CN113238020A - 一种快速研发新型电接触材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速研发新型滑动电接触实验材料的方法，适用于多元合金材料快速研发。该方法步骤如下：1)梯度凝固高通量实验加速新型电接触材料合金最佳成分筛选；2)分熔凝固高通量制备技术优化合金锭坯高效制备技术；3)基于梯度温度高通量均匀化热处理技术和高通量塑形变形技术优化合金热处理及塑性变形加工工艺；4)银基电接触材料综合性能评定及验证。本发明在材料成分设计和制备加工工艺筛选的过程中，运用材料基因工程的思想，基于高通量实验技术快速实现多元合金最佳成分筛选及目标成分高效低成本制备，极大地提高实验和研究的效率。

Description

一种快速研发新型电接触材料的方法

技术领域

本发明属于滑动电接触材料以及材料基因工程技术领域，具体涉及一种快速研发新型电接触材料的方法，适用于多元合金电接触材料的快速研发，有助于电接触材料的成分优化设计及高效低成本制备。

背景技术

直流微电机是视听电子设备、办公自动化设备、通信设备、汽车及家用电器制造业不可或缺的电子器件。大部分直流微电机都是采用三极换向器与电刷的滑动接触来实现电力传输，维持电机运转的。因此换向器与电刷的工作状况对电机的稳定性和使用寿命有着举足轻重的影响。换向器是直流微电机的核心元件之一，它一般采用廉贵复合的方法制备，基层金属一般为廉价金属Cu或Cu合金，起结构作用，面层金属为Ag基合金，起导电、耐磨的功能作用。早期主要使用含Cd合金如AgCd、AgCuCd等，随着技术的进步和环保法规的健全，尤其是欧盟RoHS指令的强制实施，含Cd合金退出市场，现已开发出多种环保型新型换向器材料，常用的有AgCu、AgCuNi、AgCuZnNi、AgCuRE、AgMgNi、AgSnO2、AgZnO等系列的材料。这些合金由于其具备良好的导电性、低接触电阻、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损和耐电弧损伤等优良性能，已经在绝大部分微电机产品中替代了含Cd毒的AgCd合金材料。但是这些合金在服役过程中仍存在使用寿命短、稳定性差的问题。近年来，随着微电机制造业的迅猛发展，其在小型化、低噪音、运转速度稳定和使用寿命等方面的性能指标要求越来越高，为了提高换向器材料的可靠性和使用寿命，进一步提高材料的耐磨性能，因此开发高耐磨长寿命的换向器材料势在必行。目前主要通过引入新的强化组元和改变添加元素含量的合金化法来开发新型滑动式电接触材料。但新型开发合金为四元、五元甚至其他多元合金，在设计开发时，面临因组分和结构复杂导致的研发工作量大等普遍性问题。

尽管现有的实验技术手段有能力制备、生产具有各种功能性质的结构，甚至是非基态高能结构。但是，实验寻找和优化设计功能材料的方法通常是“试错法”。由组分、结构、制备加工条件等因素决定的材料空间巨大。通过“试错法”在巨大的材料空间中寻找新的电接触材料，面临开发周期长、成本高等问题。为了提高功能材料的开发和合成效率，满足市场的需求，以美国为首的发达国家和发展中国家相继提出了“材料基因组”计划，旨在以理论指导实验开发和合成功能材料。因此本发明基于“材料基因组”中高通量实验技术开发新型电接触材料，以期更加高效率、低成本的获取更可靠的材料。本发明提出一种高通量梯度凝固法制备成分梯度材料，获取大量同一性较好的高质量数据。且该方法能解决扩散多元节、薄膜法等制备梯度成分材料时存在前期准备工作繁琐、不能塑性加工等问题。

此外，在国内外的研究中，高通量试验主要实现合金多组分制备，但是对于凝固制备过程的工艺参数筛选以及热处理和塑性加工工艺优化涉及较少。合金最终性能由组分、结构、制备加工条件等多因素共同决定，而热处理条件和制备加工条件的优化筛选与成分设计一样，存在筛选周期长、设计成本高等问题。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于针对目前研发新型多元电接触合金材料时存在成本高、工作量巨大等问题，提出在材料成分设计和制备加工工艺筛选的过程中，运用材料基因工程的思想，采用梯度凝固高通量实验方法，实现大大促进研发的速度、节约实验成本、提升搜索新材料能力等目的。同时，本发明采用分熔凝固高通量制备方法、梯度温度均匀化热处理方法及高通量塑性加工方法，分别用于多元合金铸锭最佳工艺参数筛选、均匀化热处理条件筛选以及塑性变形工艺优化，最终达到高效率低成本实现理想成分合金设计和制备加工工艺优化的目的。

