[发明专利]异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空断路器中电气触头材料，尤其是涉及到一种大功率无银铜钨合金触头材料及其加工工艺。

背景技术

铜钨合金是以铜、钨元素为主组成的一种两相结构假合金，是金属基复合材料，它综合了金属钨的熔点高、密度大和铜导电、导热性能好的优点，使铜钨合金具有耐高温、耐电弧烧蚀、强度高、比重大、导电和导热性能好等特点，该产品广泛应用于耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料等，做的零部件和元器件广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金等行业。

由于金属铜和钨物性差异较大，不能采用熔铸法进行生产，现在一般采用粉末合金技术进行获得，采用该方法制取铜钨合金的工艺流程为：混合、压制成型、烧结熔渗和冷加工。随着社会科技的不断进步，将铜钨合金材料做成整体件的趋势越来越明显，如在高压开关行业，由于断路器结构的改变，弧触头结构由触指和弹簧机构向自力式整体触头改进，这样使电器中开关结构明显简化，且消除了开关中弹簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。同样在电极行业将电极做成整体件给行业带来很大的进步。

目前国内外制作铜钨合金整体件主要采用如下几种方法：钎焊、电子束焊、热等静压扩散连接等，这些方法各有优缺点，试验证明，在焊接时钨极易吸气，会造成焊缝夹渣、气孔等缺陷，降低了焊缝处的连接强度。同时由于焊接过程中的热影响，使焊缝附近的铜材料处于退火软化状态，降低了铜的强度和弹性，此外，在焊接时界面形状必须简单，复杂界面无法实现焊接。热等静压连接工艺投资大，且工艺十分复杂，一致性不高。另外也可采用整体铜钨合金材料进行加工成异型触头，这样加工成本高、加工时间长，而且材料的浪费现象十分严重。

发明内容

本发明目的在于提供一种充分利用铜优良的导电、导热及化学稳定性，结合钨材料高硬度、高熔点，同时利用钨颗粒之间有效烧结和熔渗技术，使铜充满材料内部的连接孔隙，该技术不受坯料的形状限制，可以根据实际需要，设计成各种不同形状的异型材料。

实现本发明目的的技术方案是：

异型高导电性铜钨合金电触头材料，由铜和钨组成，其特征在于：材料中铜的含量为8--17％。

异型高导电性铜钨合金电触头材料的加工工艺：

首先选择合适颗粒度的铜粉和钨粉按比例进行混合；对混合后的原料粉进行多次往复的热处理、压制成型和破碎，再等静压成型所需要的形状，并电火花烧结成铜钨合金坯料；最后将准备好的铜与烧结后的坯料进行真空熔渗，就得大功率硬质铜钨铁复合电触头材料。

上述热处理的温度为580-- 700℃，时间为2--4小时。

上述压制成型的压力为4.5～8.5吨/平方厘米的压力。

上述采用的铜粉过400目筛，钨粉的颗粒在3--6μm之间。

上述铜粉和钨粉混合的重量比为0.3--0.8∶99.7--99.2。

采用上述工艺生产的异型高导电性铜钨合金电触头材料中铜的含量为8--17％。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.该电触头材料由于采用钨为骨架，具有硬度高、耐磨损性好的特点。

2.由于材料采用铜材料，使制作的电气触头的电流分断能力、导电能力和电流断续特性等综合性能高得到提高；材料在使用寿命周期内，性能均匀性高。

3.采用该触头材料可制作成各种形状的异型触头，简化电器开关结构，消除了开关中弹簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。

4.通过创新的制粒工艺以及对工艺参数的精心选择控制了材料中钨颗粒之间的距离，解决材料成型困难及熔渗困难的问题，在整个烧结过程中无需加助烧剂。

5.通过创新的工艺确保材料生产时铜完全渗入坯体中，生产出孔隙率小于0.15％的电触头材料。

附图说明

图1为本发明所述异型高导电性铜钨合金电触头材料加工工艺的工艺流程图

具体实施方式

从图1中可以看出，异型高导电性铜钨合金电触头材料的加工过程如下：

首先将铜粉过400目筛，选择3--6μm的钨粉按重量比0.3--0.8∶99.7--99.2的比例混合