[發明專利]一種高強高導高軟化溫度的銅包彌散銅導電桿的制備方法

有效

• 申請號: 201710939673.7
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107863199B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 周斌;劉凱;王小軍;師曉云;李鵬;張石松;楊斌;王文斌
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/02;C22C1/05;C22C9/00
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉亞娟

本發明涉及一種高強高導高軟化溫度的銅包彌散銅導電桿的制備方法，具體涉及真空開關用滅弧室導電桿類材料技術領域。具體方法步驟包括：1)彌散銅合金粉制備；2)冷等靜壓法制備心部彌散銅棒，壓制壓為150～300MPa，保壓時間為3min～10min；3)真空燒結心部彌散銅棒，燒結最高溫度800～1080℃，保溫時間30～240min，真空度＞5pa；4)外層銅套的制備；5)心部彌散銅棒裝嵌外層銅套內，并進行真空電子束封口；6)擠壓，擠壓溫度600～1050℃；7)冷拉拔。總之，本發明具有具有高強度、高導電率、較高的軟化溫度、以及釬焊性能好等優點，完全滿足滅弧室導電桿的使用要求。

技術領域

本發明屬于真空開關用滅弧室導電桿類材料技術領域，具體涉及一種高強高導高軟化溫度的銅包彌散銅導電桿的制備方法。

背景技術

隨著真空滅弧室的不斷小型化發展，滅弧室所使用的導電桿尺寸也在不斷減小，因此對導電桿材料的強度，導電性，以及軟化溫度等指標提出更為嚴格的要求，傳統單一成分的無氧銅導電桿已經不能滿足使用要求。目前的解決方案主要有兩種：

(1)通過合金化來提高強度，如添加鉻元素、鋯元素等，雖然這些元素的添加能夠改善其強度，但是添加量超過3％以后，就嚴重影響導電性能，添加量少又起不到強化作用，而且對軟化溫度沒有太大的改善。

(2)通過添加陶瓷相來起到彌散強化作用，同樣這種方法也面臨著添加量對導電性能的影響，但是陶瓷相的添加能夠明顯的提高其軟化溫度的指標。所以僅僅通過傳統的合金化及彌散強化不能很好的解決該問題。

傳統真空滅弧室用導電桿主要使用材料為單一成分的無氧銅棒，其在硬態狀態下的硬度指標在95HB左右，而在真空滅弧室封排后，其硬度降到40HB左右，在斷路器等真空開關關合過程中，在合閘力的作用下，無氧銅棒在受到壓縮力的作用下，出現墩粗變形現象，使得真空開關觸頭開距等指標發生變化，嚴重影響了真空開關的機械壽命。

而彌散銅具有高強度，高導電，高軟化溫度等特點，使用其做導電桿類材料，在滅弧室封排后，其硬度指標基本不發生變化，能夠很好的解決無氧銅材料硬度嚴重降低的問題，但是彌散銅自身存在釬焊不良的缺點，限制了其作為導電桿類材料的使用。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提供一種高強高導高軟化溫度的銅包彌散銅導電桿的制備方法，導電性能好、軟化溫度高、釬焊性能好，可完全滿足滅弧室導電桿的使用要求。

本發明的技術方案為：一種高強高導高軟化溫度的銅包彌散銅導電桿的制備方法，包括以下步驟：

(1)彌散銅合金粉制備：采用內氧化法制備陶瓷增強相Al2O3含量為0.2％～0.4％的彌散銅合金粉，陶瓷增強相含量過低，增強效果不明顯；含量過高，對導電性能影響嚴重；

(2)冷等靜壓法制備心部彌散銅棒：將步驟(1)中制備的所述彌散銅合金粉裝入膠套內振實，振動時間＞30s，再將所述膠套放入鋼箍套內，一起裝入等靜壓機內壓制，壓制壓為150～300MPa，保壓時間為3min～10min，得到彌散銅棒；

(3)真空燒結心部彌散銅棒：將步驟(2)中所述的彌散銅棒裝入真空燒結爐內進行燒結，燒結溫度為800～1080℃，保溫時間30～240min，真空度＞5pa，得到燒結彌散銅棒；

(4)外層銅套的制備：按設計要求制備相應規格的銅套；

(5)組裝真空封口：將步驟(3)中所述的燒結彌散銅棒裝嵌在步驟(4)中所述的銅套內，由于燒結彌散銅棒和銅套存在間隙，封口前必須排除間隙內的氣體，再并裝入電子束焊機里進行真空電子束封口，封口時真空度＞5pa，得到組合料；

(6)擠壓：將步驟(5)中所述的組合料加熱至700～1050℃之后進行擠壓，擠壓比＞10；