镀铜石墨粉成型烧结后铜能形成连续的三维网络，又大大增强了铜与石墨的结合强度，从而有效地降低镀铜石墨粉成型烧结体的电阻率和提高其耐磨性能。

另外，本发明使用有机溶剂对石墨粉进行充分的浸润，为后续的镀铜工艺提供了一个良好的基础，在这样的环境下进行化学镀铜十分有利于提高石墨粉的表面镀覆率以及镀铜层与石墨粉表面的结合强度，由此进一步提高了制品的综合性能。

本工艺流程短，操作简单、方便、可靠、易控制，而且选用廉价的有机溶剂酒精，避开了敏化处理需采用的昂贵的S_nCl₂.PdCl₂等原料，成本低，非常适合工业化运用。

具体实施方式

本发明采用石墨粉末、铁粉、铜盐为主要原料，同时还需要一定量的有机溶剂，有机溶剂的加入量为石墨粉质量的0.8～1.2倍。首先明确镀覆比(即镀铜质量/石墨粉质量)，由此可以计算出在确定重量的石墨粉上需要镀铜的量，在此基础上再确定铜盐和铁粉的加入量。铁粉的加入量为通过计算理论上能将铜置换出来的量乘以1.02～1.05的系数，计算公式见公式(1)：

铁粉加入量＝56×(镀铜质量/64)×1.02～1.05………(1)

铜盐的量可根据公式(2)确定：

铜盐质量＝镀铜质量/(64/铜盐的分子量)………(2)

当铜盐的量确定后取其中的20～40％配制成PH值在1～4之间的酸溶液，简称铜盐酸溶液A，再把剩余的60～80％的铜盐配制成PH值在5～6之间的酸溶液，简称铜盐酸溶液B。比如，要在1000g的石墨粉表面镀铜，镀覆比为1.0，算出镀铜量为1000g，根据上述公式(1)计算出需要的铁粉为892.5～918.75g，如果铜盐是五水硫酸铜，其分子量为250，则需要五水硫酸铜3906.25g，再根据上述要求配制出铜盐酸溶液A和铜盐酸溶液B，而有机溶剂可在800～1200g之间选择。

首先加入有机溶剂将上述石墨粉、铁粉混合均匀，在较慢的搅拌速度(20～60转/分钟)下，逐渐加入铜盐酸溶液A与铁粉进行置换反应进行一次镀铜，酸的加入，有利于提高铁粉与铜盐反应速率(在一次镀铜中，不需采取冷却措施，其反应放出的热量，有利于进一步提高反应速率)，在较快的反应速率下，石墨粉表面镀覆上一层不连续铜镀层；继而进行洗涤过滤；过滤结束后再依次加入添加剂和粘结剂，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜形成的空隙中；然后加入铜盐酸溶液B进行二次镀覆，直到所有的铁粉完全参与反应，反应温度控制在10℃～20℃，使得在上述粉末表面形成一层均匀连续的镀铜层，最后洗涤、干燥即得成型烧结后具有高强度和高耐磨性的镀铜石墨粉。

本发明使用的有机溶剂不但价格便宜，而且可以对石墨粉进行充分的浸润，为后续的镀铜工艺提供了一个良好的基础，在这样的环境下进行化学镀铜十分有利于提高石墨粉的表面镀覆比以及镀铜层与石墨粉表面的结合强度，由此可以大大提高制品的综合性能。有机溶剂选用廉价易得的酒精。

本发明用来镀铜的石墨粉可以是天然石墨粉，也可以是人造石墨粉或者其他碳素粉末，还可以是它们之间两种或多种形成的混合粉体。

本发明的添加剂是氢氧化铝，也可以是SiC纤维、石墨纤维、其他有机纤维或者它们的混合物。为了进一步提高镀覆效果，添加剂中可以加入金属硫化物润滑剂(如二硫化钼)。下面以氢氧化铝为例，来阐述添加剂的作用：采用化学沉积的方法，利用一次镀铜后的镀铜石墨粉末大量的表面积，可以方便地获得分散均匀而十分微小的氢氧化铝沉淀(或以氢氧化铝胶体的形式填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜形成的空隙中)，在干燥过程中，氢氧化铝分解，形成三氧化二铝微粒。经压制成型烧结后，这种微粒均匀地分散在铜与石墨的界面上以及铜基中，阻止石墨层片间以及铜的位错滑移，从而增加其强度和耐磨性能，且工艺简单，成本低。

