[发明专利]一种超细晶铜铬触头的制备方法

说明书

本发明公开了一种超细晶铜铬触头的制备方法，包括以下步骤：S1：混粉：将铜粉：铬粉按重量比配比得到混合粉，再进行球磨混粉；S2：制备电极：将混合好的混合粉采用冷等静压的方式压制，随后进行真空烧结；S3：电极感应气雾化制粉：对制备好的铜铬合金电极进行区域熔炼，通过紧耦合喷嘴将金属液体雾化破碎成液滴，凝固，筛分得到铜铬合金粉；S4：压制烧结：对铜铬合金粉采用模压方式进行压制，随后进行真空烧结；S5：机械加工：按照图纸要求进行机械加工。本发明的制备方法可使得铬相的尺寸远小于现有常规所制备的，同时保证了原材料的纯净度，所获得的超细晶的铜铬触头性能更为优良。

技术领域

本发明涉及中压技术领域，具体是涉及一种超细晶铜铬触头的制备方法。

背景技术

铜铬合金触头是中压领域真空开关的核心部件，研究表明随着金相组织中铬相的尺寸减小，能够极大的优化材料的电性能和机械性能，目前铜铬合金触头的制备工艺主要分为熔炼和粉末冶金两种。

常规的真空感应熔炼制备的铜铬合金触头由于冷却速度低，铬相尺寸普遍偏大，且触头中心区域与边部区域铬相尺寸存在较大差异，即使采用较为先进的电弧熔炼工艺，使得冷却速度进一步提高，但铬相尺寸依然保持在20-50um，相对于工况环境中的电弧斑点尺寸依然偏大，而采用粉末冶金工艺制备的铜铬触头，受限于铬粉的原始尺寸，铬相尺寸相较熔炼工艺更为粗大，而依托真空感应熔炼工艺进行气雾化制粉，通过混粉烧结的工艺，虽然能够得到组织细小的铬相，但受制于真空感应熔炼，其制备触头铬含量须≤40％，且由于真空感应熔炼过程须要有陶瓷坩埚作为载体，不可避免的会引入夹杂。

因此，现需要一种新型的超细晶铜铬触头的制备方法来解决这些问题，以减小铬相的尺寸，保证原材料的纯净度，获得性能更为优良的超细晶的铜铬触头。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超细晶铜铬触头的制备方法，用以获得性能更为优良的超细晶的铜铬触头。

本发明的技术方案是:一种超细晶铜铬触头的制备方法，包括以下步骤：

S1：混粉：原材料选择铜粉、铬粉，并将铜粉：铬粉按重量比＝9：1至5：5配比，混合处理得到混合粉；再将混合粉：铜球按重量比＝100：100进行球磨混粉3-10h；

S2：制备电极：将混合好的混合粉采用冷等静压的方式压制，随后进行真空烧结，950-1050℃保温2h；

S3：电极感应气雾化制粉：真空度达到3×10^-1pa以下，对制备好的铜铬合金电极进行区域熔炼，得到融化的金属液体；将融化的金属液体连续垂直穿过紧耦合喷嘴向下流，通过紧耦合喷嘴将融化的金属液体雾化破碎成大量细小液滴，细小液滴在飞行中凝固成颗粒，通过筛分选择粉末粒度小于100目的合金粉作为后续原材料；

S4：压制烧结：对步骤S3所得的铜铬合金粉采用模压方式进行压制，随后进行真空烧结，950-1050℃保温3-5h；

S5：机械加工：按照图纸要求进行机械加工。

进一步地，所述铜粉选用小于200目，纯度≥99.7％，所述铬粉选用80-320目，纯度≥99.0％。选用该纯度和目数的铜粉和铬粉，所制备的超细晶的铜铬触头性能更为优良。

进一步地，所述步骤S1中混合处理具体为：将铜粉：铬粉按重量比＝9：1至5：5配比混合20-35min，然后将初混合粉急速降温至-5℃±3℃，并均匀喷洒占其总质量5-8％的强效液，随后使用红外线辐照处理5-10min，然后使用占其总质量7-9倍的去离子水冲洗4-7次，室温自然风干得到混合粉；其中，所述的红外线辐照的功率为3-5kW，所述的红外线辐照的光源与预混合粉距离为30-45cm。通过对铜粉和铬粉进行上述处理，可以提高铜粉和铬粉的金属属性更加优良，同时采用低温喷洒上述剂量的强效液并辅配红外线辐照进行处理，可以减小后续制备的铜铬合金触头的铬相尺寸，以获得更为优良的超细晶的铜铬触头。