为达上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种成分梯度分布的滑动电接触实验材料高通量制备方法，具体步骤如下：

S1-1按所需成分配比分别进行称量配料，采用高通量梯度成分定向凝固制备方法获得成分连续变化的梯度样品。上模具装溶质合金，下模具装等浓度的基体合金。采用高频感应加热，通过利用塞棒控制溶质合金熔液的流量，来控制实现下面模具中金属液中溶质的浓度，最终获得成分梯度变化的梯度合金样品铸锭；

S1-2对铸态样品继续进行热处理和加工。均匀化热处理的时间至少4小时以上，以保证成分、组织和性能的均匀性。均匀化热处理后进行冷拉拔加工，单道次变形量控制在4-15％以内，总变形量控制在50％以上，中间不进行退火；

S1-3对铸态、热处理态和加工态的梯度合金样品不同位置的硬度、电阻率等性能和成分进行测试，针对性能要求筛选出最佳合金成分配比(在进行滑动电接触多元合金材料成分设计时，为了简化试验以及突出铸态、加工态和热处理态时的性能对比，主要考察材料的导电性和力学性能，期望获得接触电阻较低，强度(硬度)较高的材料)。

S2-1采用分熔凝固高通量制备方法制备梯度组织合金。首先，感应加热熔炼最佳成分配比的合金样品，待完全熔化后通过牵引杆先牵引出一段凝固铸锭，然后暂停牵引装置，改变牵引速度，保温一段时间后再次启动牵引装置牵引出另一段不同牵引速度的铸锭，再次暂停牵引，再次改变牵引速度；以此类推，最终形成一根整体的成分相同而凝固组织不同的凝固铸锭；

S2-2对不同牵引速度制备的合金组织及性能进行表征，并筛选出最佳牵引速度(性能要求：电阻低而硬度高；组织要求：铸锭宏微观缺陷少，组织均匀，低熔点非平衡相和枝晶偏析少，第二相均匀弥散分布且细晶强化效应和弥散强化效应显著。下述组织性能要求同此，不再赘述)；

S2-3依次改变加热温度和冷却水流量等凝固工艺参数，重复上述步骤S2-1和步骤S2-2的操作，获得不同凝固参数下的合金铸坯，最终筛选出最佳凝固工艺参数。

S3-1对合金锭坯采用梯度温度高通量均匀化热处理方法，制备出组织和性能梯度分布的合金锭坯。加热方式为采用单股感应线圈加热，将适当长度的实验样品横穿感应线圈，并置于正中间，两端用绝热性较好的氧化铝陶瓷片支撑，缓慢升高感应加热功率，使试样在感应线圈位置的温度达到设定的温度，然后保持加热功率不变，试样中间位置局部加热，通过热传递，温度从中间位置到两端逐渐降低，从而实现了试样内部温度连续变化，通过一定时间的加热，相当于同一个试样的不同部位进行相同时间不同温度的热处理。温度通过红外测温仪测量，以感应线圈位置为中心，每次向两端移动固定距离，获得温度值并记录。

S3-2对不同位置的合金组织及力学性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳均匀化热处理条件。

S4-1最佳均匀化热处理条件处理后，采用高通量塑性变形方法实现不同变形量合金制备。首先，将均匀化热处理后的合金进行机械加工，制备出阶梯形、楔形或锥形的梯度试样；

S4-2对梯度形状合金试样进行轧制或拉拔，获得变形量从20％-85％连续变化的高通量实验样品。对不同变形量的合金组织及力学性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳合金变形量，优化合金塑性变形工艺。

S5-1在现有的电接触性能表征设备上，对制备出的理想合金试验组进行滑动电接触服役性能(如接触电阻、磨损量、载流滑动时的电噪声、温升等)评定；

S5-2与现有银基滑动电接触材料性能比较，最终筛选出满足设计要求的新型电接触材料(如银基电接触材料)。

本发明的优点是：

(1)采用梯度凝固高通量实验方法，可以大大促进研发的速度，节约实验成本，提升搜索新材料的能力；

(2)提出分熔凝固高通量制备方法、梯度温度均匀化热处理方法、高通量塑性加工方法，用于优化制备加工工艺，可显著降低新型滑动摩擦材料研发过程中最佳工艺条件筛选时的实验量、研发周期和成本。

