[發明專利]一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法

有效

• 申請號: 202110984808.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113793767B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 張石松;王小軍;劉凱;李鵬;師曉云;賀德永;張博;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: H01H11/00
• 分類號: H01H11/00;H01H33/664;C22C9/00;C22C1/03;C23C24/10;C22F1/08
• 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: 劉婷

1.一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、制備CuCr1棒芯：

S1-1、采用真空感應熔煉的方法，以CuCr中間合金塊、Cu塊為原料，制備CuCr1合金錠；

S1-2、熱鍛變形處理步驟S1-1制備的CuCr1合金錠，得到CuCr1棒芯；

S2、制備CuCr1/Cu棒材：制備能套接在步驟S1中CuCr1棒芯上的Cu套；將所述CuCr1棒芯嵌入Cu套中，排出間隙氣體后得到CuCr1/Cu棒材；所述CuCr1/Cu棒材中，CuCr1棒芯軸截面面積與Cu套截面面積比為1：0.45～1：0.60；

S3、刻蝕熔池：采用機械加工的方式，在步驟S2制備CuCr1/Cu棒材的Cu套的四個棱面上，平行于中心軸方向等間隔刻出若干道寬度為1.2～1.5mm，深度為2～3mm的刻痕作為熔池；

S4、制備加筋層：采用激光熔覆的方式，激光束垂直于銅基體表面、沿熔池掃描，由里及外依次梯度熔覆CuCr10～50合金粉作為加筋層，得到CuCr1加筋棒材；

S5、熱擠壓及固溶處理：對步驟S4制備的CuCr1加筋棒材，在900～1100℃保溫2～3h，擠壓比＞10的參數下熱擠壓，隨后使用水冷銅模固溶處理，得到過飽和CuCr1棒材；

S6、冷變形處理：將經步驟S5制備的過飽和CuCr1棒材，在常溫下冷變形處理，變形量＞25％；

S7、欠時效處理：將經步驟S6處理后的CuCr1棒材在100～300℃下保溫40～90min，消除內應力；

S8、機械加工：按照圖紙要求將經步驟S7處理后的CuCr1棒材加工成所需的CuCr1復合導電桿。

2.如權利要求1所述的一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，所述步驟S1-1中制備CuCr1棒芯具體步驟如下：

S1-1-1、以CuCr1導電桿中Cr含量為1％的質量比例，準備配比合適的CuCr中間合金塊和Cu塊；

S1-1-2、將步驟S1-1-1中準備的CuCr25合金塊和Cu塊裝入CaO坩堝中，抽真空至10^-2Pa，按照10KW、20KW、30KW的梯度功率升溫，每階段保溫3～5min，最終維持在40KW；

S1-1-3、當坩堝內合金開始熔化，關閉真空系統充入-0.03～-0.08MPa的氬氣，待坩堝內合金完全熔化，降低功率至20～35KW，通過合金液預熱坩堝口0.5min后，將合金液澆鑄到水冷銅模冷卻，得到CuCr1合金錠。

3.如權利要求1所述的一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，所述步驟S1-2的具體參數如下：熱鍛變形的溫度控制在600～900℃之間，熱鍛變形量＞25％。

4.如權利要求1所述的一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述Cu套的具體制備方法為：采用連鑄工藝制備出截面外沿為正方形、截面中心擁有可供CuCr1棒芯穿過孔洞的Cu套坯件；將CuCr1棒芯嵌入所述Cu套坯件后，銑掉Cu套坯件的四條棱形成倒角，所述倒角半徑為Cu套坯件截面正方形邊長的1/5，至此得到Cu套。

5.如權利要求1所述的一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，排出CuCr1棒芯與Cu套間氣體的方式為：在10Pa真空度下，于720℃下保溫24h，隨后使用電子束封閉CuCr1棒芯與Cu套的間隙。

6.如權利要求1所述的一種用于真空滅弧室的高機械強度復合導電桿的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，Cu套截面單邊上熔池刻蝕數量的確定方式為：

單道熔池寬度×熔池刻蝕數量≤Cu套截面單邊邊長×1/3，向下取整。