專利名稱：電觸頭材料及采用熔滲法制備CuZrW電觸頭材料的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料制備技術領域，涉及一種電觸頭材料，本發(fā)明還涉及該CuZrW電觸頭材料的制備方法。
背景技術：
CuW材料具有優(yōu)良的導熱導電性、良好的耐電弧燒蝕性、抗熔焊性和高強度等優(yōu)點，被廣泛用做高壓斷路器中的電觸頭材料。隨著高壓開關向著大容量、高電壓、低過電壓、 小型化方向的發(fā)展，對其核心部件-CuW觸頭材料的綜合性能提出更高的要求。已有的研究表明，CuW合金電擊穿往往發(fā)生在弱擊穿相Cu上或Cu/W相界面上。通過添加既能與Cu又能與W相溶的合金元素，一方面使Cu/W相界面產(chǎn)生微合金化，另一方面達到強化銅基體相的作用，可以起到分散材料表面真空電弧，減少電觸頭的集中燒蝕的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電觸頭材料，解決了現(xiàn)有電觸頭材料容易發(fā)生電擊穿的問題。本發(fā)明的另一目的是提供上述CuZrW電觸頭材料的制備方法。本發(fā)明所采用的技術方案是，該材料由CuW合金和ττ組成，所述的ττ占CuW合金中Cu的質(zhì)量百分含量為1 4. Owt. %。本發(fā)明所采用的另一技術方案是，材料制備方法按以下步驟進行，制備合金鑄錠a.分別取銅粉和ττ粉，Ir占銅的質(zhì)量百分含量為1 4. Owt %，將銅粉和&粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；b.將步驟a制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為1150 1300°C，保溫0. 5 2小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；C.將步驟b制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；制備鎢壓坯a、分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的5 8%，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可， 混料時間5 7小時；b、將步驟a混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340士20MPa的壓強模壓成鎢壓坯；燒結、熔滲及后處理a、將上步清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結，燒結溫度為900°C 1000°C，燒結時間為1. 5 2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為 1200°C 1400°C，熔滲時間為1. 5 2小時，得到CuZrW合金材料；
b、將上步得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900 1000°C，保溫1 2. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；C.將上步淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400 500°C，保溫3 5小時后隨爐冷卻即成；d.對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。其中制備鎢壓坯的步驟a中，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2 3倍。其中制備鎢壓坯的步驟a中，加入的混料過程控制劑為工業(yè)酒精。其中制備CWr合金鑄錠的步驟a中Cu粉為純度不小于99. 9%的電解Cu粉，rLx 粉為純度不小于99%的ττ粉。本發(fā)明的電觸頭材料，通過添加元素^ ，實現(xiàn)Cu/W相界面和富銅區(qū)弱擊穿區(qū)域的強化作用，有利于材料表面電弧的分散和減小銅相的飛濺，從而提高電觸頭材料的耐電弧燒蝕性能。


圖1是本發(fā)明CuZrW材料制備方法的流程圖；圖2中，a是本發(fā)明制備的CuZrW觸頭材料顯微組織照片圖，b是該材料線掃描能譜圖；圖3是現(xiàn)有CuW觸頭材料首擊穿陰極斑點運動圖；圖4是本發(fā)明CuZrW觸頭材料首擊穿陰極斑點運動圖；圖5是材料首擊穿后的燒蝕形貌對比照片，a為CuW材料，b為CuZrW材料。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明的CuZrW電觸頭材料，該材料由CuW合金和&組成，&占CuW合金中Cu的
質(zhì)量百分含量為1 4. Owt. %。本發(fā)明CuZrW電觸頭材料的制備方法，按以下步驟進行，制備Cu^ 合金鑄錠a.分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于99%的^ 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為1 4. 0wt%，將銅粉和ττ粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；b.將步驟a制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為1150 1300°C，保溫0. 5 2小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；c.將步驟b制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；制備鎢壓坯a、分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的5 8%，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2 3 倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5 7小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；b、將步驟a混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340士20MPa的壓強模壓成鎢壓坯；
燒結、熔滲及后處理a、將上步清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結，燒結溫度為900°C 960°C，燒結時間為1. 5 2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為 1200°C 1400°C，熔滲時間為1. 5 2小時，得到CuZrW合金材料；b、將上步得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900 1000°C，保溫1 2. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；c.將上步淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400 500°C，保溫3 5小時后隨爐冷卻即成；d.對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例1首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為4. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1150°C，保溫0. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的6 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以330MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為ΙΟΟΟ ，燒結時間為1. 5小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1200°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900°C，保溫lh，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400°C，保溫3小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例2首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為2. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 12000C，保溫1小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的5 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間6小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以350MPa的壓強模壓成鎢壓坯；