本发明的有益效果：

本发明鉴于高通量试验的思想，与现有技术相比较，本发明能够最终实现新型贵金属材料的成分优化设计及高效低成本制备，这对促进新型电接触材料的研发，具有重要的现实需要，并有望推动提升企业及国家在电接触材料行业的国际竞争力。

经实验表明，在开发新型滑动电接触多元合金材料时，本发明的快速研发新型滑动电接触材料的方法能显著降低研发周期以及研发成本，能够加速新型滑动电接触材料的开发及在微型电机、精密电子仪表等装置中产业化应用。同时，这对其他行业的多元合金新材料研发具有重要的科学示范意义。

附图说明

图1为本发明一种快速研发新型滑动电接触材料的制备工艺流程图。

图2为本发明梯度成分定向凝固示意图。

图3为本发明组织梯度样品的制备示意图。

图4为本发明梯度温度高通量均匀化热处理装置的示意图。

图5为本发明不同变形量样品的高通量制备示意图。

具体实施方式

本发明一种快速研发新型滑动电接触材料的制备工艺流程图如图1所示，具体工艺步骤包括梯度定向凝固法制备梯度成分材料获取最佳合金成分，分熔凝固高通量制备方法优化合金锭坯凝固制备过程，梯度温度高通量均匀化热处理方法优化合金热处理工艺，高通量塑形变形方法优化合金塑性变形加工工艺，银基电接触材料综合性能评定及验证。

下面通过具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1：Ag-Cu-Ni-V滑动电接触材料

S1-1以纯度为99.99％的银、无氧铜、镍和钒为原材料，上模合金为Ag-Cu-Ni-V溶质合金(各组分及质量百分比为：Ag，90.9％；Cu，6％；Ni，3％；V，0.1％；)，下模具为等浓度的Ag-Cu-Ni基体合金(各组分及质量百分比为：Ag，91.0％；Cu，6％；Ni，3％；)；

S1-2采用高通量梯度成分定向凝固制备方法获得成分连续变化的梯度样品。图1所示为梯度成分材料定向凝固示意图。上模具装溶质合金，下模具装等浓度的基体合金。采用高频感应加热，通过利用塞棒控制溶质合金熔液的流量，来控制实现下面模具中金属液中溶质的浓度，最终获得Φ8mm×200mm成分梯度变化的合金铸锭。采用的凝固工艺参数为：上模具温度1400℃，下模具温度1100℃，待合金完全熔化后，保温5min，以0.5mm/s的拉坯速度进行拉拔，冷却水流量为300L/h；

S1-3对铸态样品继续进行热处理和加工。真空均匀化热处理条件为：600℃，5h，5×10^-3Pa；均匀化热处理后进行冷拉拔加工，单道次变形量控制为5％，总变形量为60％，中间不进行退火；

S1-4对铸态、热处理态和加工态的梯度合金样品不同位置的硬度、电阻率等性能和成分进行测试，针对性能要求筛选出最佳合金成分配比为Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V(在进行滑动电接触多元合金材料成分设计时，为了简化试验以及突出铸态、加工态和热处理态时的性能对比，我们主要考察材料的导电性和力学性能，期望获得接触电阻较低，强度(硬度)较高的材料。)。

S2-1对最佳成分配比的Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V合金采用分熔凝固高通量制备方法制备梯度组织合金，其原理示意图如图2所示。首先，感应加热熔炼最佳成分配比的合金样品，凝固工艺参数为：牵引速度(0.5～2mm/s)、加热温度1300℃、冷却水流量300L/h。待完全熔化保温时间5min后通过牵引杆以0.5mm/s的速度先牵引出Φ8mm×30mm凝固铸锭，然后暂停牵引装置，改变牵引速度，保温20s后再次启动牵引装置牵引出另一段不同牵引速度的铸锭，再次暂停牵引，再次改变牵引速度；以此类推，最终形成一根整体的成分相同而凝固组织不同的凝固铸锭；

S2-2对不同牵引速度(0.5～2mm/s)制备的合金组织及性能进行表征，并筛选出最佳牵引速度(性能要求：电阻低而硬度高；组织要求：铸锭宏微观缺陷少，组织均匀，低熔点非平衡相和枝晶偏析少，第二相均匀弥散分布且细晶强化效应和弥散强化效应显著。下述组织性能要求同此，不再赘述。)；

