[發明專利]一種在磨損高壓開關觸頭表面制備修復層的方法

在審

• 申請號: 202010372003.3
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111519184A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 陳泉志;勞遠俠;楊晶;姚春蘭;蹇劉洋;覃小英;秦凱瀅;吳美锜
• 申請（專利權）人: 南寧師范大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;H01H11/04;H02B3/00
• 代理公司: 南寧市吉昌知識產權代理事務所(普通合伙) 45125
• 代理人: 林鵬

本發明公開了一種在磨損高壓開關觸頭表面制備修復層的方法。具體為：對高壓開關觸頭磨損處進行清潔處理后，在其表面先采用激光重熔進行表面預處理，在不改變觸頭基材整體性能的情況下調整其化學成分。然后，采用激光熔覆技術在激光重熔處理后的觸頭表面磨損處進行修復處理。本發明制備的修復層無氣孔、裂紋缺陷，從而提高觸頭表面的摩擦性能；以至于提高高壓開關柜的運行穩定性、可靠性。此外，本發明可針對不同規格、不同磨損程度的高壓觸頭進行修復，具有操作簡單、效率高、成本低等優點。

技術領域

本發明涉及電工材料修復技術領域，特別涉及一種采用激光重熔與激光熔覆相結合的工藝在高壓開關柜觸頭表面磨損、缺陷的修復方法。

背景技術

電觸頭應用于各種高壓斷路器中，是各種電力開關的核心器件。整體觸頭的主要成分是銅(Cu)，其具有有意的導電、導熱性能。但是，銅合金的硬度低，耐磨性差，在使用過程中容易磨損。目前，電觸頭磨損后基本是報廢處理，浪費度極高，且針對其修復方案并不多見。為了延長電觸頭的使用壽命，節約成本，本發明采用激光重熔與激光熔覆相結合的工藝對磨損高壓開關觸頭表面進行修復。首先改善觸頭基材表層的元素分布，再熔覆制備修復層，以達到提高修復層與基體之間的結合力，相關的學術論文或發明專利目前還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種將激光重熔與激光熔覆相結合的新工藝，在高壓開關柜電觸頭的磨損表面制備一層導電性能優異，耐磨性能好，無裂紋缺陷的修復層。

本發明的技術方案為：一種在磨損高壓開關觸頭表面制備修復層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)試樣預處理；

先對高壓開關觸頭表面的磨損處進行打磨、清洗；其中，打磨是使用200～1200^#砂紙逐級打磨，打磨后在丙酮溶液中超聲波清洗10～15min，在用去離子水沖洗，然后室溫風干；

(2)對預處理的試樣進行激光重熔處理；

將經步驟(1)預處理的試樣放入激光重熔設備進行激光重熔處理；設置參數為：光斑直徑D為0.2～3mm，焦距H為150～250mm；激光功率P為80～500W，掃描速度V為50～600mm/min，搭接率M為15～65％，保護氣體氣流L為2～20L/min；

(3)對激光重熔處理后的磨損處進行激光修復處理；

首先對熔覆材料與粘接劑攪拌，并涂覆在開關觸頭磨損處，厚度為開發觸頭尺寸1.2～1.5倍；然后，對熔覆材料進行干燥處理，干燥溫度為30～80℃，時間為8～24h；通過激光熔覆處理使激光重熔處理后的試樣表面和熔覆材料同時熔化并快速凝固成修復層；激光熔覆的工藝參數為：激光功率為100～800W，掃描速度V為20～500mm/min，搭接率M為30～60％，保護氣體氣流L為2～20L/min；

(4)對激光熔覆處理后的試樣進行機加工、打磨及清洗后續處理，，使試樣表面光潔，以使修復后的電觸頭表面性能達到行業標準，投入使用后能達到使用標準。

進一步地，所述高壓開關觸頭為銅基合金觸頭。

進一步地，所述步驟(2)中激光重熔可進行二次或多次重熔，進一步提高步驟(3)激光修復處理中修復層與試樣的結合力。

進一步地，所述步驟(2)和步驟(3)中的保護氣體為惰性氣體，包括氮氣、氦氣和氬氣的任意一種或混合物。

進一步地，所述步驟(3)中的熔覆材料包括銅基自熔合金、鎳基自熔合金、錫基自熔合金、鎢基自熔合金、鈦基自熔合金、鋁基自熔合金、銀基自熔合金、石墨烯、氧化石墨烯以及納米陶瓷/金屬基復合材料中的任意一種或混合物。

進一步地，所述步驟(3)中的粘接劑為PVA。

本發明的有益效果是：