[发明专利]一种制备CuW/Y2O3复相触头材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种制备CuW/Y₂O₃复相触头材料的方法。

背景技术

CuW合金应用于高压开关中的触头材料。随着高压开关向超特高电压、大容量方向发展，对CuW材料的性能提出了更高的要求，需要研制和开发新型的性能更为优异的CuW触头材料。

CuW合金触头在工作过程中，由于高压电弧的作用，触头表面发生加热、熔化、气化、流动、凝固等物理冶金过程，导致触头表面产生软化、喷溅、流动、裂纹等现象，因此，要求CuW触头材料除了具有良好的机械物理性能外，还应具有分散电弧的特性以减轻电弧的烧蚀性。

Y₂O₃陶瓷相具有比Cu、W较低的逸出功，因此在电击穿过程中可做为首先发射电子的部位，它在CuW组织中的弥散分布能起到分散电弧的作用；另一方面，在高温电弧作用下，由于铜相的熔化和挥发，材料强度则主要取决于钨骨架的高温强度，但钨高温强度随温度上升而显著下降，在1000℃时的强度只有室温强度的20％～40％，因此研制耐烧蚀性优良的CuW复相触头材料具有现实的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备CuW/Y₂O₃复相触头材料的方法，用该方法制备的含Y₂O₃的CuW复相触头材料在电击穿过程中，电弧在该材料表面得到有效分散，有效提高了CuW触头材料的耐烧蚀性。

本发明所采用的技术方案是，一种制备CuW/Y₂O₃复相触头材料的方法，该方法按以下步骤进行，

a、按照质量比为1∶0.2％～1.0％的比例称取钨粉和Y₂O₃粉，将所称的钨粉与Y₂O₃粉放入混料罐中；

b、按钨粉与Y₂O₃粉总质量的5％～8％称取诱导铜粉，将诱导铜粉添加到混料罐中；

c、在混料罐中加入工业酒精，使粉末有湿润感即可，按钨粉、Y₂O₃粉和诱导铜粉总质量的2～3倍加入非等径磨球进行混料，混料时间为5～7小时，得到混合料；

d、将步骤c混好的混合料倒入轴向压制的钢制模具内，在340±20MPa的压力下模压成钨压坯；

e、将熔渗金属铜块与步骤d得到的钨压坯叠置在一起，放入铺好石墨纸的石墨坩埚内，置于高温H₂气氛烧结炉内，先进行钨压坯骨架的烧结，烧结温度为900℃～1000℃，烧结时间为1.5～2小时；再进行钨压坯骨架的熔渗，熔渗温度为1200℃～1400℃，熔渗时间为1.5～2小时即成。

本发明采用熔渗法制备添加Y₂O₃相的CuW复相触头材料，该方法得到的CuW/Y₂O₃复相触头材料具有优良的耐烧蚀性；该方法工艺简单，且易于控制。

附图说明

图1为CuW合金和含Y₂O₃的CuW合金的电导率对比曲线；

图2是现有的CuW触头材料进行50次电击穿后的SEM烧蚀形貌；

图3是用本发明的方法制备得到的含0.4％Y₂O₃的CuW复相触头材料进行50次电击穿后的烧蚀形貌；

图4是现有的CuW触头材料进行首次电击穿后的SEM组织照片；

图5是用本发明的方法制备得到的含0.4％Y₂O₃的CuW复相触头材料发

生首次电击穿后的SEM组织照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明制备CuW/Y₂O₃复相触头材料的方法，借鉴了溶渗法的一般原理，具体按以下步骤进行，

a、称取钨粉和Y₂O₃粉，其中钨粉与Y₂O₃粉的质量比为1∶0.2％～1.0％，配制好后放入混料罐中；其中混粉时将Y₂O₃粉添加在W粉中，易于硬质陶瓷相Y₂O₃颗粒在W粉中分布均匀。