CN102034626A - 一种片状弧触指的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于高压电器零部件加工技术范围的一种片状弧触指的制造方法。所述片状弧触指的制造采用两种粉末复合压制、整体在保护气体为惰性气体(氮气或氩气)或还原性气体氢气或它们的混合物的环境下，在铜的熔点以上温度进行高温烧结、通过复压进行塑性变形，压力加工提高铜的物理机械性能、最后进行平面加工，得到片状弧触指。本发明采用铜粉模压制作铜尾，弧触指外形通过复压方式保证，材料利用率达到95％以上。铜钨与铜经过高温液相烧结，得到的是冶金复合界面，机械强度高、导流能力强，通电时无发热等隐患，不会发生掉头等特点。保证了工作强度，减小了接触部位磨损。制作的片状弧触指具有节约材料。

Description

一种片状弧触指的制造方法
技术领域
本发明属于高压电器零部件加工技术范围，特别涉及一种片状弧触指的制造方法。
背景技术
片状触指广泛应用于各种中、高压电力开关中，是电力设备的核心部件，它按照用途分为导电触指和弧触指两种。导电触指一般由铜板或铜带冲压而成；弧触指是在触头与触指开断时起引弧作用，从构成来讲，弧触指由灭弧端和导电端两部分组成，灭弧端材质为铜钨合金，导电端为铜，两部分采用焊接、烧结等工艺复合而成。
片状弧触指应用于各种高压电器，特别是封闭式组合电器(GIS)中，与卡圈、弹簧等组合成梅花触指成组使用。应用广泛，使用量很大。通常，弧触指采用真空钎焊或者惰性气氛下采用银铜合金进行熔渗钎焊方式将铜钨合金和铜进行复合。银铜合金属于中温焊料，熔点相对比较低，在高压电力开关的瞬时接触大电流产生高温情况下，焊料层容易融化，发生掉头现象；形成事故隐患。弧触指通常为3-6mm厚的片状异型零件，所以称为片状弧触指(如图1所示)。
发明内容
本发明的目的是提供一种片状弧触指的制造方法，其特征在于，所述片状弧触指的制造采用两种粉末复合压制、整体在气体保护环境下，在铜的熔点以上温度进行高温烧结、通过复压进行塑性变形，压力加工提高铜的物理机械性能、最后进行平面加工，得到片状弧触指；
所述片状弧触指的制造工艺步骤如下：
(1)配料，钨粉采用粒度范围2～10μm，按照钨铜粉总量的2～10wt％的比例加入铜粉；
(2)混料，将铜钨混合粉末，转入混料器中，进行机械混合，混料时间0.5～5小时。
(3)制粉，在混合后的粉末中按粉末重量的0.5～2％的比例，加入橡胶汽油溶液作为粘结剂，混合后，过20～60目筛，烘干或风干处理，再过20～60目筛，得到铜钨混合粉；
(4)复合压制坯件，采用具有上冲A、下冲E的双冲头复合压坯模具，进行坯件压制：
4.1首先，取出上冲A，在凹模中倒入预先称重的铜钨混合粉，采用挤压压力范围为2-4吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜钨合金端1到限位尺寸，通过限位器控制厚度尺寸以达到控制压坯密度；
4.2其次，取出主冲B，在凹模中倒入预先称重的铜粉，采用挤压压力范围1.5-3吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜尾端2及补缩端3到限位尺寸，厚度S1＝S+1～3mm；
4.3第三，顶出凹模C，凹模C为分瓣结构，取出经复合压制后成为整体的弧触指坯件，为了进行随后的复压加工，铜尾部分轮廓各部位根据硬度和变形量要求留挤压量b，b＝0.3～2mm。
(5)烧结，将压制后的坯件，装入石墨舟，用Al2O3砂填实，经气体保护的高温烧结炉烧结，烧结温度1250～1420℃，高温区保温时间1-2小时；
(6)清除坯件表面填料，烧结后，将坯件取出，去除表面残余填料；
(7)切除补缩，用机加工方法去除残余补缩块3；
(8)复压整形，将坯件置于复压模具中，进行挤压处理，采用挤压压力范围为3-5吨/cm2，常温压制，使坯件轮廓达到弧触指尺寸要求，复压后弧触指硬度和电导率达到国家标准要求；
(9)铣平两个平面，将坯件两面铣平达到厚度尺寸要求，去除加工毛刺，得到片状弧触指产品。
所述保护气体包括惰性气体为氮气、氩气和还原性气体氢气或它们的混合物。
本发明的有益效果是由于本方法采用铜粉模压制作铜尾，弧触指外形通过复压方式保证，材料利用率达到95％以上。该方法实现了近成型加工。铜钨与铜经过高温液相烧结，得到的是冶金复合界面，机械强度高、导流能力强，通过电流时无发热等隐患。铜尾经过压力加工，硬度达到HB85-120之间，保证了工作强度，减小了接触部位磨损。制作的片状弧触指具有节约材料；复合面为冶金结合、强度高、不会发生掉头等特点。
附图说明
图1为片状弧触指结构示意图，其中a.片状弧触指正面图；b.片状弧触指侧面图。
图2为双冲头复合压坯模具示意图。
图3为片状弧触坯件轮廓示意图。
具体实施方式
本发明提供一种片状弧触指的制造方法。下面结合附图对本发明予以进一步说明。所述片状弧触指的制造采用两种粉末复合压制、整体在保护气体为惰性气体(氮气或氩气)或还原性气体氢气或它们的混合物的环境下，在铜的熔点以上温度进行高温烧结、通过复压进行塑性变形，压力加工提高铜的物理机械性能、最后进行平面加工，得到片状弧触指；
图1所示为片状弧触指结构示意图，其中a.片状弧触指正面图；b.片状弧触指侧面图。片状弧触指的制造工艺步骤如下：
(1)配料，钨粉采用粒度范围2～10μm，按照钨铜粉总量的2～10wt％的比例加入铜粉；
(2)混料，将铜钨混合粉末，转入混料器中，进行机械混合，混料时间0.5～5小时。
(3)制粉，在混合后的粉末中按粉末重量的0.5～2％的比例，加入橡胶汽油溶液作为粘结剂，混合后，过20～60目筛，烘干或风干处理，再过20～60目筛，得到铜钨混合粉；
(4)复合压制坯件，采用具有上冲A、下冲E的双冲头复合压坯模具(如图2所示)进行坯件压制：
4.1首先，取出上冲A，在凹模中倒入预先称重的铜钨混合粉，采用挤压压力范围为2-4吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜钨合金端1到限位尺寸通过限位器控制厚度尺寸以达到控制压坯密度；
4.2其次，取出主冲B，在凹模中倒入预先称重的铜粉，采用挤压压力范围1.5-3吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜尾端2及补缩端3到限位尺寸，厚度S1＝S+1～3mm；
4.3第三，顶出凹模C，凹模C为分瓣结构，取出经复合压制后成为整体的弧触指坯件(如图3所示)，为了进行随后的复压加工，铜尾部分轮廓各部位根
据硬度和变形量要求留挤压量b，b＝0.3～2mm。
(5)烧结，将压制后的坯件，装入石墨舟，用Al2O3砂填实，经氮气保护的高温烧结炉烧结，烧结温度1350℃，高温区保温时间1-2小时；
(6)清除坯件表面填料，烧结后，将坯件取出，去除表面残余填料；
(7)切除补缩，用机加工方法去除残余补缩块3；
(8)复压整形，将坯件置于复压模具中，进行挤压处理，采用挤压压力范围为3-5吨/cm2，常温压制，使坯件轮廓达到弧触指尺寸要求，复压后弧触指硬度和电导率达到国家标准要求；
(9)铣平两个平面，将坯件两面铣平达到厚度尺寸要求，去除加工毛刺，得到如图1所示的片状弧触指产品。

