[發明專利]一種銅鎢合金和鉻青銅的連接方法及電觸頭

在審

• 申請號: 201811425794.0
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN111215742A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 蘇光耀
• 申請（專利權）人: 西安西電高壓開關有限責任公司;天水西電長城合金有限公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;H01H11/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李海建

本申請公開了一種銅鎢合金和鉻青銅的連接方法及電觸頭，其中，連接方法為將銅鎢合金部和鉻青銅部摩擦焊接。與現有的采用燒結工藝將熔融后的液態鉻青銅金屬熔滲進入熔點較高的固態鎢金屬相比，摩擦焊接是固態鉻青銅與銅鎢合金焊接件在高速運轉的同時，鎢顆粒漂移進入鉻青銅內，兩種材料相互咬合更牢靠，結合面強度更好，避免了燒結氣孔、結合面夾雜、裂紋和結合面斷裂等問題。

技術領域

本發明涉及電器元件制造技術領域，特別涉及一種銅鎢合金和鉻青銅的連接方法。本發明還涉及一種應用該銅鎢合金和鉻青銅的連接方法制備的電觸頭。

背景技術

電觸頭是開關電器的主要部件，電觸頭通常包含兩部分，一部分為導電部分，另一部分為滅弧部分，兩部分連接起來，對于采用銅鎢合金(CuW)作為滅弧部分、鉻青銅(QCr0.5)作為導電部分的電觸頭，現有的將銅鎢合金部分和鉻青銅部分連接的方式是通過燒結、釬焊、電子束焊或整體熔滲等工藝。

但是，采用燒結工藝制備得到的銅鎢合金和鉻青銅電觸頭，其結合面抗拉強度低，存在燒結氣孔、結合面夾雜、裂紋及結合面易斷裂等質量缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種銅鎢合金和鉻青銅的連接方法，以提高銅鎢合金和鉻青銅的結合面的抗拉強度，避免燒結氣孔、結合面夾雜、裂紋和結合面斷裂的問題。

本發明的另一目的在于應用該銅鎢合金和鉻青銅的連接方法制備的電觸頭，以提高電觸頭的結合面的抗拉強度，避免燒結氣孔、結合面夾雜、裂紋和結合面斷裂的問題。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種銅鎢合金和鉻青銅的連接方法，將銅鎢合金部和鉻青銅部摩擦焊接。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述摩擦焊接包括一級摩擦階段、二級摩擦階段和頂鍛階段。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述摩擦焊接的控制參數包括獨立參數和非獨立參數，所述獨立參數包括主軸轉速、摩擦壓力、摩擦時間和頂鍛壓力；所述非獨立參數包括摩擦扭矩、摩擦變形量、焊接溫度和頂鍛變形量。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述主軸轉速為1800rpm～3200rpm；所述摩擦壓力為3MPa～8MPa；所述摩擦時間為8s～20s；所述頂鍛壓力為5MPa～10MPa。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述摩擦扭矩為-900Nm；所述摩擦變形量為4.5mm～8mm；所述焊接溫度低于母材熔點；所述頂鍛變形量為3mm～7mm。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，對于大斷面摩擦焊接，在所述一級摩擦階段同時進行時間控制和壓力控制，在所述二級摩擦階段同時進行變形量和變形速度控制，在所述頂鍛階段同時進行時間控制和壓力控制。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述一級摩擦階段的摩擦時間為0.7s～3.5s，摩擦壓力在4.5MPa～5.5MPa；所述二級摩擦階段的變形量為4.5mm～8mm，變形速度為0.8mm/s～3.5mm/s；所述頂鍛階段的頂鍛維持時間為4s～8s，頂鍛壓力為5MPa～10MPa。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，在摩擦焊接過程中還包括對焊接表面溫度進行非接觸測量和監控。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述銅鎢合金部通過制粉、壓型、燒結滲銅和機加工得到，所述鉻青銅部通過熱處理和機加工得到。

優選地，在上述的銅鎢合金和鉻青銅的連接方法中，所述銅鎢合金部和所述鉻青銅部摩擦焊接后，還包括對焊接表面進行著色探傷、相控陣探傷、抽樣金相檢測、抽樣抗拉強度檢測、抽樣抗彎強度檢測。