[发明专利]一种钨钢及应用该钨钢的换向器接触片测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钨钢及其在换向器接触片测量装置中的应用。

背景技术

接触片是换向器的重要组成部分，而换向器由多个成型的接触片围城圆环形，换向器工作的稳定性与接触片的精度有很大关系，接触片的截面呈梯形，要将所有的接触片围城圆环形，对接触片的精度要求很高，因此，对成型的接触片的测量显得尤为重要。

现有技术中一般用普通千分尺对接触片进行基本的精度测量，如授权公告号为CN 101419043A的发明专利公开了一种千分尺，其用于测量厚度不均的元件中厚度较小部分的厚度，该千分尺包括两相对测头、第一辅助治具，该第一辅助治具包括第一固定套和第一接触部，第一固定套套设于其中的一个测头，第一固定套具有与该另以测头相对的端面，该第一接触部用于与该待测元件的较薄部分相接触，该第一接触部与待测元件的接触面相对于该第一固定套的端面的距离为第一距离，该待测元件的较厚部分在该第一固定套相对的一侧的部分相对于该第一接触部与该待测元件的接触面的距离为第二距离，该第一距离大于第二距离。

这种千分尺其测量精度较高，测量对象较多，也可用来测量换向器，但其在测量接触片时存在以下问题，接触片的截面为梯形，决定换向器精度的最重要因素是接触片两侧边的夹角角度，当接触片两侧边夹角角度一致时，接触片围城的圆环形精度最高，而目前的千分之只能单纯测量接触片的宽度和厚度，无法测量接触片两侧边的夹角角度，导致接触片测量不准确，测量精度较低。

综上所述，为了解决上述测量装置存在的技术问题，需要设计一种测量精度较高的换向器接触片测量装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种硬度、强度和耐磨性等综合性能优异的钨钢及应用该钨钢的换向器接触片测量装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种钨钢，所述钨钢的原料主要由10-20％的粘结金属、0.05-0.5％的稀土金属、0.3-1％的抑制剂和余量的碳化钨组成，所述钨钢的晶粒粒度范围为0.1-1μm。

本发明中主要粉末原料碳化钨构成了钨钢的硬质相，而粘结金属作为粘结相，其含量及其分布对钨钢的结构、硬度、强度、韧性等性能具有一定的影响。随着粘结金属含量的增加，钨钢的硬度会随之降低，但是韧性和强度则随之增大。本发明为了平衡最终制得的钨钢的硬度、强度和韧性等性能，将粘结金属的含量控制在10-20％范围内，制得硬度、强度和韧性等性能相对平衡的钨钢。

由于钨钢在烧结过程中硬质相碳化钨晶粒会发生疯长，导致形成非连续长大的碳化钨大晶粒，导致钨钢的力学性能降低。因为，钨钢的晶粒粒度越细，缺陷才越小，粘结金属的平均自由程减小，强度和硬度才能保持较高值。在其它条件等同情况下，钨钢的硬度、耐磨性、强度随着晶粒的平均粒度变小和粒度分布变窄才能得到增强。所以，必须减小碳化物的晶粒粒度，才能得到综合性能较高的钨钢，但同时也发现，钨钢晶粒粒度过小对性能也并不都是有利的。因此，本发明在钨钢中加入0.3-1％的抑制剂，使本发明钨钢的晶粒粒度范围控制在0.1-1μm之间，保证了钨钢的力学性能。同时，0.3-1％的抑制剂也不会影响钨钢的致密化过程，使钨钢留下残留空隙而降低钨钢的硬度。

此外，本发明还加入了适量的稀土金属，适量的稀土金属可以与S、O、Ca等杂质形成球状的复杂化合物，这些化合物存在于WC-Co界面和(Ti，W)C固溶体和其邻接的界面上，改变了界面杂质分布状态，起到净化界面的作用，从而改善粘结金属在碳化物上的润湿性，提高了界面联结强度，改善了钨钢的综合性能。

在上述的一种钨钢中，所述粘结金属由Co和添加剂组成，所述Co的含量占粘结金属的90-95％。

在上述的一种钨钢中，所述添加剂为Ni、Cr、Co₃Al中的一种或多种。

相较于单组份的粘结金属，在粘结金属中添加适量的添加剂Ni、Cr、Co₃Al有助于烧结过程中晶粒的细化和均匀化，从而有助于改善钨钢的综合性能。

在上述的一种钨钢中，所述抑制剂为碳化钒、碳化钼、碳化铬、碳化铌、碳化钽、碳化钛、碳化锆、碳化铪中的一种或多种。

在上述的一种钨钢中，所述抑制剂为碳化钒、碳化铬中的一种或两种。