[發(fā)明專利]一種添加陶瓷相二硼化鈦制備CuW合金的方法

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108149043A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 楊曉紅;趙伊鵬;鄒軍濤;肖鵬;梁淑華
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C1/10;H01H1/021
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發(fā)明公開了一種添加陶瓷相二硼化鈦制備CuW合金的方法，首先將混合均勻的W粉、TiB₂粉和誘導銅粉壓制成型，得到鎢壓坯；然后將鎢壓坯放入氫氣氣氛燒結(jié)爐中燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫，獲得鎢骨架；最后將純銅塊疊放于鎢骨架上方，放入氫氣氣氛燒結(jié)爐中，熔滲燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫，獲得添加陶瓷相TiB₂的CuW合金。本發(fā)明通過采用熔滲法在CuW材料中添加陶瓷相TiB₂，由于低逸出功陶瓷相的存在使電弧得到有效分散，從而提高了CuW觸頭材料的耐電弧燒蝕性能。

技術領域

本發(fā)明屬于電工材料技術領域，具體涉及一種添加陶瓷相二硼化鈦制備CuW合金的方法。

背景技術

CuW材料因其良好的導熱導電性、耐電弧燒蝕性、抗熔焊性等優(yōu)點，廣泛被用做各種高壓開關中的電觸頭。CuW電觸頭作為高壓開關的核心部件，在開斷過程中，將承受高壓電弧的燒蝕。尤其是在超、特高壓的斷路器中使用時，由于電容量更大，電弧熱量更為集中，更容易引起電觸頭的失效。如果CuW合金組織不均勻，高壓電弧不能有效分散而產(chǎn)生集中燒蝕，最終將導致CuW電觸頭材料失效而不能成功分斷電路。因此，隨著高壓開關的發(fā)展，需要進一步提高其耐電弧燒蝕性能。

已有研究表明，CuW合金電擊穿首先發(fā)生在逸出功較低的銅相上，普通粉末冶金-熔滲法制備的CuW合金通常存在一些富銅區(qū)域，因此電弧的擊穿位置往往選擇在富銅區(qū)域，引起銅液的大面積飛濺，造成CuW電觸頭的集中燒蝕。采用冷等靜壓壓制更有利于壓制力均勻，使W骨架壓坯密度和骨架孔隙分布均勻。同時在W骨架中添加一定量的TiB₂粉末，由于陶瓷相TiB₂的逸出功低于CuW合金中的Cu、W兩相，所以陶瓷相TiB₂的彌散分布有助于分散電弧，增強CuW材料的耐電弧燒蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種添加陶瓷相二硼化鈦制備CuW合金的方法，用以提高CuW材料的耐電弧燒蝕性能。

本發(fā)明所采用的技術方案是，一種添加陶瓷相二硼化鈦制備CuW合金的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，混粉：

將W粉與TiB₂粉和誘導銅粉混合均勻；

步驟2，壓制：

將經(jīng)步驟1混合好的粉體壓制成型，得到鎢壓坯；

步驟3，燒結(jié)：

將步驟2壓制好的鎢壓坯放入氫氣氣氛燒結(jié)爐中燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫，獲得鎢骨架；

步驟4，熔滲：

將純銅塊疊放于步驟3得到的鎢骨架上方，放入氫氣氣氛燒結(jié)爐中，熔滲燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫，獲得添加陶瓷相TiB₂的CuW合金。

本發(fā)明特點還在于，

步驟1中TiB₂粉的添加量為W粉質(zhì)量的0.5～4.0％。

誘導銅粉的添加量為W粉質(zhì)量的5～10％。

W粉的粒徑為2～8μm，TiB₂粉的粒徑為60～80μm，誘導銅粉的粒徑為30～50μm。

步驟2中壓制成型采用冷等靜壓濕袋法靜壓工藝。

壓制壓力200～500MPa，保壓時間30～60s。

步驟3燒結(jié)過程中，加熱溫度為800～1000℃，保溫時間為0.5～2h。

步驟4熔滲過程中，加熱溫度為1200～1400℃，保溫時間為1～3h。

熔滲過程中先加熱到800～1000℃，保溫1～2h，然后升溫到1200～1400℃，保溫1～3h。