專利名稱：大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空斷路器中電氣觸頭材料，尤其是涉及到一種大功率無銀電氣觸頭材料及其加工工藝。
背景技術(shù)：
在真空斷路器中，對觸頭材料提出了多個方面的要求，主要有三個方面高的電流斷路特性(電流分斷能力)，電流斷續(xù)特性(截流值)和高載流牲性(導(dǎo)電性)。目前用于真空斷路器的材料主要銀碳化鎢材料，銅鉍合金，銅鎢合金及銅鉻合金。 幾種材料各有優(yōu)缺點，銀碳化鎢材料使用貴金屬銀作導(dǎo)體材料，價格太昂貴；銅鉍合金具有優(yōu)良的，但電流分斷能力不理想；銅鎢合金雖然具好優(yōu)良的分斷能力及導(dǎo)電力，電流斷續(xù)特性(截流值)不理想，且由于采取熔滲工藝，容易出現(xiàn)銅聚集；銅鉻合金材料潛力大，但現(xiàn)在鉻材料中雜質(zhì)控制較難和觸頭材料氣體含量高，造成材料性能分散性高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種充分利用銅優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及化學(xué)穩(wěn)定性，結(jié)合碳化鎢材料熱電子發(fā)射能力，并利用鎢/碳化鎢顆粒和顆粒之間的距離的精心控制，達到提高觸頭材料的綜合性能，通過創(chuàng)新的工藝生產(chǎn)出質(zhì)量好的觸頭材料。同時利用熱處理工藝，將鐵合合金整體燒結(jié)在觸頭產(chǎn)品非工作面，最后制造成具有優(yōu)良性能的大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭加工工藝首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行往復(fù)多次熱處理、壓制成型和破碎，再壓制成型、并進行預(yù)燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將準備好的純銅和鐵合合金與預(yù)燒后的坯料進行一同燒結(jié)、熔滲就得大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料。所述熱處理在580—710°C溫度下進行2—4小時。所述壓制的壓力為4. 5—8. 5噸/平方厘米。所述預(yù)燒的溫度1000-1100°C，預(yù)燒時間為1—2小時。所述銅粉過400目篩，碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3-6 μ m之間。所述銅粉重量在所述混合粉中的含量為8-12%。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.該電觸頭材料由于采用鐵合合金為基材，具有硬度高、耐磨損性好的特點。2.由于材料采用銅材料，使制作的電氣觸頭的電流分斷能力、導(dǎo)電能力和電流斷續(xù)特性等綜合性能高得到提高；材料在使用壽命周期內(nèi)，性能均勻性高。3.采用該觸頭材料簡化電器開關(guān)結(jié)構(gòu)，消除了開關(guān)中彈簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。
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4.由于采用價格低廉的銅、鐵合為原材料，大幅度降低了電氣觸頭材料的成本。5.通過創(chuàng)新的制粒工藝以及對工藝參數(shù)的精心選擇控制了材料中鎢/碳化鎢顆粒之間的距離，解決材料成型困難及熔滲困難的問題，在整個燒結(jié)過程中無需加助燒劑。6.通過創(chuàng)新的工藝確保材料生產(chǎn)時銅完全滲入坯體中，生產(chǎn)出孔隙率小于 0. 15%的電觸頭材料。


圖1為本發(fā)明中所述銅鎢合金坯料的制作工藝流程圖1.銅鎢合金層 2.鐵合合金層
具體實施例方式從圖1中可以看出，一種大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料的加工工藝如下首先選擇銅粉過400目篩、碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3-6 μ m之間按比例進行混合，銅粉重量在所述混合粉中的含量為8-12% ；對混合后的原料粉在580—620°C溫度下進行熱處理2—4小時，并在4. 5 8. 5噸 /平方厘米的壓力下壓制成型，對第一次壓制成型后進行破碎，再次在630--670°C的溫度下進行熱處理1. 5-4小時，并在5. 5-6. 5噸/平方厘米的壓力下第二次進行壓制；對第二次壓制成型后進行破碎，再次在670--710°C的溫度下進行熱處理1. 5-4 小時，并在5. 5-6. 5噸/平方厘米的壓力下第三次進行壓制；對第三次壓制成型后進行破碎，再次在670--710°C的溫度下進行熱處理1. 5-4 小時，并在7-8噸/平方厘米的壓力下第四次進行壓制；再在1000-1100°C的溫度進行預(yù)燒處理1-2小時得到銅鎢合金坯料；確保坯體經(jīng)預(yù)燒后，銅與碳化鎢和鎢顆粒已經(jīng)處于良好的浸潤狀態(tài)下，對后續(xù)的浸燒起一個極好的誘導(dǎo)作用；最后將準備好的鐵合合金、純銅與預(yù)燒后的坯料進行一同燒結(jié)、熔滲就得孔隙率小于0. 15%的大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料。大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料主要技術(shù)及性能指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1.大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭加工工藝，其特征在于首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行往復(fù)多次熱處理、壓制成型和破碎，再壓制成型、并進行預(yù)燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將準備好的純銅和鐵合合金與預(yù)燒后的坯料進行一同燒結(jié)、熔滲就得大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于所述熱處理在580--710°C溫度下進行2—4小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于所述壓制的壓力為4.5-8. 5噸/平方厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工工藝，其特征在于所述預(yù)燒的溫度1000-1100°C，預(yù)燒時間為1—2小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工工藝，其特征在于所述銅粉過400目篩，碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3—6 μ m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工工藝，其特征在于所述銅粉重量在所述混合粉中的含量為8—12%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭加工工藝，首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行熱處理，并壓制成型，再進行預(yù)燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將純銅、鐵合合金與預(yù)燒后的坯料進行一同燒結(jié)、熔滲就得大功率硬質(zhì)銅鎢鐵復(fù)合電觸頭材料。由于采用鐵合合金為基材，具有硬度高、耐磨損性好的特點；由于材料采用銅材料，使制作的電氣觸頭的電流分斷能力、導(dǎo)電能力和電流斷續(xù)特性等綜合性能高得到提高；材料在使用壽命周期內(nèi)，性能均勻性高；采用該觸頭材料簡化電器開關(guān)結(jié)構(gòu)，消除了開關(guān)中彈簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。該材料廣泛用于制作各種真空斷路器上的電觸頭。
文檔編號C22C32/00GK102347158SQ20101024336
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者蔣國泉 申請人:蔣國泉