[發明專利]一種CuW70觸頭材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110223711.1
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102312146A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 楊曉紅;梁淑華;肖鵬;鄒軍濤;王獻輝
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/04;H01H11/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，涉及一種CuW70觸頭材料的制備方法。

背景技術

CuW合金被廣泛應用于高壓開關中的觸頭材料。隨著高壓開關向超特高電壓、大容量方向發展，對CuW材料的綜合性能提出了更高的要求。需要研制和開發新型的高性能的CuW觸頭材料。

CuW合金觸頭在完成開斷的工作過程中，在動靜弧觸頭之間會產生高壓電弧，在電極表面不斷運動的陰極斑點是真空電弧的一個重要特征。真空電弧發生時，在陰極表面收縮成電流密度很高且不斷運動的陰極斑點。由于Cu、W兩相的逸出功不同，陰極斑點首先在逸出功較低的Cu相上生成。而一般采用普通模壓+熔滲法制備的CuW合金往往存在Cu、W兩相組織分布不均勻的現象。因此，觸頭表面在電弧作用下則發生在富銅區域的集中燒蝕，觸頭表面產生大量Cu液噴濺和流動現象，一方面影響電觸頭的抗熔焊性，另一方面最終會因局部的嚴重燒蝕而導致觸頭材料失效，不能完成正常的開斷工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種CuW70觸頭材料的制備方法，解決了現有方法制備CuW觸頭材料組織中Cu、W兩相分布不均的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種CuW70觸頭材料的制備方法，該方法按以下步驟進行：

步驟1，按誘導銅粉占鎢粉質量百分比為5%～8%分別稱取誘導銅粉和鎢粉，并放入混料罐中；

步驟2，按鎢粉、銅粉總質量的2～3倍加入磨球，加入混料過程控制劑至粉末有濕潤感，然后進行混料，混料時間為5～7小時；

步驟3，將步驟2混好的混合粉末填充入橡膠包套內，在粉末料面與橡膠包套的橡膠端塞之間放置起過濾作用的棉氈墊或過濾紙，填充完成后，在裝料口加上端密封，并捆扎橡膠包套的封口和橡膠包套的端塞，然后用針管一端通過端塞插至棉氈墊處，針管的另一端外露；

步驟4，將密封好的包套表面清洗后放入冷等靜壓機的高壓缸內，關閉高壓缸，將留在高壓缸內的空氣完全趕出后以20～40?MPa/min的升壓速度平穩的升壓到170～230MPa，保壓5～10分鐘后緩慢泄壓，至常壓后從高壓缸內取出包套，清洗包套表面，待包套干燥后打開包套取出鎢壓坯；

步驟5，將熔滲金屬銅塊與步驟4壓制好的鎢壓坯呈上下疊置，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內，一個石墨坩堝只放一對熔滲金屬銅塊與鎢壓坯，然后置于高溫H2氣氛燒結爐內進行燒結熔滲，在900℃～980℃燒結1.5～2小時，然后升高爐溫對鎢壓坯骨架進行熔滲，熔滲溫度為1200℃～1400℃，熔滲時間為1.5～2小時即成。

本發明的特點還在于，

其中步驟2中混料過程控制劑為工業乙醇。

其中步驟2中磨球為非等徑磨球。

其中非等徑磨球由分別為8mm和4mm的兩種磨球混合而成，且8mm和4mm的兩種磨球的質量比為1：1.4～1.6。

本發明的有益效果是，采用冷等靜壓及熔滲法制備CuW70材料，由于冷等靜壓壓制過程中W壓坯的各個方向受力均勻，燒結后W骨架孔隙的網狀結構更為均勻，經熔滲得到的CuW70組織中Cu、W兩相分布均勻，CuW觸頭材料具有較高的電導率、硬度。另外，電弧得到有效分散，電弧燃燒較為穩定，截流值降低，從而提高了CuW觸頭材料的耐電弧燒蝕性能；同時本發明的方法工藝簡單，易于控制。

附圖說明

圖1是為采用普通模壓壓制及熔滲法制備的CuW合金與本發明的方法制備的CuW合金的顯微組織照片，a為采用普通模壓壓制及熔滲法制備的CuW合金的顯微組織照片，b為采用本發明的方法制備的CuW合金的顯微組織照片；

圖2是普通模壓及熔滲法制備的CuW70合金與本發明的方法制備的CuW70合金發生首擊穿時的陰極斑點運動圖片，a為采用高速攝影拍攝的普通模壓及熔滲法制備的CuW70合金發生首擊穿時的陰極斑點運動圖片，b為采用高速攝影拍攝的采用本發明的方法制備的CuW70合金發生首擊穿時的陰極斑點運動圖片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

一種CuW70觸頭材料的制備方法，該方法按以下步驟進行：