[發明專利]一種高性能超細觸頭材料的制備系統和方法

在審

• 申請號: 202210339261.0
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114669749A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 丁寧;王海洪;張喜峰;劉博
• 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: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F9/02;B22F1/065
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種高性能超細觸頭材料的制備系統和方法，包括依次設置的球磨機、供料泵、攪拌機、噴霧干燥機、旋風分離器和出料裝置；供料泵連通球磨機和攪拌機的內腔，攪拌機的內腔連通噴霧干燥機的內腔，噴霧干燥機用于進行噴霧干燥工藝，噴霧干燥機連通旋風分離器的內腔，旋風分離器連通出料裝置。先采用球磨工藝制備超細顆粒粉末，再將超細顆粒粉末通過噴霧干燥工藝進行處理，形成超細觸頭材料。采用先高能球磨制備超細顆粒粉末，再噴霧干燥制粒的方法，獲得了制備高性能超細材料，并且解決了超細顆粒粉末難以壓制的問題，能大幅提升產品各項性能。

技術領域

本發明屬于開關電器技術領域，具體屬于一種高性能超細觸頭材料的制備系統和方法。

背景技術

銅鎢合金是典型的假合金，即兩者基本不互溶，故只能采用粉末冶金的方式制備銅鎢合金。現有粉末冶金工藝制備的銅鎢合金采用常規鎢粉為原料。由于常規鎢粉粒徑為單一，骨架的孔隙率過大，不能通過增加壓制壓力的方法獲得較高鎢含量的銅鎢合金，導致產品的致密化程度不高，容易產生成分偏析，致密度是影響產品質量的關鍵因素，因此產品多項性能不高；此外，常規鎢粉粉末顆粒較大，顆粒間相互接觸的面積小、比表面積小，燒結驅動力小，往往需要更高的溫度燒結，一方面，鎢骨架的燒結過程中，鎢顆粒不能很好的粘接形成燒結頸，另一方面更高的溫度使鎢晶粒長大，因此觸頭材料的硬度和強度不高，抗熔焊、抗電弧燒蝕能力不高，產品的使用壽命較短。

銅鎢合金憑借其良好的導電性、較低的熱膨脹性、良好的抗燒蝕性能等，在電工、軍工、航空航天、電子封裝等領域有著廣泛的應用與前景，為了進一步獲得更高性能的產品，學界從各種方向入手研究，而新興的超細晶、納米材料技術為學界提供了新的思路。

高能球磨法是制備超細/納米材料的一種方法，其原理是將普通的金屬粉末在高能球磨機中球磨，使研磨球對原料粉末進行強烈撞擊、研磨，粉末顆粒之間亦存在剪切、撞擊，這是一個反復的過程，最后可以獲得超細金屬粉末；其缺點也很明顯，過程易引入雜質，粉末易結團，而且制得的粉末過細，顆粒形狀復雜，導致粉末難以壓制，而噴霧干燥制粒可以使超細的粉末粘接團聚成接近球狀的壓制性良好的顆粒。

噴霧干燥法是將溶液或懸浮液通過物理手段進行霧化獲得均勻小液滴，后在高溫環境下蒸發或分解溶劑，得到超微粒子的一種化學與物理相結合的方法。其優點在于粉體成分均一，基本呈球形等。

綜上所述，現有技術有常規鎢粉制備的銅鎢觸頭，致密性不高、成分偏析、燒結驅動力小、鎢晶粒粗大，因此產品的各項性能比如強度、硬度、導電、抗燒蝕等性能不高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種高性能超細觸頭材料的制備系統和方法，采用先高能球磨制備超細顆粒粉末，再噴霧干燥制粒的方法，獲得了制備高性能超細材料，并且解決了超細顆粒粉末難以壓制的問題，能大幅提升產品各項性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高性能超細觸頭材料的制備系統，包括依次設置的球磨機、供料泵、攪拌機、噴霧干燥機、旋風分離器和出料裝置；

所述供料泵連通球磨機和攪拌機的內腔，所述攪拌機的內腔連通噴霧干燥機的內腔，所述噴霧干燥機用于進行噴霧干燥工藝，所述噴霧干燥機連通旋風分離器的內腔，所述旋風分離器連通出料裝置。

優選的，所述出料裝置的底部設置有振動臺。

優選的，還包括酒精回收裝置，所述噴霧干燥機連通酒精回收裝置。

一種高性能超細觸頭材料的制備方法，包括以下過程，

先采用球磨工藝制備超細顆粒粉末，再將超細顆粒粉末通過噴霧干燥工藝進行處理，形成超細觸頭材料。

優選的，具體包括以下步驟，

步驟1，在球磨機中原料粉末進行球磨，形成超細顆粒粉末漿料；