一種纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為適應(yīng)電力市場不斷發(fā)展的要求，我國的高壓開關(guān)設(shè)備正在向著高電壓、大容量、小型化的方向發(fā)展。新的斷路器容量將會不斷地增大，而滅弧室的空間則不斷縮小，從而使得弧觸頭單位面積上承擔(dān)的負(fù)荷不斷增大；同時(shí)，為了減少維修成本，對觸頭的壽命要求卻越來越長，因此希望觸頭材料不僅具有優(yōu)異的耐電弧燒蝕性能，而且應(yīng)具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度。在傳統(tǒng)的工藝上協(xié)同提高觸頭材料的高溫強(qiáng)度和耐電弧燒蝕特性的空間很有限，如強(qiáng)化鎢骨架的燒結(jié)、添加第三組元等，雖然可以提高觸頭材料耐電弧燒蝕特性，但是在多頻次開斷后，由于粉末是隨機(jī)燒結(jié)起來，很難做到完整的連續(xù)骨架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致燒蝕后鎢骨架的強(qiáng)度不夠，從而加重了燒蝕和磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種纖維與顆粒混雜結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法，通過向銅鎢合金中添加纖維增強(qiáng)相形成纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多相強(qiáng)化從而提高銅鎢復(fù)合材料的高溫強(qiáng)度。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法，具體按以下步驟實(shí)施:
[0005]步驟I，制備復(fù)合材料生坯:
[0006]將混合均勻的W粉和Cu粉與酸洗過的鎢纖維網(wǎng)在冷壓模具內(nèi)分層鋪布，對其進(jìn)行預(yù)壓制、保壓，得到復(fù)合材料生坯；
[0007]步驟2，熱壓:
[0008]將步驟I得到的生坯裝在可加壓模具中，在氣氛保護(hù)熱壓爐內(nèi)通氫氣進(jìn)行熱壓；
[0009]步驟3，熔滲:
[0010]將經(jīng)步驟2熱壓后的復(fù)合材料坯料在微機(jī)程控高溫氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行滲銅，即得到纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料。
[0011]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0012]步驟I中W粉和Cu粉按質(zhì)量百分比分別為W粉70%?90%，Cu粉10%?30%，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。
[0013]步驟I中混合，具體為:將W粉和Cu粉以0.5?1:1的球料比在滾筒混料機(jī)中400r/min轉(zhuǎn)速下混合6?8h。
[0014]步驟I中酸洗，是用HF對鎢纖維網(wǎng)進(jìn)行清洗，去除其表面的氧化膜。
[0015]步驟I中鎢纖維網(wǎng)是由絲徑40?60 μm的鎢纖維編織而成，其規(guī)格為30?100目。
[0016]步驟I中預(yù)壓制要求為壓制后鎢纖維網(wǎng)間隔I?3mm，預(yù)壓制壓力為200?400MPa，保壓時(shí)間為30?90s。
[0017]步驟2中熱壓參數(shù)，具體為:以15?25°C /min的加熱速度加熱到920?970°C后，對復(fù)合材料生坯在5?30MPa的壓強(qiáng)下進(jìn)行熱壓并保溫10?60min。
[0018]步驟3中熔滲參數(shù)，具體為:以15?25°C /min的加熱速度進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1300?1350 °C時(shí)，保溫30?120min后隨爐冷卻。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在銅鎢假合金鎢骨架的制備過程中加入二維鎢纖維網(wǎng)，通過對纖維與鎢骨架界面的處理和控制合理的工藝參數(shù)使兩者形成冶金結(jié)合，然后利用后續(xù)的熔滲銅工藝將鎢骨架和纖維有機(jī)結(jié)合在一起，使纖維網(wǎng)對鎢骨架起到類似加強(qiáng)筋的作用，從而使復(fù)合材料的高溫強(qiáng)度顯著提高。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明制備得到銅鎢復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例3制備得到銅鎢復(fù)合材料中纖維與鎢骨架的界面微觀組織圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的銅鎢復(fù)合材料與未添加纖維網(wǎng)的銅鎢復(fù)合材料的高溫抗壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