S2-3依次改变加热温度(1100～1400℃)和冷却水流量(200～500L/h)等凝固工艺参数，重复上述S2-1和S2-2的操作，获得不同凝固参数下的合金铸坯。最终筛选出最佳凝固工艺参数为牵引速度1mm/s、加热温度1200℃、冷却水流量350L/h。

S3-1对最佳凝固工艺参数制备的Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V合金锭坯采用梯度温度高通量均匀化热处理方法，制备出组织和性能梯度分布的合金锭坯。梯度温度高通量均匀化热处理装置的示意图如图3所示。加热方式为采用单股感应线圈加热，将尺寸为Φ8mm×120mm的实验样品横穿感应线圈，并置于正中间，两端用绝热性较好的氧化铝陶瓷片支撑，缓慢升高感应加热功率，使试样在感应线圈位置的温度达到设定的温度750℃，然后保持加热功率不变，加热时间为2h。温度通过红外测温仪测量，待温度稳定后，每隔5min测量一次温度，测量点的位置间隔1cm，以感应线圈位置为中心，每次向两端移动固定距离，获得温度值并记录，测量值的平均值作为取值点的最终温度；

S3-2对不同位置的合金组织及性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳均匀化热处理条件为：608℃-2h。(为简化实验，此处将时间看做定量，以温度为变量，实际中确定最佳温度后，在真空管式炉中改变时间条件，确定最佳时间，最终可确定最佳均匀化热处理的温度和时间)。

S4-1经最佳均匀化热处理条件处理后，采用高通量塑性变形方法实现不同变形量合金制备，其工作原理图如图4所示。首先，将Φ8mm×120mm合金进行机械加工，制备出一端粗一端细的锥形梯度试样；

S4-2对锥形的梯度形状合金试样进行拉拔，拉拔至Φ3mm获得变形量从20％-85％连续变化的高通量实验样品。对不同变形量的合金组织及性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳合金变形量为：75％。

S5-1对最佳合金成分的Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V合金，依据最佳的凝固工艺参数(牵引速度1mm/s、加热温度1200℃、冷却水流量350L/h)，最佳的均匀化热处理条件(608℃-2h)，最佳塑性变形条件(最佳合金变形量为75％)，将Φ8mm的合金锭坯冷拉拔至Φ3mm的丝材成品；

S5-2在现有的电接触性能表征设备上，对制备出的理想合金试验组进行滑动电接触服役性能(接触电阻、磨损量、载流滑动时的电噪声、温升等)评定；

S5-3与现有成熟的银基滑动电接触材料(AgCu10Ni2、AgCu20Ni2、AgCu10V0.2、AgCu10V0.4)性能比较，新开发的Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V的电接触综合服役性能较之性能提升10％以上。最终筛选出满足设计要求的新型银基电接触材料。

实施例2：Ag-Cu-Ni-V-Y滑动电接触材料

S1-1以纯度为99.99％的银、无氧铜、镍、钒和钇为原材料，上模合金为Ag-Cu-Ni-V-Y溶质合金(各组分及质量百分比为：Ag，87.8％；Cu，7％；Ni，5％；V，0.1％；Y，0.1％)，下模具为等浓度的Ag-Cu-Ni基体合金(各组分及质量百分比为：Ag，88.8％；Cu，7％；Ni，5％；)；

S1-2采用高通量梯度成分定向凝固制备方法获得成分连续变化的梯度样品。图1所示为梯度成分材料定向凝固示意图。上模具装溶质合金，下模具装等浓度的基体合金。采用高频感应加热，通过利用塞棒控制溶质合金熔液的流量，来控制实现下面模具中金属液中溶质的浓度，最终获得Φ8mm×200mm成分梯度变化的合金铸锭。采用的凝固工艺参数为：上模具温度1450℃，下模具温度1150℃，待合金完全熔化后，保温5min，以0.5mm/s的拉坯速度进行拉拔，冷却水流量为300L/h；

S1-3对铸态样品继续进行热处理和加工。真空均匀化热处理条件为：630℃，5h，5×10^-3Pa；均匀化热处理后进行冷拉拔加工，单道次变形量控制为5％，总变形量为55％，中间不进行退火；

S1-4对铸态、热处理态和加工态的梯度合金样品不同位置的硬度、电阻率等性能和成分进行测试，针对性能要求筛选出最佳合金成分配比为Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y(在进行滑动电接触多元合金材料成分设计时，为了简化试验以及突出铸态、加工态和热处理态时的性能对比，我们主要考察材料的导电性和力学性能，期望获得接触电阻较低，强度(硬度)较高的材料。)。