粘结剂的目的是让添加剂牢固地结合在石墨粉表面和铜表面上，它为水不溶性胶粘剂，如酚醛树脂、环氧树脂或硅胶等。添加剂在粘结剂的帮助下可以在石墨粉表面和生成的铜颗粒表面之间形成牢固的结合层，显著增强镀铜层与石墨的结合力，以及石墨粉表面形成的铜颗粒之间的作用力。

为了进一步充分公开本发明石墨粉化学镀铜工艺，列举以下具体实施例进行说明(假设需要镀铜的石墨粉均为5g，铜盐选用五水硫酸铜)：

实施例1：

准备原料：天然石墨粉5g，假设要求铜的镀覆比为1.0，由此计算出需要镀铜的量为5g，根据上述铁粉计算公式(1)可以计算出理论上需要铁粉4.375g，乘以1.02～1.05的系数后则实际需要的铁粉在4.46～4.59g之间，本实施例取4.5g，粒度为300目；根据公式(2)计算出需要五水硫酸铜19.53 g，先取30％即5.86g的五水硫酸铜制成五水硫酸铜溶液，再在五水硫酸铜溶液中加入硫酸配制成PH值为1的五水硫酸铜酸溶液A，再把剩余的70％即13.67g的五水硫酸铜配制成PH值为5的五水硫酸铜酸溶液B；有机溶剂为酒精，按石墨粉一倍量称量即5g，也就是6.25ml。其镀覆步骤为：

A、将称量好的天然石墨粉5g、铁粉4.5g和酒精6.25ml三种原料混合均匀：

B、在上述粉体中逐渐加入备好的铜盐酸溶液A，边加入边搅拌，搅拌速率控制在25转/分钟，直到加入的硫酸铜溶液与铁粉完全反应为止，此时在石墨粉的表面形成一层不连续的铜镀层；

C、将上述所得粉末进行洗涤过滤以除去生成的硫酸铁，在搅拌中，依次加入氯化铝0.3g、氨水2ml、酚醛树脂1g(其中氯化铝和氨水反应生成添加剂氢氧化铝，而不是直接加氢氧化铝)，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面形成的空隙中；

D、在上述所得的粉末中逐渐加入备好的铜盐酸溶液B，边加入边搅拌，搅拌速率控制在25转/分钟，让剩余的所有铁粉得以充分反应，反应温度控制在10℃，此时在上述粉末的表面形成一层连续的铜层；

E、将上述镀铜石墨粉水洗至中性；

F、将上述镀铜石墨粉经离心机滤去其中水份，加入苯骈三氮唑进行钝化，最后在氢气氛中干燥，干燥温度为350℃。干燥后再加入苯骈三氮唑钝化剂，即得镀铜石墨粉。

测试表明，所得镀铜石墨粉成型烧结后电刷的电阻率为0.4μΩ·m；磨损量为0.4mm/100hr。而在配方和成型烧结工艺相同的条件下，采用粉末冶金所得电刷的电阻率为0.6μΩ·m；磨损量为0.9mm/100hr。

实施例2：

准备原料：人造石墨粉5g，假设要求铜的镀覆比为0.5，由此计算出需要镀铜的量为2.5g，根据上述铁粉计算公式(1)可以计算出理论上需要铁粉2.1875g，乘以1.02～1.05的系数后则实际需要的铁粉在2.23～2.30g之间，本实施例取2.30g，粒度为250目；根据公式(2)计算得出需要五水硫酸铜9.77g，先取1.95g的五水硫酸铜，再加入冰乙酸配制成PH值为2的五水硫酸铜酸溶液A，再把剩余的7.82g的五水硫酸铜配制成PH值为6的五水硫酸铜酸溶液B；有机溶剂为酒精，称量4g，即5ml。其镀覆步骤为：

A、将称量好的人造石墨粉5g、铁粉2.30g和酒精5ml三种原料混合均匀；

B、在上述混合物中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液A，边加入边搅拌，搅拌速率控制在30转/分钟，直到加入的五水硫酸铜溶液与铁粉完全反应为止，此时在石墨粉的表面形成一层不连续的铜镀层；

C、将上述所得粉末进行水洗、过滤以除去生成的硫酸铁，在搅拌中，依次加入氯化铝0.4g、氨水2.6ml、酚醛树脂1.2g和二硫化钼0.1g，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面形成的空隙中；

D、在上述所得的粉末中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液B，边加入边搅拌，搅拌速率控制在35转/分钟，让剩余的所有铁粉得以充分反应，反应温度控制在18℃，此时在上述粉末的表面形成一层连续的铜层；

