[發明專利]一種銅基合金粉末材料及其制備方法和應用、熔覆層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110907597.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113604718B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 薛守洪;李保坤;吳集光;劉從從;葛利宏;陳磊;高正平;劉宗德;楊耀國;張若朋
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力(集團)有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司;華北電力大學
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C9/00;C22C30/02;C23C24/10;B22F1/00;B22F1/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 申素霞

本發明涉及金屬材料技術領域，具體涉及一種銅基合金粉末材料及其制備方法和應用、熔覆層及其制備方法。本發明提供的銅基合金粉末材料，包括Ta10～50wt％、W2～5wt％和余量Cu?Ni?Mo合金粉末；所述Cu?Ni?Mo合金粉末的化學元素包括Ni3～10wt％、Mo2～5wt％和余量Cu。本發明提供的銅基合金粉末材料用于制備熔覆時，由于Ta、W、Mo三種金屬熔點遠大于Cu，三種金屬在Cu中的溶解度小，富余的Ta、W、Mo在凝固過程中析出，形成彌散分布的富Ta?W?Mo相和連續分布富Cu相，在提高基體材料表面耐腐蝕、耐磨性能的同時，保證觸頭芯部基體良好的導電性，降低了熔覆層的表面接觸電阻。

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，具體涉及一種銅基合金粉末材料及其制備方法和應用、熔覆層及其制備方法。

背景技術

高壓斷路器是電力系統中最重要的高壓開關設備，其運行狀態將直接影響著電力系統的安全穩定。其在電力系統中的作用主要體現在控制與保護兩個方面，控制作用即根據電力系統的運行需要控制電力設備或線路接入或退出電網運行，保護作用即在部分電力設備或線路發生故障時及時將其從電網中切除，以確保其余部分的正常運行。這就要求無論電力線路處于何種狀態，在需要斷路器動作時，其都應能可靠地關合或是開斷電路。若斷路器因故障而無法正常動作，將會嚴重影響電力系統的運行，造成重大損失。

觸頭是高壓斷路器的重要部件，起引燃電弧，保護主觸頭的作用。在開關閉合瞬間，觸頭間隙產生溫度高、能量大的電弧，腐蝕觸頭表面，每年由于觸頭發熱、過熱等缺陷，造成隔離開關損壞、電網大面積停電的事故時有發生，這不但會造成大量的經濟損失，也會對變電站工作人員的生命安全造成巨大的威脅。目前，常用的觸頭材料為銅基合金觸頭，主要有Cu-W銅基合金、Cu-Cr銅基合金及純銅等。然而，純銅、Cu-W、Cu-Cr系銅基合金觸頭耐腐蝕性差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種銅基合金粉末材料及其制備方法和應用、熔覆層及其制備方法，本發明提供的銅基合金粉末材料制備的熔覆層的耐腐蝕和耐磨性能優異。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種銅基合金粉末材料，包括Ta 10～50wt％、W 2～5wt％和余量Cu-Ni-Mo合金粉末；

所述Cu-Ni-Mo合金粉末的化學組成包括Ni 3～10wt％、Mo 2～5wt％和余量Cu。

本發明提供了一種觸頭防護修復材料，包括權利要求1～2任一項所述銅基合金粉末材料和膠黏劑。

優選的，所述銅基合金粉末材料的粒徑為140～325目。

本發明提供了上述技術方案所述觸頭防護修復材料的制備方法，包括以下步驟：

將銅基合金粉末材料和膠黏劑混合后噴霧造粒，得到觸頭防護修復材料。

優選的，所述銅基合金粉末材料和膠黏劑的質量比為40～62：38～60；

所述霧造粒的進口溫度為110～210℃，出口溫度為為85～110℃。

本發明提供了上述技術方案所述的銅基合金粉末材料、上述技術方案所述的觸頭防護修復材料或上述技術方案所述制備方法得到的觸頭防護修復材料在高壓斷路器觸頭中的應用。

本發明提供了一種熔覆層，材質為上述技術方案所述的銅基合金粉末材料、上述技術方案所述的觸頭防護修復材料或上述技術方案所述制備方法得到的觸頭防護修復材料。

優選的，所述熔覆層的厚度為150～1800μm。

本發明還提供了上述技術方案所述熔覆層的制備方法，包括以下步驟：

將銅基合金粉末材料或觸頭防護修復材料置于觸頭表面進行激光熔覆，得到熔覆層；