Claims (3)

1.一种片状弧触指的制造方法，其特征在于，所述片状弧触指的制造采用两种粉末复合压制、在整体保护气体环境下，在铜的熔点以上温度进行高温烧结、通过复压进行塑性变形，压力加工提高铜的物理机械性能、最后进行平面加工，得到片状弧触指；
所述片状弧触指的制造工艺步骤如下：
(1)配料，钨粉采用粒度范围2～10μm，按照钨铜粉总量的2～10wt％的比例加入铜粉；
(2)混料，将铜钨混合粉末，转入混料器中，进行机械混合，混料时间0.5～5小时。
(3)制粉，在混合后的粉末中按粉末重量的0.5～2％的比例，加入橡胶汽油溶液作为粘结剂，混合后，过20～60目筛，烘干或风干处理，再过20～60目筛，得到铜钨混合粉；
(4)复合压制坯件，采用具有上冲(A)、下冲(E)的双冲头复合压坯模具，进行坯件压制：
4.1首先，取出上冲(A)，在凹模中倒入预先称重的铜钨混合粉，采用挤压压力范围为2-4吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜钨合金端(1)到限位尺寸，通过限位器控制厚度尺寸以达到控制压坯密度；
4.2其次，取出主冲(B)，在凹模中倒入预先称重的铜粉，采用挤压压力范围1.5-3吨/cm2，常温压制，压制弧触指的铜尾端(2)及补缩端(3)到限位尺寸，厚度S1＝S+1～3mm；
4.3第三，顶出凹模(C)，凹模(C)为分瓣结构，取出经复合压制后成为整体的弧触指坯件，为了进行随后的复压加工，铜尾部分轮廓各部位根据硬度和变形量要求留挤压量b，b＝0.3～2mm。
(5)烧结，将压制后的坯件，装入石墨舟，用Al2O3砂填实，经气体保护的高温烧结炉烧结，烧结温度1250～1420℃，高温区保温时间1-2小时；
(6)清除坯件表面填料，烧结后，将坯件取出，去除表面残余填料；
(7)切除补缩，用机加工方法去除残余补缩块(3)；
(8)复压整形，将坯件置于复压模具中，进行挤压处理，采用挤压压力范围为3-5吨/cm2，常温压制，使坯件轮廓达到弧触指尺寸要求，复压后弧触指硬度和电导率达到国家标准要求；
(9)铣平两个平面，将坯件两面铣平达到厚度尺寸要求，去除加工毛刺，得到片状弧触指产品。
2.根据权利要求1所述一种片状弧触指的制造方法，其特征在于，所述保护气体为惰性气体或还原性气体氢气或它们的混合物。
3.根据权利要求2所述一种片状弧触指的制造方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气；所述还原性气体为氢气。
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