[發明專利]一種高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法

有效

• 申請號: 201210007345.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102672421A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 宋克興;張彥敏;周延軍;郜建新;國秀花;劉亞民;趙培峰;賈淑果;李紅霞
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B22D18/02;C22C9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及高壓開關用Cu-Cr合金零件加工技術領域，具體涉及一種高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法。

背景技術

Cu-Cr合金由于具有強度硬度高、導熱性和導電性好以及抗腐蝕性強等優點而廣泛應用于制備電阻電極、觸頭材料、集成電路引框架等要求高導電率高強度的產品，尤其是在大功率真空高壓開關中Cu-Cr合金更顯示出廣闊的應用前景。

近年來，國家投入大量資金對城鄉電網進行改造，對高壓開關類產品的需求量大增，國內各高壓開關制造廠在引進技術的同時，研制生產了各類高電壓等級的開關類新產品。高壓開關中的各主要工作零件如觸頭、觸指和觸頭座類零件，由于要求高的導電、導熱性和相應的機械性能，一般均采用純銅或Cu-Cr合金制造。高壓開關觸頭用Cu-Cr合金的理想性能為：導電率≥80％IACS，抗拉強度≥450MPa，硬度≥110HB，要求Cr含量為0.6～0.8％最為合適。由于原材料價格高，因此零件制造過程中材料的利用率對成本影響很大。

目前，采用Cu-Cr合金制備高壓開關觸頭、觸指或觸頭座類零件的傳統加工工藝是將鑄錠經多道次加熱、擠壓獲得最終產品。目前的加工方法工序多、能耗大、產品利用率低、成本高。因此，迫切需要開發一種高壓開關用Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的短流程低成本加工技術，以在滿足產品使用要求的前提下，降低生產成本，提高生產效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法，包括以下步驟：

(1)熔煉步驟：在木炭層覆蓋下加熱熔化電解銅板，加熱溫度為1150～1250℃，加熱持續時間為40～60分鐘，待電解銅板熔化后升溫至1350～1500℃并加入純鉻或Cu-Cr中間合金繼續進行熔煉，加入純鉻或Cu-Cr中間合金2～5分鐘后攪拌一次，熔煉10～15分鐘后出爐；

(2)保溫步驟：將步驟(1)熔煉制得的熔液轉移至保溫爐內進行保溫儲存，并進行充分扒渣，保溫溫度為1250～1400℃；

(3)澆注擠壓步驟：采用壓力下凝固結晶成型技術，先將擠壓模具預熱，預熱溫度為300～400℃，之后將保溫爐內的熔液澆注到所述擠壓模具的型腔內，澆注溫度為1200～1300℃，然后開啟壓機下行，進行液態下直接擠壓成型，單位擠壓力控制為300MPa～1000MPa，保壓時間為1～2分鐘，然后壓機回程，制得坯料；

(4)機加工步驟：將步驟(3)制得的坯料按高壓開關用Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的尺寸進行機加工，制得高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件。

優選的，步驟(3)中，單位擠壓力控制為900MPa～1000MPa，保壓時間為2分鐘。

本發明提供的高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法采用壓力下凝固結晶成型技術，即在澆注擠壓步驟中采用液態下的直接擠壓成型方法制備坯料。因此本發明提供的高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法具有以下優點：工藝流程短，材料利用率高，產品性能優異，生產成本低。本發明提供的高壓開關Cu-Cr合金觸頭、觸指或觸頭座類零件的加工方法主要用于制造高壓開關自力型觸指、觸頭、觸頭座等產品，具有很好的市場前景。

具體實施方式

實施例1

本實施例高壓開關Cu-Cr合金觸頭零件的加工方法，包括以下步驟：

(1)熔煉步驟：先向有芯感應電爐中加入電解銅板，然后立即加入木炭，木炭的覆蓋厚度約100mm，在木炭層覆蓋下加熱熔化電解銅板，在加熱熔化電解銅板的過程中保證熔融液面被木炭完全覆蓋，通過木炭覆蓋層隔絕大部分空氣來實現電解銅板的熔化過程在微氧化氣氛下進行，加熱溫度為1150℃，加熱持續時間為60分鐘，待電解銅板熔化后升溫至1500℃并加入純鉻繼續進行熔煉，加入純鉻2分鐘后攪拌一次，熔煉15分鐘后出爐；制得的熔液中Cr的重量百分比含量為0.8％；

(2)保溫步驟：將步驟(1)熔煉制得的熔液轉移至保溫爐內進行保溫儲存，并進行充分扒渣，保溫溫度為1400℃；

(3)澆注擠壓步驟：先將擠壓模具預熱，預熱溫度為400℃，之后將保溫爐內的熔液澆注到所述擠壓模具的型腔內，澆注溫度為1300℃，然后開啟壓機下行，進行液態下直接擠壓成型，單位擠壓力控制為300MPa，保壓時間為1分鐘，然后壓機回程，制得坯料；