專利名稱：一種銅鎢/鉻青銅自力型整體觸頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高壓開關(guān)的動(dòng)弧觸頭，特別涉及一種銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整
體觸頭的制造方法，該觸頭適用于高壓開關(guān)和斷路器。
背景技術(shù)：
銅鎢觸頭材料因其具有良好的耐電弧侵蝕性、抗熔焊性及高強(qiáng)度而廣泛應(yīng)用于各種斷路器、真空負(fù)荷開關(guān)和變壓器轉(zhuǎn)換開關(guān)上，尤其以可靠性更高的銅鎢/銅(合金)整體觸頭材料應(yīng)用最為廣泛。隨著高壓開關(guān)電壓等級(jí)的升高以及小型化發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的需求和要求逐漸增多。 目前，高壓開關(guān)觸頭廠商生產(chǎn)的銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭工件時(shí)， 一般采用將觸頭部分的銅鎢合金與鉻青銅(QCrO. 5)材質(zhì)的導(dǎo)電桿直接連接。但是，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這種生產(chǎn)方法在燒結(jié)連接過程中會(huì)發(fā)生鉻的損失，鉻含量的降低將會(huì)使鉻青銅(QCrO. 5)部分的力學(xué)性能降低，在開關(guān)開斷過程中會(huì)由于力學(xué)性能的不穩(wěn)而導(dǎo)致高壓開關(guān)開斷性能的降低，尤其是銅鎢/鉻青銅(QCr0.5)自力型動(dòng)弧整體觸頭工件，要進(jìn)行沿圓周等分后線切割，一旦導(dǎo)電桿的鉻青銅(QCrO. 5)材質(zhì)的力學(xué)性能降低，必然降低鎢/鉻青銅(QCrO. 5)自力型動(dòng)弧整體觸頭的開斷能力，降低高壓開關(guān)的可靠性。 為了保證銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的鉻含量，必須提高鉻青銅材料的鉻含量，隨著鉻含量成分的增加，鉻青銅造格隨之升高，從而增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)鉻燒損與降低成本問題，其目的在于提供一種低成本銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的制造方法，能夠在不增加生產(chǎn)工序的情況下，保證觸頭部分和導(dǎo)電桿部分燒結(jié)連接時(shí)鉻元素的含量。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。 —種銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的制造方法，其特征在于，包括以下步驟
首先，采用濕法機(jī)械混粉，將鎢粉和銅粉進(jìn)行混合，將混合粉末制粒后在壓制模具型腔內(nèi)進(jìn)行壓制成型；將壓制好的生坯放入石墨舟在氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)熔滲，制得觸頭部分的銅鎢合金； 隨后，在銅鴇合金與純銅之間放置粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的0. 8 1. 2%，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，燒結(jié)溫度為1400 1420°C，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，得到銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件； 最后，對(duì)銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件進(jìn)行粗加工、精加工，并沿工件的圓周6等分后進(jìn)行局部線切割，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。
本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，粗加工前，將銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件在98(TC下進(jìn)行固溶處理1小時(shí)，粗加工后，將銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件在450°C時(shí)效處理4小時(shí)，然后進(jìn)行精加工。
本發(fā)明在連接銅鎢合金時(shí)，用純銅添加鉻顆粒直接制作導(dǎo)電桿部分，代替鉻青銅(QCrO. 5)導(dǎo)電桿成品。在燒結(jié)連接過程，利用鉻元素密度低的特性，使其在銅中上浮而實(shí)現(xiàn)銅中對(duì)鉻的添加，鉻元素含量可根據(jù)需要調(diào)整，同時(shí)不增加生產(chǎn)工序。 本發(fā)明制備的銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭，與常規(guī)方法制造的觸頭相比，性能穩(wěn)定，可很好滿足高壓、超高壓開關(guān)對(duì)觸頭材料的要求。同時(shí)本發(fā)明在純銅添加鉻顆粒技術(shù)代替鉻青銅成品，也降低了生產(chǎn)成本。 此外，本發(fā)明將銅鎢/鉻青銅整體觸頭進(jìn)行固溶處理與時(shí)效強(qiáng)化處理后，鉻青銅部分硬度可以達(dá)到HB135以上，而將鉻青銅(QCrO. 5)進(jìn)行燒結(jié)后、固溶處理與時(shí)效強(qiáng)化處理后其硬度最高只有HB120，顯著提高了鉻青銅部分的硬度。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1 : 首先，采用濕法機(jī)械混粉法，將粒度為4 ii m的鎢粉按含鎢(W)量70% wt和300目銅粉進(jìn)行混合，經(jīng)噴溶含石蠟的飽和汽油溶液后制成40目顆粒，將制粒后的粉末在壓制模具型腔內(nèi)進(jìn)行壓制成型；將壓制好的生坯放入石墨舟在氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)熔滲，制得觸頭部分的銅鎢合金； 隨后，在銅鎢合金與純銅(純銅為銅粉，也可為銅塊，本實(shí)施例采用銅粉)之間放置粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的0. 8 % ，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，燒結(jié)溫度為140(TC，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，得到銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件；