E、将上述镀铜石墨粉水洗至中性；

F、将上述镀铜石墨粉经离心机滤去其中水份，加入苯骈三氮唑进行钝化，最后在氢气氛中干燥，干燥温度为400℃。干燥后再加入苯骈三氮唑钝化剂，即得镀铜石墨粉。

测试表明，所得镀铜石墨粉成型烧结后电刷的电阻率为2.1μΩ·m；磨损量为0.12mm/100hr。而在配方和成型烧结工艺相同的条件下，采用粉末冶金所得电刷的电阻率为3.3μΩ·m；磨损量为0.3mm/100hr。

实施例3：

准备原料：天然石墨粉2.5g、人造石墨粉2.0g、碳粉0.5g形成混合石墨粉5g，假设要求铜的镀覆比为1.5，由此计算出需要镀铜的量为7.5g，根据上述铁粉计算公式(1)可以计算出理论上需要铁粉6.56g，乘以1.02～1.05的系数后则实际需要的铁粉在6.69～6.89g之间，本实施例取6.8g，粒度为350目；根据公式(2)计算出需要五水硫酸铜29.30g，先取8.79g的五水硫酸铜配制成PH值为3的五水硫酸铜酸溶液A，再把剩余的20.51g的五水硫酸铜配制成PH值为5的五水硫酸铜酸溶液B；有机溶剂为酒精，称量6g，即7.5ml。其镀覆步骤为：

A、将称量好的石墨粉混合物5g、铁粉6.8g和酒精7.5ml三种原料混合均匀；

B、在上述混合物中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液A，边加入边搅拌，搅拌速率控制在40转/分钟，直到加入的五水硫酸铜溶液与铁粉完全反应为止，此时在石墨粉的表面形成一层不连续的铜镀层；

C、将上述所得粉末进行水洗、过滤以除去生成的硫酸铁，在搅拌中，依次加入氯化铝0.3g、氨水2ml、酚醛树脂1g、二硫化钼0.1g，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面形成的空隙中；

D、在上述所得的粉末中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液B，边加入边搅拌，搅拌速率控制在50转/分钟，让剩余的所有铁粉得以充分反应，反应温度控制在20℃，此时在上述粉末的表面形成一层连续的铜层；

E、将上述镀铜石墨粉水洗至中性；

测试表明，所得镀铜石墨粉成型烧结后电刷的电阻率为0.2μΩ·m；磨损量为1.2mm/100hr。而在配方和成型烧结工艺相同的条件下，采用粉末冶金所得电刷的电阻率为0.3μΩ·m；磨损量为2.3mm/100hr。

实施例4：

准备原料：天然石墨粉5g，假设要求铜的镀覆比为2.0，由此计算出需要镀铜的量为10g，根据上述铁粉计算公式(1)可以计算出理论上需要铁粉8.75g，乘以1.02～1.05的系数后则实际需要的铁粉在8.92～9.18g之间，本实施例取8.92g，粒度为300目；根据公式(2)计算得出需要五水硫酸铜39.06g，先取15.63g的五水硫酸铜配制成PH值为4的硫酸铜酸溶液A，再把剩余的23.43g的五水硫酸铜配制成PH值为6的硫酸铜酸溶液B；有机溶剂为酒精，称量5g，即6.25ml。其镀覆步骤为：

A、将称量好的天然石墨粉5g、铁粉8.92g和酒精6.25ml三种原料混合均匀；

B、在上述混合物中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液A，边加入边搅拌，搅拌速率控制在60转/分钟，直到加入的五水硫酸铜溶液与铁粉完全反应为止，此时在石墨粉的表面形成一层不连续的铜镀层；

c、将上述所得粉末进行水洗、过滤以除去生成的硫酸铁，在搅拌中，依次加入SiC晶须0.2g、石墨纤维0.2g、环氧树脂0.8g和二硫化钼0.15g，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面形成的空隙中；

D、在上述所得的粉末中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液B，边加入边搅拌，搅拌速率控制在60转/分钟，让剩余的所有铁粉得以充分反应，反应温度控制在15℃，此时在上述粉末的表面形成一层连续的铜层；

E、将上述镀铜石墨粉水洗至中性；

F、将上述镀铜石墨粉经离心机滤去其中水份，加入苯骈三氮唑进行钝化，最后在氢气氛中干燥，干燥温度为250℃。干燥后再加入苯骈三氮唑钝化剂，即得镀铜石墨粉。

测试表明，所得镀铜石墨粉成型烧结后电刷的电阻率为0.2μΩ·m；磨损量为1.4mm/100hr。而在配方和成型烧结工艺相同的条件下，采用粉末冶金所得电刷的电阻率为0.3μΩ·m；磨损量为3.2mm/100hr。