S2-1对最佳成分配比的Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y合金采用分熔凝固高通量制备方法制备梯度组织合金，其原理示意图如图2所示。首先，感应加热熔炼最佳成分配比的合金样品，凝固工艺参数为：牵引速度(0.5～2mm/s)、加热温度1350℃、冷却水流量300L/h。待完全熔化保温时间5min后通过牵引杆以0.5mm/s的速度先牵引出Φ8mm×30mm凝固铸锭，然后暂停牵引装置，改变牵引速度，保温20s后再次启动牵引装置牵引出另一段不同牵引速度的铸锭，再次暂停牵引，再次改变牵引速度；以此类推，最终形成一根整体的成分相同而凝固组织不同的凝固铸锭；

S2-2对不同牵引速度(0.5～2mm/s)制备的合金组织及性能进行表征，并筛选出最佳牵引速度

S2-3依次改变加热温度(1100～1400℃)和冷却水流量(200～500L/h)等凝固工艺参数，重复上述S2-1和S2-2的操作，获得不同凝固参数下的合金铸坯。最终筛选出最佳凝固工艺参数为牵引速度1.5mm/s、加热温度1250℃、冷却水流量400L/h。

S3-1对最佳凝固工艺参数制备的Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y合金锭坯采用梯度温度高通量均匀化热处理方法，制备出组织和性能梯度分布的合金锭坯。梯度温度高通量均匀化热处理装置的示意图如图3所示。加热方式为采用单股感应线圈加热，将尺寸为Φ8mm×120mm的实验样品横穿感应线圈，并置于正中间，两端用绝热性较好的氧化铝陶瓷片支撑，缓慢升高感应加热功率，使试样在感应线圈位置的温度达到设定的温度760℃，然后保持加热功率不变，加热时间为2h。温度通过红外测温仪测量，待温度稳定后，每隔5min测量一次温度，测量点的位置间隔1cm，以感应线圈位置为中心，每次向两端移动固定距离，获得温度值并记录，测量值的平均值作为取值点的最终温度；

S3-2对不同位置的合金组织及性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳均匀化热处理条件为：615℃-2h。(为简化实验，此处将时间看做定量，以温度为变量，实际中确定最佳温度后，在真空管式炉中改变时间条件，确定最佳时间，最终可确定最佳均匀化热处理的温度和时间)。

S4-1经最佳均匀化热处理条件处理后，采用高通量塑性变形方法实现不同变形量合金制备，其工作原理图如图4所示。首先，将Φ8mm×120mm合金进行机械加工，制备出一端粗一端细的锥形梯度试样；

S4-2对锥形的梯度形状合金试样进行拉拔，拉拔至Φ3mm获得变形量从20％-85％连续变化的高通量实验样品。对不同变形量的合金组织及性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳合金变形量为：70％。

S5-1对最佳合金成分的Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y合金，依据最佳的凝固工艺参数(牵引速度1.5mm/s、加热温度1250℃、冷却水流量400L/h)，最佳的均匀化热处理条件(615℃-2h)，最佳塑性变形条件(最佳合金变形量为70％)，将Φ8mm的合金锭坯冷拉拔至Φ3mm的丝材成品；

S5-2在现有的电接触性能表征设备上，对制备出的理想合金试验组进行滑动电接触服役性能(接触电阻、磨损量、载流滑动时的电噪声、温升等)评定；

S5-3与现有成熟的银基滑动电接触材料(AgCu10Ni2、AgCu20Ni2、AgCu10V0.2、AgCu10V0.4)性能比较，新开发的Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y的电接触综合服役性能较之性能提升10％以上。最终筛选出满足设计要求的新型银基电接触材料。

经实验表明，在开发新型滑动电接触多元合金材料时，本发明的快速研发新型滑动电接触材料的方法能显著降低研发周期以及研发成本，加速新型滑动电接触材料的开发及在微型电机、精密电子仪表等装置中产业化应用。

上述实施例中仅列举本发明本发明快速研发新型电接触实验材料方法的部分实施例，上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，此处不再一一列举，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (12)

1.一种快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过梯度凝固高通量实验获取高质量成分性能数据，得到梯度合金样品铸锭；