最后，將銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件，在98(TC下進(jìn)行固溶處理1小時(shí)，在根據(jù)圖紙尺寸要求進(jìn)行粗加工，隨后進(jìn)行45(TC時(shí)效處理4小時(shí)；再根據(jù)圖紙尺寸要求進(jìn)行最終精加工，并沿工件的圓周6等分后進(jìn)行局部線切割，自銅鎢合金開始計(jì)算局部線切割長度，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。 對(duì)上述方法所制得銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭進(jìn)行分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉻青銅材質(zhì)中鉻含量為0. 6%，硬度為HB123，與銅鎢合金的結(jié)合強(qiáng)度為312MPa。對(duì)本發(fā)明所制得整體觸頭進(jìn)行型式試驗(yàn)，結(jié)果表明完全可滿足110-800Kv電壓等級(jí)的高壓開關(guān)與斷路器對(duì)觸頭的要求。
實(shí)施例2: 同實(shí)施例l，制得觸頭部分的銅鎢合金；隨后，在銅鎢合金與純銅(銅塊)之間放入粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的1.8%，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，但燒結(jié)溫度需要提高20°C ，得到銅鴇合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件；其他固溶處理、初加工、時(shí)效處理4小時(shí)、最終加工、工件的局部線切割均與實(shí)施1相同，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。 對(duì)上述方法所制得銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭進(jìn)行分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉻青銅材質(zhì)中鉻含量為0. 9%，硬度為HB136，與銅鎢合金部分的結(jié)合強(qiáng)度為356MPa。對(duì)本發(fā)明所制得整體觸頭進(jìn)行型式試驗(yàn)，結(jié)果表明完全可滿足110-800Kv電壓等級(jí)的高壓開關(guān)與斷路器對(duì)觸頭的要求。
實(shí)施例3 :
同實(shí)施例l，制得觸頭部分的銅鎢合金；隨后，在銅鎢合金與純銅(銅粉)之間放入粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的1. 2%，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，但燒結(jié)溫度需要提高1(TC，得到銅鴇合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件；其他固溶處理、初加工、時(shí)效處理4小時(shí)、最終尺寸加工、工件的局部線切割均與實(shí)施1相同，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。 對(duì)上述方法所制得銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭進(jìn)行分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉻青銅材質(zhì)中鉻含量為0. 8%，硬度為HB130，與銅鎢合金部分的結(jié)合強(qiáng)度為335MPa。對(duì)本發(fā)明所制得整體觸頭進(jìn)行型式試驗(yàn)，結(jié)果表明完全可滿足110-800Kv電壓等級(jí)的高壓開關(guān)與斷路器對(duì)觸頭的要求。
權(quán)利要求
一種銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的制造方法，其特征在于，包括以下步驟首先，采用濕法機(jī)械混粉，將鎢粉和銅粉進(jìn)行混合，將混合粉末制粒后在壓制模具型腔內(nèi)進(jìn)行壓制成型；將壓制好的生坯放入石墨舟在氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)熔滲，制得觸頭部分的銅鎢合金；隨后，在銅鎢合金與純銅之間放置粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的0.8～1.2％，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，燒結(jié)溫度為1400～1420℃，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，得到銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件；最后，對(duì)銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件進(jìn)行粗加工、精加工，并沿工件的圓周等分后進(jìn)行局部線切割，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的制造方法，其特征 在于，粗加工前，將銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件在98(TC下進(jìn)行固溶處理1小時(shí)， 粗加工后，將銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件在45(TC時(shí)效處理4小時(shí)，然后進(jìn)行精加 工。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于高壓開關(guān)的動(dòng)弧觸頭，公開了一種銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭的制造方法，其步驟為首先，采用濕法機(jī)械混粉，將鎢粉和銅粉進(jìn)行混合，將混合粉末制粒后在壓制模具型腔內(nèi)成型；將壓制好的生坯放入石墨舟在氫氣氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)熔滲，制得觸頭部分的銅鎢合金；隨后，在銅鎢合金與純銅之間放置粒徑為2mm的鉻顆粒，鉻顆粒為純銅重量的0.8～1.2％，然后進(jìn)行燒結(jié)連接，燒結(jié)溫度為1400～1420℃，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，得到銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件；最后，對(duì)銅鎢合金/鉻青銅動(dòng)弧整體觸頭工件進(jìn)行粗加工、精加工，并沿工件的圓周等分后進(jìn)行局部線切割，最后得到銅鎢/鉻青銅自力型動(dòng)弧整體觸頭。
文檔編號(hào)H01H11/04GK101702383SQ20091021870
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者何美榮, 宋忠孝 申請(qǐng)人:西安福萊電工合金有限公司