实施例5：

准备原料：天然石墨粉3.5g、人造石墨粉1.0g、碳粉0.5g形成混合石墨粉5g，假设要求铜的镀覆比为0.8，由此计算出需要镀铜的量为4.0g，根据上述铁粉计算公式(1)可以计算出理论上需要铁粉3.5g，乘以1.02～1.05的系数后则实际需要的铁粉在3.57～3.69g之间，本实施例取3.6g，粒度为400目；根据公式(2)计算得出需要五水硫酸铜15.63g，先取5.47g的五水硫酸铜配制成PH值为2的硫酸铜酸溶液A，再把剩余的10.16g的五水硫酸铜配制成PH值为5的硫酸铜酸溶液B；有机溶剂为酒精，称量5.5g，即6.875ml。其镀覆步骤为：

A、将称量好的石墨粉混合物5g、铁粉3.6g和酒精6.875ml三种原料混合均匀；

B、在上述混合物中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液A，边加入边搅拌，搅拌速率控制在20转/分钟，直到加入的五水硫酸铜溶液与铁粉完全反应为止，此时在石墨粉的表面形成一层不连续的铜镀层；

C、将上述所得粉末进行水洗、过滤以除去生成的硫酸铁，在搅拌中，依次加入SiC晶须0.2g、石墨纤维0.2g、硅胶1.0g和二硫化钼0.1g，搅拌混合，让其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜表面形成的空隙中；

D、在上述所得的粉末中逐渐加入备好的五水硫酸铜酸溶液B，边加入边搅拌，搅拌速率控制在20转/分钟，让剩余的所有铁粉得以充分反应，反应温度控制在10℃，此时在上述粉末的表面形成一层连续的铜层；

E、将上述镀铜石墨粉水洗至中性；

F、将上述镀铜石墨粉经离心机滤去其中水份，加入肥皂泡进行钝化，最后在氢气氛中干燥，干燥温度为300℃。干燥后再加入肥皂泡，即得镀铜石墨粉。

测试表明，所得镀铜石墨粉成型烧结后电刷的电阻率为1.2μΩ·m；磨损量为0.31mm/100hr。而在配方和成型烧结工艺相同的条件下，采用粉末冶金所得电刷的电阻率为1.8μΩ·m；磨损量为0.45mm/100hr。

上述实施例表明，按本工艺获得的铜/石墨复合材料其电阻率下降高达33％，磨损量减少高达50～60％。

虽然本发明的目的是提供一种石墨粉表面的化学镀铜工艺，但除了在石墨粉表面镀铜外，按本发明给出的镀覆工艺，可以成功地在石墨粉表面进行其它金属的化学镀覆，如镀银等。而且除了在石墨粉上镀覆外，按本发明给出的镀覆工艺，可以成功地在铝粉、镍粉等金属粉末表面进行镀铜和镀银。

Claims

1、石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于它包括如下步骤：

B、石墨粉表面一次镀铜：在上述混合物中加入铜盐溶液，铜盐溶液总的加入量根据石墨粉上需要镀铜的量确定，第一次铜盐溶液加入量为总加入量的20～40％，加入的铜盐溶液为PH值在1～4之间的酸溶液，铜盐酸溶液边加入边搅拌，搅拌速率控制在20～60转/分钟，直到加入的铜盐与铁粉完全反应为止；

C、加入添加剂和粘结剂：将B步骤所得物进行洗涤过滤，然后依次加入适量添加剂和粘结剂，搅拌混合，添加剂和粘结剂的加入量以保证其充分填隙在未镀上铜的石墨粉表面和镀铜形成的空隙中；

E、镀铜石墨粉洗涤处理：将上述镀铜石墨粉水洗涤至中性；

2、根据权利要求1所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：在D步镀铜石墨粉表面二次镀铜时，反应温度控制在10℃～20℃。

3、根据权利要求1或2所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述添加剂为氢氧化铝，也可以是SiC纤维、石墨纤维、其他有机纤维或者它们的混合物。

4、根据权利要求1所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述添加剂中加有适量金属硫化物润滑剂。

5、根据权利要求4所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述金属硫化物润滑剂为二硫化钼。

6、根据权利要求1所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述粘结剂为水不溶性胶粘剂。

7、根据权利要求6所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述水不溶性胶粘剂为酚醛树脂、环氧树脂或硅胶。

8、根据权利要求1所述的石墨粉化学镀铜工艺，其特征在于：所述有机溶剂为酒精。