[发明专利]一种CuW70触头材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种CuW70触头材料的制备方法。

背景技术

CuW合金被广泛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材料的综合性能提出了更高的要求。需要研制和开发新型的高性能的CuW触头材料。

CuW合金触头在完成开断的工作过程中，在动静弧触头之间会产生高压电弧，在电极表面不断运动的阴极斑点是真空电弧的一个重要特征。真空电弧发生时，在阴极表面收缩成电流密度很高且不断运动的阴极斑点。由于Cu、W两相的逸出功不同，阴极斑点首先在逸出功较低的Cu相上生成。而一般采用普通模压+熔渗法制备的CuW合金往往存在Cu、W两相组织分布不均匀的现象。因此，触头表面在电弧作用下则发生在富铜区域的集中烧蚀，触头表面产生大量Cu液喷溅和流动现象，一方面影响电触头的抗熔焊性，另一方面最终会因局部的严重烧蚀而导致触头材料失效，不能完成正常的开断工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种CuW70触头材料的制备方法，解决了现有方法制备CuW触头材料组织中Cu、W两相分布不均的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种CuW70触头材料的制备方法，该方法按以下步骤进行：

步骤1，按诱导铜粉占钨粉质量百分比为5%～8%分别称取诱导铜粉和钨粉，并放入混料罐中；

步骤2，按钨粉、铜粉总质量的2～3倍加入磨球，加入混料过程控制剂至粉末有湿润感，然后进行混料，混料时间为5～7小时；

步骤3，将步骤2混好的混合粉末填充入橡胶包套内，在粉末料面与橡胶包套的橡胶端塞之间放置起过滤作用的棉毡垫或过滤纸，填充完成后，在装料口加上端密封，并捆扎橡胶包套的封口和橡胶包套的端塞，然后用针管一端通过端塞插至棉毡垫处，针管的另一端外露；

步骤4，将密封好的包套表面清洗后放入冷等静压机的高压缸内，关闭高压缸，将留在高压缸内的空气完全赶出后以20～40 MPa/min的升压速度平稳的升压到170～230MPa，保压5～10分钟后缓慢泄压，至常压后从高压缸内取出包套，清洗包套表面，待包套干燥后打开包套取出钨压坯；

步骤5，将熔渗金属铜块与步骤4压制好的钨压坯呈上下叠置，放入铺好石墨纸的石墨坩埚内，一个石墨坩埚只放一对熔渗金属铜块与钨压坯，然后置于高温H2气氛烧结炉内进行烧结熔渗，在900℃～980℃烧结1.5～2小时，然后升高炉温对钨压坯骨架进行熔渗，熔渗温度为1200℃～1400℃，熔渗时间为1.5～2小时即成。

本发明的特点还在于，

其中步骤2中混料过程控制剂为工业乙醇。

其中步骤2中磨球为非等径磨球。

其中非等径磨球由分别为8mm和4mm的两种磨球混合而成，且8mm和4mm的两种磨球的质量比为1：1.4～1.6。

本发明的有益效果是，采用冷等静压及熔渗法制备CuW70材料，由于冷等静压压制过程中W压坯的各个方向受力均匀，烧结后W骨架孔隙的网状结构更为均匀，经熔渗得到的CuW70组织中Cu、W两相分布均匀，CuW触头材料具有较高的电导率、硬度。另外，电弧得到有效分散，电弧燃烧较为稳定，截流值降低，从而提高了CuW触头材料的耐电弧烧蚀性能；同时本发明的方法工艺简单，易于控制。

附图说明

图1是为采用普通模压压制及熔渗法制备的CuW合金与本发明的方法制备的CuW合金的显微组织照片，a为采用普通模压压制及熔渗法制备的CuW合金的显微组织照片，b为采用本发明的方法制备的CuW合金的显微组织照片；

图2是普通模压及熔渗法制备的CuW70合金与本发明的方法制备的CuW70合金发生首击穿时的阴极斑点运动图片，a为采用高速摄影拍摄的普通模压及熔渗法制备的CuW70合金发生首击穿时的阴极斑点运动图片，b为采用高速摄影拍摄的采用本发明的方法制备的CuW70合金发生首击穿时的阴极斑点运动图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种CuW70触头材料的制备方法，该方法按以下步骤进行：