[发明专利]一种CuWC-CuCr整体触头的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种CuWC-CuCr整体触头的制备方法。

背景技术

铜钨触头材料因其具有良好的耐电弧浸蚀性、抗熔焊性以及高导电、高强度等综合性能被广泛应用于各种断路器、真空负荷开关和变压器转换开关上，尤其是可靠性更高的铜钨/铜合金整体触头材料的应用最为广泛。

随着高压开关电压等级的不断升高以及开断容量的增大，对触头材料性能的要求也日益苛刻，要求触头不仅具有高的导热性能以及导电性能，还要求触头材料具有高的抗电弧烧蚀性能和良好的高温耐磨性，从而满足触头材料高寿命的使用要求。目前高压开关触头厂商提供的铜钨/铜铬合金整体触头在特高压电容器组开关的高寿命型式试验中，均发现触头材料烧蚀磨损严重，使得开关无法正常开合。

发明内容

本发明的目的是提供一种CuWC-CuCr整体触头的制备方法，解决了现有触头材料烧蚀磨损严重，导致开关无法正常开合的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种CuWC-CuCr整体触头的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将WC粉末和铜钴合金粉混合均匀，将混好的粉末喷蜡后压制成生坯，然后将生坯放入石墨坩埚中烧结，得到WC骨架；

步骤2，将步骤1得到的WC骨架和纯铜试块一下一上放置于石墨坩埚中，在微机程控高温烧结炉中进行渗铜，得到CuWC合金；

步骤3，将步骤2得到CuWC合金、甩带法获得的CuCo合金作为中间过渡层以及CuCr合金按照自下而上的顺序，一同放置于石墨坩埚中，在微机程控高温烧结炉中通氢气进行熔接，即得到CuWC-CuCr整体触头。

本发明的特点还在于，

步骤1中WC粉末和铜钴合金粉混合是将粒度为4～6μm的WC粉末和铜钴合金粉在滚筒混料机中以200r/min的转速湿混4h。

步骤1中压制成生坯是将喷蜡后的粉末在油压机上以340MPa的压力进行压制。

步骤1中烧结是在氢气气氛烧结炉中以15～25℃/min的加热速度进行加热，当温度达到1300～1500℃时，保温30～90min后随炉冷却。

步骤2中渗铜是在微机程控高温烧结炉中，以15～25℃/min的加热速度进行加热，当温度达到1080～1180℃时，保温30～90min后随炉冷却。

步骤3中熔接是在微机程控高温烧结炉中通氢气，以15～25℃/min的加热速度进行加热，当温度达到1100～1300℃时，保温30～90min后随炉冷却。

本发明的有益效果是，本发明CuWC-CuCr整体触头的制备方法，通过采用WC来代替W以及使用甩带法获得的CuCo合金作为中间过渡层，这样既保证了整体触头的触头端具有良好的导热、导电性、抗电弧烧蚀性以及高温耐磨性，又保证了触头端与铜合金导电杆之间良好的结合性能，解决了常规CuW合金超高压使用环境下，抗电弧烧蚀性能及高温耐磨性较差的问题，同时保证了CuWC合金与CuCr合金的连接强度，获得的CuWC-CuCr整体触头满足超高压下高寿命的使用要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明CuWC-CuCr整体触头的制备方法，将WC粉末和铜钴合金粉于滚筒混料机中进行湿混，将混好的粉末喷蜡后在油压机上预压成型，随后在高温气氛烧结炉中对生坯进行烧结，制备出WC骨架；然后在高温气氛烧结炉中进行渗铜即得到CuWC合金；最后将CuWC合金、甩带法获得的CuCo合金作为中间过渡层以及CuCr合金按照自下而上的顺序，一同放置于石墨坩埚中，在微机程控高温烧结炉中通氢气进行熔接，即得到CuWC-CuCr整体触头。

具体按照以下步骤实施：

步骤1，将粒度为4～6μm的WC粉末和铜钴合金粉(其中WC粉末的量为99.2wt％，铜钴合金粉的量为0.8wt％)在滚筒混料机中以200r/min的转速湿混4h；将混好的粉末喷蜡后在油压机上以340MPa的压力预压成生坯，随后将压制好的生坯放入石墨坩埚中，在氢气气氛烧结炉中以15～25℃/min的加热速度进行加热，当温度达到1300～1500℃时，保温30～90min后随炉冷却，即制备出WC骨架；

步骤2，将步骤1得到的WC骨架和纯铜试块一下一上放置于石墨坩埚中，在微机程控高温烧结炉中进行渗铜，以15～25℃/min的加热速度进行加热，当温度达到1080～1180℃时，保温30～90min后随炉冷却，即制备出CuWC合金；