[发明专利]一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法

权利要求书

1.一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配料

按照工艺要求的合金成分，以重量百分比计分别称取45-90％的铜粉和10-55％的铬粉；

S2、烧结

S2-1、将步骤S1所述铜粉和铬粉充分混匀，并在真空度为40-90Pa、压力为300-500KN条件下进行压实处理，将压实处理后的合金粉末置于烧结炉中，在700-1100℃条件下烧结处理5-8h，得到中间合金；

S2-2、将步骤S2-1所得中间合金置入熔炼室的石墨坩埚中，并向熔炼室充入N₂作为保护气体，加热石墨坩埚至铜粉和铬粉完全熔化，保温处理10-30min后，得到中间合金液；将所述中间合金液以2-7MPa的雾化压力通过通过石墨喷嘴喷入雾化室，雾化破碎后得到粒径为75-85μm的合金粉末；其中，所述石墨喷嘴的直径为2-6mm；

S2-3、将步骤S2-2所得合金粉末随坩埚一同置入真空烧结炉内，对真空烧结炉进行抽真空至炉内真空度为20-50Pa，先以10-15℃/min的加热速度加热至炉体内温度达到980-1100℃，然后以15-25℃/min的加热速度加热至炉体内温度达到1100-1350℃；保温1-3h后，随炉自然冷却至室温后，得到自耗电极棒；

S3、真空自耗熔炼

S3-1、将步骤S2-3所得自耗电极棒悬挂在真空自耗电弧熔炼炉内进行自耗熔炼；其中，熔炼电流为2-5KA，熔炼电压为25-40V，真空度≤80Pa，熔炼温度为800-1000℃；

S3-2、在熔炼进行2-5min后开始向铸锭和铜模之间的间隙充入He，利用压力传感器检测充气压力，当充气压力达到450-550Pa时停止充气，并继续熔炼至整个熔炼过程结束，即得铜铬触头材料。

2.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S1中，所述铜粉来源于电解铜粉。

3.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S3-2完成后，将得到的铜铬触头材料进行焊接，然后进行二次自耗熔炼；其中，焊接电流为400-650A，焊接电压为35-50V。

4.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S3-1进行时，首先以2-3KA的熔炼电流对自耗电极棒进行真空自耗熔炼，并维持15-25min；然后以3-5KA的熔炼电流对自耗电极棒进行真空自耗熔炼，维持5-8min。

5.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S3-2中，当坩埚底部形成金属熔池时，利用超声波发生装置对坩埚进行振动处理，所述超声波发生装置的超声波频率为10-15KHz，超声波发生功率为200-400W。

6.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S3-1中，所述真空自耗电弧熔炼炉内自耗电极棒的下端面与结晶器底部之间的间距为50-90mm。

7.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S2-2完成后，向所述合金粉末中加入其总质量1-5％的无水乙醇，并搅拌均匀。

8.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S2-3完成后，在温度为500-700℃，变形量为15-26％的条件下对所述自耗电极棒进行热挤压处理，热挤压处理完成后，在300-580℃温度条件下对自耗电极棒进行退火处理。

9.根据权利要求1所述的一种真空自耗电弧熔炼铜铬触头材料组织优化方法，其特征在于，步骤S3-2完成后，采用激光束对所述铜铬触头材料表面进行扫描，所述激光束的激光功率为1-3KW，光斑直径为3-5mm，扫描速率为80-240mm/min。