之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為900°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1300°C，熔滲時間為1. 5小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為950°C，保溫1. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為450°C，保溫3. 5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例3首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為3. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1250°C，保溫1. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得Cu^ 合金鑄錠；將制得的Cu^ 合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的8 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2. 5倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間7小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以320MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為1000°C，燒結時間為2小時；隨后將Cu^ 合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1350°C，熔滲時間為1. 7小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為980°C，保溫2h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為480°C，保溫4小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例4首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為4. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1300°C，保溫2小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的7 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2. 3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5. 5小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以360MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為950°C，燒結時間為1.8小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1400°C，熔滲時間為1. 8小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為1000°C，保溫lh，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為500°C，保溫4. 5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例5首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為l.Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1150°C，保溫2小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的8%，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間6小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為980°C，燒結時間為1.5小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1300°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900°C，保溫1. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400°C，保溫5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例6首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為2. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1200°C，保溫1. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的7 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2. 7倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間7小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為950°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1250°C，熔滲時間為1. 7小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為950°C，保溫2h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為450°C，保溫3小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例7首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為3. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 12500C，保溫1小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的7 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2. 5倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為ΙΟΟΟ ，燒結時間為1. 5小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1400°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為980°C，保溫lh，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為480°C，保溫3. 5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例8首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為4. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 13000C，保溫0. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的7 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為ΙΟΟΟ ，燒結時間為1.5小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1200°C，熔滲時間為1. 5小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為1000°C，保溫1. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CWrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為500°C，保溫4小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例9首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為l.Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1250°C，保溫2小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的8 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間6. 