CN100528422C - 采用W-CuO粉末制备铜钨触头材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的采用W-CuO粉末制备铜钨触头材料的方法，采用CuO粉末球磨后，与纳米W粉在高能球磨机上进行混料，再将混合粉末用氢气还原得到Cu-W复合粉末，最后将Cu-W复合粉末压制成型、烧结熔渗后制得铜钨触头材料。本发明的制备方法，使W骨架的孔隙得到细化，还保持了一定的强度，不仅工艺简单、成本低，而且所制备的铜钨触头材料的耐电弧击穿性能得到了提高。
Description
技术领域
本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种采用W-CuO粉末来制备铜钨触头材料的方法。
背景技术
在CuW合金中，高熔点W形成难熔的骨架，使材料具有抗电弧、耐磨损及耐高温的性能，而低熔点的Cu具有优良的导电、导热性和良好的塑性。因此CuW合金被广泛的用作高压及超高压电器开关的触头材料。
现有用作触头材料的CuW合金的制备是采用Cu粉和W粉作原料。根据烧损机理，W骨架中渗铜的孔隙度越小，毛细作用越大，电弧作用下铜越不容易喷溅出去，从而起到良好的蒸发散热作用，减少W骨架的烧蚀。所以，用作触头材料的CuW合金应当使W骨架的孔隙越细化越好，而且还应保持一定的强度，才能使触头材料的耐电弧烧蚀性能得到提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用W-CuO粉末制备铜钨触头材料的方法，该方法制得的材料使W骨架的孔隙得到细化，而且还保持了一定的强度，从而提高了触头材料的耐电弧烧蚀性能。
本发明所采用的技术方案是，采用W-CuO粉末制备铜钨触头材料的方法，按以下步骤进行：
a.球磨
将CuO粉末放入球磨机中进行球磨，使其平均粒度达到10～30nm；
b.混料
取平均粒度为80～100nm的W粉，加入上步球磨过的CuO粉末，CuO的加入量为W粉重量的9％～15％，将该混合粉末放入高能球磨机中进行混料；
c.还原
把上步处理后的混合粉末用氢气进行还原，氢气流量0.08l/min，升温速率为15℃/min，将CuO与W的混合粉末还原成Cu与W的混合粉末；
d.烧结熔渗
将上步得到Cu与W的混合粉末压坯、温度800℃～1000℃下烧结1小时，温度1200℃～1400℃下熔渗铜1～4小时，即制得铜钨触头材料。
本发明的方法采用超细W粉进行烧结，细化了W骨架的孔隙，以CuO粉替代诱导Cu粉，不但解决了超细Cu粉制备的困难，还起到了阻碍W颗粒长大的作用。采用CuO的粒度远远小于W的粒度，不影响W骨架的强度，这样少量的CuO就象小球一样填于W颗粒的周围孔隙中，而且加入的CuO粉末将W颗粒进行有效分割，避免了闭孔的出现，从而使得到的铜钨触头材料的耐电弧烧损性得到显著提高。
附图说明
图1是本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
参照图1，本发明的铜钨触头材料制备方法，按以下步骤进行：
a.球磨
将CuO粉末放入120r/min的球磨机上进行球磨，球料比为60∶1，球磨时间为60～90小时，使CuO粉末的平均粒度达到10～30nm；
b.混料
取平均粒度为80～100nm的W粉，加入上步球磨过的CuO粉末，CuO的加入量为W粉重量的9％～15％，将该混合粉末放入120r/min的高能球磨机中进行混料，球料比为20∶1，混料时间为2～6小时；
c.还原
把上步处理后的混合粉末用氢气进行还原，氢气流量0.08l/min，升温速率为15℃/min，将CuO与W的混合粉末还原成Cu与W的混合粉末；
d.烧结熔渗
将上步得到Cu与W的混合粉末压坯、温度800℃～1000℃下烧结1小时，控制氢气流量0.08l/min，在温度1200℃～1400℃下熔渗铜1～4小时，即制得铜钨触头材料。
实施例1
称取平均粒度为80～100nm的W粉50g，平均粒度为10～30nm的CuO粉末4.5g，在120r/min的球磨机上球料比为60∶1的条件下进行球磨60小时，将球磨后的CuO粉末与纳米W粉在120r/min的球磨机上球料比为20∶1的条件下进行混料2小时，然后将混合粉末在800℃用氢气进行还原，采用常规的粉末冶金方法将还原后的混合粉末成型，800℃烧结1小时，然后在1200℃熔渗铜4小时，即制得铜钨触头材料。
实施例2
称取平均粒度为80～100nm的W粉50g，平均粒度为10～30nm的CuO粉末6g，在120r/min的球磨机上球料比为60∶1的条件下进行球磨70小时，将球磨后的CuO粉末与纳米W粉在120r/min的球磨机上球料比为20∶1的条件下进行混料4小时，然后将混合粉末在700℃用氢气进行还原，采用常规的粉末冶金方法将还原后的混合粉末成型，900℃烧结1小时，然后在1300℃熔渗铜3小时，即制得铜钨触头材料。
实施例3
称取平均粒度为80～100nm的W粉50g，平均粒度为10～30nm的CuO粉末7.5g，在120r/min的球磨机上球料比为60∶1的条件下进行球磨90小时，将球磨后的CuO粉末与纳米W粉在120r/min的球磨机上球料比为20∶1的条件下进行混料6小时，然后将混合粉末在800℃用氢气进行还原，采用常规的粉末冶金方法将还原后的混合粉末成型，1000℃烧结1小时，然后在1400℃熔渗铜1小时，即制得铜钨触头材料。
本发明方法制备的Cu-W假合金与传统的Cu-W假合金的性能对比见表1所示。
表1Cu-W假合金的性能对比
从上表可以看出，本发明方法得到的材料，其硬度、电导率、密度和耐电压击穿强度值均得到提高，具有优良的综合性能。
Claims (3)
1.一种采用W-CuO粉末制备铜钨触头材料的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
a.球磨
将CuO粉末放入球磨机中进行球磨，使其平均粒度达到10～30nm；
b.混料
取平均粒度为80～100nm的W粉，加入上步球磨过的CuO粉末，CuO的加入量为W粉重量的9％～15％，将该混合粉末放入高能球磨机中进行混料；
c.还原
把上步处理后的混合粉末用氢气进行还原，氢气流量0.08l/min，升温速率为15℃/min，将CuO与W的混合粉末还原成Cu与W的混合粉末；
d.烧结熔渗
将上步得到Cu与W的混合粉末压坯、温度800℃～1000℃下烧结1小时，温度1200℃～1400℃下熔渗铜1～4小时，即制得铜钨触头材料。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，球磨机的转速为120r/min，球料比为60∶1，球磨时间为60～90小时。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，高能球磨机的转速为120r/min，球料比为20∶1，混料时间为2～6小时。
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| 纤维结构W/Cu触头材料的制备. 史毅敏，许云华，崔雅茹，王林茹.铸造技术，第27卷第11期. 2006 |
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