一種CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅鎢觸頭材料因其具有良好的耐電弧浸蝕性、抗熔焊性以及高導電、高強度等綜合性能被廣泛應用于各種斷路器、真空負荷開關(guān)和變壓器轉(zhuǎn)換開關(guān)上，尤其是可靠性更高的銅鎢/銅合金整體觸頭材料的應用最為廣泛。
[0003]隨著高壓開關(guān)電壓等級的不斷升高以及開斷容量的增大，對觸頭材料性能的要求也日益苛刻，要求觸頭不僅具有高的導熱性能以及導電性能，還要求觸頭材料具有高的抗電弧燒蝕性能和良好的高溫耐磨性，從而滿足觸頭材料高壽命的使用要求。目前高壓開關(guān)觸頭廠商提供的銅鎢/銅鉻合金整體觸頭在特高壓電容器組開關(guān)的高壽命型式試驗中，均發(fā)現(xiàn)觸頭材料燒蝕磨損嚴重，使得開關(guān)無法正常開合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法，解決了現(xiàn)有觸頭材料燒蝕磨損嚴重，導致開關(guān)無法正常開合的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0006]步驟1，將WC粉末和銅鈷合金粉混合均勾，將混好的粉末噴蠟后壓制成生還，然后將生坯放入石墨坩禍中燒結(jié)，得到WC骨架；
[0007]步驟2，將步驟I得到的WC骨架和純銅試塊一下一上放置于石墨坩禍中，在微機程控高溫燒結(jié)爐中進行滲銅，得到CuWC合金；
[0008]步驟3，將步驟2得到CuWC合金、甩帶法獲得的CuCo合金作為中間過渡層以及CuCr合金按照自下而上的順序，一同放置于石墨坩禍中，在微機程控高溫燒結(jié)爐中通氫氣進行熔接，即得到CuWC-CuCr整體觸頭。
[0009]本發(fā)明的特點還在于，
[0010]步驟I中WC粉末和銅鈷合金粉混合是將粒度為4?6 μ m的WC粉末和銅鈷合金粉在滾筒混料機中以200r/min的轉(zhuǎn)速濕混4h。
[0011]步驟I中壓制成生坯是將噴蠟后的粉末在油壓機上以340MPa的壓力進行壓制。
[0012]步驟I中燒結(jié)是在氫氣氣氛燒結(jié)爐中以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1300?1500 °C時，保溫30?90min后隨爐冷卻。
[0013]步驟2中滲銅是在微機程控高溫燒結(jié)爐中，以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080?1180°C時，保溫30?90min后隨爐冷卻。
[0014]步驟3中熔接是在微機程控高溫燒結(jié)爐中通氫氣，以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1100?1300°C時，保溫30?90min后隨爐冷卻。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法，通過采用WC來代替W以及使用甩帶法獲得的CuCo合金作為中間過渡層，這樣既保證了整體觸頭的觸頭端具有良好的導熱、導電性、抗電弧燒蝕性以及高溫耐磨性，又保證了觸頭端與銅合金導電桿之間良好的結(jié)合性能，解決了常規(guī)CuW合金超高壓使用環(huán)境下，抗電弧燒蝕性能及高溫耐磨性較差的問題，同時保證了 CuWC合金與CuCr合金的連接強度，獲得的CuWC-CuCr整體觸頭滿足超尚壓下尚壽命的使用要求。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]本發(fā)明CuWC-CuCr整體觸頭的制備方法，將WC粉末和銅鈷合金粉于滾筒混料機中進行濕混，將混好的粉末噴蠟后在油壓機上預壓成型，隨后在高溫氣氛燒結(jié)爐中對生坯進行燒結(jié)，制備出WC骨架；然后在高溫氣氛燒結(jié)爐中進行滲銅即得到CuWC合金；最后將CuWC合金、甩帶法獲得的CuCo合金作為中間過渡層以及CuCr合金按照自下而上的順序，一同放置于石墨坩禍中，在微機程控高溫燒結(jié)爐中通氫氣進行熔接，即得到CuWC-CuCr整體觸頭。
[0018]具體按照以下步驟實施:
[0019]步驟1，將粒度為4?6ym的WC粉末和銅鈷合金粉(其中WC粉末的量為99.2wt%，銅鈷合金粉的量為0.8wt% )在滾筒混料機中以200r/min的轉(zhuǎn)速濕混4h ;將混好的粉末噴蠟后在油壓機上以340MPa的壓力預壓成生坯，隨后將壓制好的生坯放入石墨坩禍中，在氫氣氣氛燒結(jié)爐中以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1300?1500°C時，保溫30?90min后隨爐冷卻，即制備出WC骨架；
[0020]步驟2，將步驟I得到的WC骨架和純銅試塊一下一上放置于石墨坩禍中，在微機程控高溫燒結(jié)爐中進行滲銅，以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1080?1180°C時，保溫30?90min后隨爐冷卻，即制備出CuWC合金；
[0021]步驟3，將步驟2得到CuWC合金、甩帶法獲得的CuCo合金作為中間過渡層以及CuCr合金按照自下而上的順序，一同放置于石墨坩禍中，在微機程控高溫燒結(jié)爐中通氫氣進行熔接，以15?25°C /min的加熱速度進行加熱，當溫度達到1100?1300°C時，保溫30?90min后隨爐冷卻，即得到CuWC-CuCr整體觸頭。
[0022]本發(fā)明制備方法，用WC來代替W制備CuWC合金，WC是生產(chǎn)硬質(zhì)合金的主要原料，其硬度與金剛石相近，且為電與熱的良好導體，用其制備的CuWC合金較CuW合金硬度有了很大幅度的提高，且電導率變化較??；在保證觸頭材料良好導熱、導電性能的同時，提高了觸頭材料的抗電弧燒蝕性能及高溫耐磨性，相對于傳統(tǒng)CuW觸頭，延長了其使用壽命；同時使用少量引導銅鈷合金粉代替鈷作為粘結(jié)劑，即可活化燒結(jié)WC骨架，又可引導后續(xù)的銅滲入。
[0023]本發(fā)明制備方法，使用甩帶法獲得的CuCo合金作為中間過渡層，CuWC合金與CuCr合金直接連接時，由于兩者性能差異較大，其結(jié)合強度較低，而采用CuCo合金作為中間過渡層，鈷既可與WC形成一種硬質(zhì)合金，又可與鎢和鉻形成合金，這樣使得CuWC合金與CuCr合金之間的連接強度得到一定程度的提高，保證了整體觸頭使用的穩(wěn)定性。
[0024]實施例1
[0025]步驟I，將粒度為4?6 μ m的WC粉末和銅鈷合金粉在滾筒混料機中以200r/min的轉(zhuǎn)速濕混4h ;將混好的粉末噴蠟后在油壓機上以340MPa的壓力預壓成生坯，隨后將壓制好的生坯放入石墨坩禍中，在氫氣氣氛燒結(jié)爐中