[0023]圖中，1.鎢纖維網(wǎng)，2.鎢銅混合粉末。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]本發(fā)明一種纖維與顆粒混雜結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法，具體按以下步驟實(shí)施:
[0026]步驟I，制備復(fù)合材料生坯:
[0027]按質(zhì)量百分比分別稱取W粉70%?90%，Cu粉10%?30%，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%，將W粉和Cu粉以0.5?1:1的球料比在滾筒混料機(jī)中400r/min轉(zhuǎn)速下混合6?8h ;
[0028]將混好的復(fù)合粉末過篩去除雜質(zhì)后與酸洗過的鎢纖維網(wǎng)在冷壓模具內(nèi)分層鋪布，按照壓制后鎢纖維網(wǎng)間隔I?3mm，對其在200?400MPa下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓30?90s后形成復(fù)合材料生坯。
[0029]鎢纖維網(wǎng)是由絲徑40?60μπι的鎢纖維編織而成，其規(guī)格為30?100目；分層鋪布前用HF對鎢纖維網(wǎng)進(jìn)行酸洗，除去其表面的氧化膜。
[0030]步驟2，熱壓:
[0031]將步驟I得到的生坯裝在可加壓模具中，在氣氛保護(hù)熱壓爐內(nèi)通氫氣進(jìn)行熱壓:以15?25°C /min的加熱速度加熱到920?970°C后，對復(fù)合材料生坯在5?30MPa的壓強(qiáng)下進(jìn)行熱壓并保溫10?60min。
[0032]步驟3，熔滲:
[0033]將經(jīng)步驟2熱壓后的復(fù)合材料坯料在微機(jī)程控高溫氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行滲銅:以15?25°C /min的加熱速度進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1300?1350°C時(shí)，保溫30?120min后隨爐冷卻，即得到纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0034]本發(fā)明纖維與顆?；祀s結(jié)構(gòu)銅鎢復(fù)合材料的制備方法，在銅鎢假合金鎢骨架的制備過程中加入二維鎢纖維網(wǎng)，通過對纖維與鎢骨架界面的處理和合理的工藝參數(shù)使兩者形成冶金結(jié)合，使鎢纖維網(wǎng)對鎢骨架起到類似加強(qiáng)筋的作用，從而使其高溫強(qiáng)度顯著提高。
[0035]實(shí)施例1
[0036]步驟I，制備復(fù)合材料生坯:
[0037]按質(zhì)量百分比分別稱取W粉70%，Cu粉30%，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%，將W粉和Cu粉以0.5:1的球料比在滾筒混料機(jī)中400r/min轉(zhuǎn)速下混合6h ；
[0038]將混好的復(fù)合粉末過篩去除雜質(zhì)后與酸洗過的鎢纖維網(wǎng)在冷壓模具內(nèi)分層鋪布，按照壓制后鎢纖維網(wǎng)間隔2mm，并對其200MPa進(jìn)行預(yù)壓制，保壓90s后形成復(fù)合材料生坯。
[0039]鎢纖維網(wǎng)是由絲徑60μπι的鎢纖維編織而成，其規(guī)格為100目；分層鋪布前用HF對鎢纖維網(wǎng)進(jìn)行酸洗，除去其表面的氧化膜。
[0040]步驟2，熱壓:
[0041]將步驟I得到的生坯裝在可加壓模具中，在氣氛保護(hù)熱壓爐內(nèi)通氫氣進(jìn)行熱壓:以15°C /min的加熱速度加熱到920°C后，對復(fù)合材料生坯在5MPa的壓強(qiáng)下進(jìn)行熱壓并保溫 60mino
[0042]步驟3，熔滲:
[0043]將經(jīng)步驟2熱壓后的復(fù)合材料坯