[发明专利]一种高Ni含量CuCr触头材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高Ni含量CuCr触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：将称量好的Ni粉、Cr块装入真空电弧熔炼炉的坩埚中，关闭炉门并抽真空至10^‑2Pa以下；步骤二：充Ar气至0.05MPa，电弧熔化Ni、Cr块体并电磁搅拌，熔炼2分钟后停止，待试样冷却后将其上下反转，再次熔炼，重复此过程5‑6次，使CrNi合金均匀。本发明解决了现在感应熔炼制备方法存在的Ni添加量低及耐击穿电压强度提高有限的缺点，并且制备工艺简单、能耗较低、所通气氛为常压气氛，提高CuCrNi触头材料中的镍含量，在不降低电导率的前提下提高其耐电击穿电压强度性能，对于提高CuCrNi触头材料的使用电压等级和工业化大规模生产具有很高的价值。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体为一种高Ni含量CuCr触头材料的制备方法。

背景技术

作为触头材料，CuCrNi合金由于其较好的耐压强度、抗熔焊等性能被广泛应用于中高压真空断路器中，目前，CuCrNi触头主要采用中频感应熔炼的制备方法，其基本工艺过程是将Cu块和Cr块在中频感应炉中熔化，添加质量百分数小于0.5的Ni粉，搅拌均匀后在铜模中冷却制备成CuCrNi合金，随科学技术的发展，对输变电路中CuCr触头提出了具有更高开断能力的要求，即更高的耐电击穿电压强度，Ni元素的添加可显著提高感应熔炼制备的CuCr触头材料的耐电压强度，但Ni元素添加量超过0.5％时，部分Ni溶入Cu基体中引起CuCr触头材料的导电率急剧下降，不能满足触头材料对电导率的要求，因此，我们提供一种工艺简单、成本低廉且适合工业化生产的高Ni含量CuCr触头材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高Ni含量CuCr触头材料的制备方法，具备在保证电导率的前提下提高CuCr触头材料的耐击穿电压强度的优点，解决了现有的CuCrNi触头材料制备方法存在的电导率和耐击穿电压强度较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高Ni含量CuCr触头材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将称量好的Ni粉、Cr块装入真空电弧熔炼炉的坩埚中，关闭炉门并抽真空至10^-2Pa以下；

步骤二：充Ar气至0.05MPa，电弧熔化Ni、Cr块体并电磁搅拌，熔炼2分钟后停止，待试样冷却后将其上下反转，再次熔炼，重复此过程5-6次，使CrNi合金均匀；

步骤三：将步骤二制得的CrNi合金机械破碎至2mm以下，放入球磨罐中，加入球磨介质和磨球后进行机械破碎和球磨，最后过筛得到尺寸20-30微米CrNi粉末；

步骤四：将步骤三制得的CrNi粉末与一定量Cu粉混合，在真空热压烧结炉中烧结制备成CuCrNi触头材料。

优选的，所述在步骤一中的真空电弧熔炼炉为非自耗电极。

优选的，所述在步骤三中磨球与步骤二中制得的CrNi粉末的质量比为9-11:1，而且磨球的粒径分为10mm和5mm两种，其放入的质量比为3:1。

优选的，所述在步骤三中的球磨介质为无水乙醇，其与步骤二中制得的CrNi粉末的质量比为10:1。

优选的，所述在步骤三中球磨罐转速为200r/min-300r/min，球磨时间为1.5h-2.5h。

优选的，所述在步骤三中的球磨过程中在球磨罐内充入Ar气进行气氛保护，球磨罐为不锈钢球磨罐。

优选的，所述在步骤四中的热压压力为35Mpa，升温速率为10℃/min-15℃/min。

优选的，所述在步骤四保温温度为930℃-950℃，保温时间为1.5h-2.5h。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：