5小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以350MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為980°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1300°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900°C，保溫2h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400°C，保溫4. 5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例10首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為2. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 12000C，保溫1小時后隨爐冷卻至室溫，制得CWr合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的7. 5%，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間6小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以360MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為1000°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1400°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為950°C，保溫lh，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為450°C，保溫5小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例11首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為3. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1250°C，保溫1. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的8 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間7小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以320MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為900°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1250°C，熔滲時間為1. 5小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為980°C，保溫2. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬； 將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為480°C，保溫4小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。實施例12首先制備CWr合金鑄錠，分別取純度不小于99. 9%的電解銅粉和純度不小于 99%的& 粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為4. Owt. %，將銅粉和^ 粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；將制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1200°C，保溫0. 5小時后隨爐冷卻至室溫，制得合金鑄錠；將制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；然后制備鎢壓坯，分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的5 %，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的3倍，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間7小時，其中混料過程控制劑為工業(yè)酒精；將混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以320MPa的壓強模壓成鎢壓坯；之后進行燒結、熔滲及后處理，將清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結， 燒結溫度為900°C，燒結時間為2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1400°C，熔滲時間為2小時，得到CuZrW合金材料；將得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為1000°C，保溫池，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；將淬火后的CuZrW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為500°C，保溫3小時后隨爐冷卻即成；最后對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。對上述的十二個實施例制備得到的CuZrW材料進行固溶時效處理前后的電導率和硬度進行測試，結果列于下表中不同&含量下CuZrW復合材料的硬度值，電導率值
權利要求
1.一種電觸頭材料，其特征在于，該材料由CuW合金和^ 組成，所述的^ 占CuW合金中Cu的質(zhì)量百分含量為1 4. Owt. %。
2.一種采用熔滲法制備CuZrW電觸頭材料的方法，其特征在于，該方法按以下步驟進行，制備合金鑄錠a.分別取銅粉和ττ粉，Zr占銅的質(zhì)量百分含量為1 4.Owt %，將銅粉和&粉充分混合后，在剛性模具內(nèi)壓制成生坯；b.將步驟a制得的生坯放入剛玉坩堝中，置于氬氣氣氛爐內(nèi)進行熔煉，熔煉溫度為 1150 1300°C，保溫0. 5 2小時后隨爐冷卻至室溫，制得CWr合金鑄錠；c.將步驟b制得的合金鑄錠經(jīng)機加工去除合金錠上的各種缺陷，清洗干凈；制備鎢壓坯a、分別取鎢粉和誘導銅粉，誘導銅粉占鎢粉質(zhì)量的5 8%，將鎢粉和誘導銅粉放入混料罐中，加入磨球和混料過程控制劑，加入混料過程控制劑的量使粉末有濕潤感即可，混料時間5 7小時；b、將步驟a混好的混合料倒入軸向壓制的鋼制模具內(nèi)，以340士20MPa的壓強模壓成鎢壓坯；燒結、熔滲及后處理a、將上步清洗干凈的Cu^ 合金鑄錠與鎢壓坯疊置在一起，放入鋪好石墨紙的石墨坩堝內(nèi)，置于高溫H2氣氛燒結爐內(nèi)，先對鎢壓坯骨架進行燒結，燒結溫度為900°C 1000°C， 燒結時間為1. 5 2小時；隨后將合金鑄錠對鎢骨架進行熔滲，熔滲溫度為1200°C 1400°C，熔滲時間為1. 5 2小時，得到CuZrW合金材料；b、將上步得到的CuZrW材料置于熱處理爐中進行固溶處理，固溶溫度為900 1000°C， 保溫1 2. 5h，隨后打開爐門對高溫CuZrW材料進行水淬；c.將上步淬火后的CuZ rW材料置于熱處理爐內(nèi)進行時效處理，時效溫度為400 500°C，保溫3 5小時后隨爐冷卻即成；d.對上步時效處理后的CuZrW材料進行機加工成為成品。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，所述制備鎢壓坯的步驟a中，加入的磨球質(zhì)量為鎢粉和銅粉總質(zhì)量的2 3倍。
4.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，所述制備鎢壓坯的步驟a中，加入的混料過程控制劑為工業(yè)酒精。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，制備合金鑄錠的步驟a中Cu粉為純度不小于99. 9%的電解Cu粉，Zr粉為純度不小于99%的rLr粉。
全文摘要
本發(fā)明公開的電觸頭材料，由CuZr合金熔滲W骨架形成CuZrW復合材料，Zr占材料中Cu相的質(zhì)量百分含量為1～4.0wt.％。電觸頭材料的制備方法為，首先熔煉一定成分的CuZr合金，再將一定比例的誘導銅粉加入鎢粉中混勻后壓制成骨架生坯，隨后經(jīng)燒結W骨架，將熔煉好的CuZr合金熔滲到W骨架中制得CuZrW材料，最后將CuZrW材料進行固溶時效處理。通過本發(fā)明的方法制備的CuZrW材料，由于元素Zr對Cu/W相界面和富銅區(qū)的強化作用，材料表面的陰極斑點快速移動，電弧得到了有效分散，銅相的飛濺較小，提高了該材料的耐燒蝕性能。
文檔編號H01H11/00GK102426938SQ20111027314
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者楊曉紅, 梁淑華, 肖鵬, 鄒軍濤 申請人:西安理工大學