S2，采用分熔凝固高通量制备方法进行合金锭坯凝固制备；

S3，采用梯度温度高通量均匀化热处理方法进行合金热处理；

S4，采用高通量塑形变形方法进行合金塑性变形加工；

S5，对电接触材料综合性能进行评定及验证。

2.根据权利要求1所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S1的具体步骤包括：

S1-1，采用高通量梯度成分定向凝固制备方法获得合金成分连续变化的铸态梯度合金样品；

S1-2，对铸态梯度合金样品继续进行热处理和加工分别得到热处理态梯度合金样品和加工态梯度合金样品；

S1-3，对铸态梯度合金样品、热处理态梯度合金样品和加工态梯度合金样品进行成分和性能检测，针对性能要求筛选出最佳合金成分配比。

3.根据权利要求2所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S1-1中高通量梯度成分定向凝固制备方法还包括：

(1)所述采用高通量梯度成分定向凝固制备方法中使用的合金坩埚载体包含上下模具两部分，上模具装溶质合金，下模具装等浓度的基体合金；

(2)通过利用塞棒控制溶质合金熔液的流量来控制实现下面模具中金属液中溶质的浓度，最终获得具有成分梯度变化特性的梯度合金样品铸锭。

4.根据权利要求2所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S1-2中热处理和加工还包括:

(1)均匀化热处理的时间至少4小时以上，保证成分、组织和性能的均匀性；

(2)均匀化热处理后进行冷拉拔加工，单道次变形量控制在4-15％以内，总变形量控制在50％以上，中间不进行退火。

5.根据权利要求1所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S2的具体步骤包括：

S2-1，采用分熔凝固高通量制备方法制备梯度组织合金，首先，感应加热熔炼最佳成分配比的合金样品，待完全熔化后通过牵引杆先牵引出一段凝固铸锭，然后暂停牵引装置，改变牵引速度，保温一段时间后再次启动牵引装置牵引出另一段不同牵引速度的铸锭，再次暂停牵引，再次改变牵引速度；以此类推，最终形成一根整体的成分相同而凝固组织不同的凝固铸锭；所述最佳成分配比依据材料的导电性和力学性能，按照获得接触电阻低、强度高的标准选择；

S2-2，对不同牵引速度制备的合金组织及性能进行表征，并筛选出最佳牵引速度；

S2-3，依次改变加热温度和冷却水流量等凝固工艺参数，重复上述步骤S2-1和步骤S2-2的操作，获得不同凝固参数下的合金铸坯，并筛选出最佳凝固工艺参数。

6.根据权利要求1所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S3的具体步骤包括：

S3-1，对合金锭坯采用梯度温度高通量均匀化热处理方法，制备出组织和性能梯度分布的合金锭坯；

S3-2，对不同位置的合金组织及力学性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳均匀化热处理条件。

7.根据权利要求6所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S3-1中高通量均匀化热处理方法还包括:

(1)加热方式为采用单股感应线圈加热，将适当长度的实验样品横穿感应线圈，并置于正中间，两端用绝热性较好的氧化铝陶瓷片支撑，缓慢升高感应加热功率，使试样在感应线圈位置的温度达到设定的温度，然后保持加热功率不变，试样中间位置局部加热，通过热传递，温度从中间位置到两端逐渐降低，从而实现了试样内部温度连续变化；

(2)温度通过红外测温仪测量，以感应线圈位置为中心，每次向两端移动固定距离，获得温度值并记录；

(3)通过(1)和(2)的热处理，获得温度梯度连续变化的试样，并且一次获得两个同样的样品。

8.根据权利要求1所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S4的具体步骤包括：

S4-1，采用高通量塑性变形方法实现不同变形量合金制备，首先，对均匀化热处理后的合金进行机械加工，制备梯度形状的合金样品；

S4-2，通过轧制或拉拔加工手段对梯度形状合金实现不同变形量高通量制备，对不同变形量的合金组织及性能进行表征，针对组织和性能要求筛选出最佳合金变形量，优化合金塑性变形工艺。

9.根据权利要求8所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S4-1中高通量塑性变形方法还包括:

(1)梯度形状样品包括阶梯形、楔形或锥形等梯度试样；

(2)对梯度形状合金试样进行轧制或拉拔，获得变形量从20％-85％连续变化的高通量实验样品。

10.根据权利要求1至9任一项所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述S5的具体步骤包括：

S5-1，在现有的电接触性能表征设备上，对制备出的高通量实验样品进行滑动电接触服役性能评定；

S5-2，与现有滑动电接触材料性能比较，最终筛选出满足设计要求的新型电接触材料。

11.根据权利要求10所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述电接触材料为银基电接触材料。

12.根据权利要求11所述的快速研发新型电接触材料的方法，其特征在于，所述电接触材料为Ag-6.13Cu-3.12Ni-0.18V或者Ag-7.21Cu-5.17Ni-0.22V-0.19Y。

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