CN102744413A - 一种铜铬合金粉末的制备方法及铜铬合金锭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种铜铬合金粉末的制备方法及铜铬触头的制备方法涉及一种制备金属粉末的方法，并涉及该金属粉末的用途。所述的铜铬合金粉末制备方法包括以下步骤：以25～50:75～50的质量比准备铜棒与铬块；将原料通过真空感应加热熔炼成合金流；将上述合金液流入到雾化室中进行雾化，在雾化时持续地通入惰性气体，惰性气体的压力为0.1-0.5Mpa，将雾化后获得的粉末粒度过150微米或150微米以下的筛，即获得铜铬合金粉末。本发明提供了一种铜铬合金粉末的制备方法，制得的铜铬合金粉末颗粒细小，球化度高，含气量低。本发明还提供了一种铜铬合金锭的制备方法，制得的铜铬合金锭致密度高，且压制所需的压力小。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备金属粉末的方法，并涉及该金属粉末的用途。
背景技术
铜铬（Cu-Cr）合金触头材料因具有较好的耐压强度和良好的开断电流能力,广泛应用于真空断路器中。气体、杂质含量和显微组织对触头性能有很大的影响。降低触头材料中的气体含量、获得细小弥散的显微组织是发展高性能Cu-Cr触头材料的重要手段。
目前国内外生产Cu-Cr合金触头的方法主要有、溶渗法、熔铸法、电弧熔炼法、混粉法等。这些方法的都有一定的不足：熔渗法制成的触头显微组织不均匀；熔铸法的缺点是夹杂物多，Cr颗粒粗大；电弧熔炼法的缺点是工艺复杂，成本高。
混粉法制备（即粉末冶金法的一种）的触头材料因其抗熔焊性能好，是目前高抗熔焊性能触头的制备方法之一。但是由于混粉法制备的触头片所用常规的冷压制方法的压力和模具材料的强度都有较高的要求，此方法生产的触头片致密度低。常规混粉法制得的CuCr25触头片的性能如表1：
表1。
低的致密度会使触头片在使用过程中耐压下降而造成开断失败，这对触头材料的使用有很大影响，因此提高产品的致密度是混粉法制备Cu-Cr合金触头的需要攻克的难点。另外，含气量高和Cr颗粒大分布不均匀也是混粉法制备的触头不足之处，这些主要取决于原材料Cu粉和Cr粉的含气量和颗粒大小。常规用于制备混粉触头的Cu粉和Cr粉的方法为电解法。这种方法生产出的粉末较粗，球形度低，且气体含量高，不利于生产出Cr相细小，分布均匀含气量低的混粉触头片。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜铬合金粉末的制备方法， 制得的铜铬合金粉末颗粒细小，球化度高，含气量低。
本发明还提供了一种铜铬合金锭的制备方法，制得的铜铬合金锭致密度高，且压制所需的压力小。
本发明所述的一种铜铬合金粉末的制备方法，包括以下步骤。
⑴以25～50:75～50的质量比准备铜棒与铬块。
⑵将原料通过真空感应加热熔炼成合金熔体。
⑶将上述合金液流入到雾化室中进行雾化，在雾化时持续地通入惰性气体，惰性气体的压力为0.1-0.5Mpa。
⑷将雾化后获得的粉末粒度过150微米或150微米以下的筛，即获得铜铬合金粉末。
优选地，其中雾化室设有与感应熔炼坩埚中流体出口相连接的导流管，导流管与雾化喷嘴相连接。
更优选地，所述的导流管的直径为6.0-8.0mm。
或者更优选地，所述的雾化喷嘴设置与雾化室内的顶部。
本发明所述的一种铜铬合金锭的制备方法，该方法使用所述的铜铬合金粉末进行热等静压获得铜铬合金锭，其中所述的铜铬合金粉末是由上述铜铬合金粉末的制备方法制备而成。
本发明制备出的Cu-Cr合金粉末较常规电解法制出的粉末颗粒细小，球化度高，含气量低，将以上雾化的合金粉末用热等静压制备的触头，压制的各向力的分布均匀，而且是在高温下进行压制比常规冷压压制出的触头片的致密度高，且压制所需的压力小，解决了常规混粉法制备触头材料的致密度低的难题，且用雾化合金粉作为原材料进行热等静压生产出的触头片的Cr颗粒细小分布均匀，还保持了用常规混粉法制备触头材料原有的高的抗熔焊性能。此方法制备出的触头片不但具备了混粉触头的高抗熔焊性能的优点，而且弥补了混粉法生产触头片的气体含量高，Cr颗粒粗大分布不均匀的缺陷。
附图说明
图1是常规混粉法获得的铜铬触头的金相(放大100倍)。
图2是本发明获得的合金粉末形貌照片。
图3是使用本发明获得的铜铬触头金相(放大100倍)。
具体实施方式
实施例1。
取5.25公斤铜和1.75公斤铬放入真空感应熔炼炉的陶瓷坩埚中，先抽真空至10-3－10-4Pa，然后充入质量纯度大于99％的氩气或者氮气等惰性保护气体。开启加热电源，将原料感应加热熔化。并将熔化后的合金保温1～10分钟。将熔炼好的合金液从出口导入到直径为6.0mm的雾化室导流管中，并从导流管中流入到雾化喷嘴中，合金液在压力为0.2MPa高压氮气气流的作用下，从雾化喷嘴中喷出后立即雾化成尺寸为1-1000微米的小熔滴；熔滴在下落过程中快速冷却并凝固成相同尺寸的固体合金粉末。收集粉末并过150微米的筛网进行筛分，去除尺寸大于150微米的颗粒，然后将剩余的粉末放入φ80mm不锈钢模具中，在真空中加热至920℃-980℃，并在120MPa的压力作用下热等静压压制成型。最后将CuCr25的合金锭进行锯片，锯片后的理化性能见表2，金相组织见图2：
表2。
实施例2。
取4.9公斤铜和2.1公斤铬放入真空感应熔炼炉的陶瓷坩埚中，先抽真空至6.0Χ10-3Pa后充入质量纯度大于99%的氩气等惰性保护气体。开启加热电源，将原料感应加热熔化。并将熔化后的合金保温1～10分钟。将熔炼好的合金液从出口导入到直径为8.0mm的雾化室导流管中，并从导流管中流入到雾化喷嘴中，合金液在压力为0.3Mpa氦气气流的作用下，从雾化喷嘴中喷出后立即雾化成尺寸为1-1000微米的小熔滴；熔滴在下落过程中快速冷却并凝固成相同尺寸的固体合金粉末。收集粉末并过150微米的筛进行筛分，去除尺寸大于150微米的颗粒，然后将剩余的粉末放入φ85mm不锈钢模具中，在真空中加热至950℃，并在125MPa的压力作用下热等静压压制成型。最后将CuCr30的合金锭进行锯片，锯片后的理化性能见表3，金相组织见图2：
表3。
实例3。
取 3.5 公斤铜和 3.5 公斤铬放入真空感应熔炼炉的陶瓷坩埚中，先抽真空至4.0Χ10-3Pa后充入质量纯度大于99%的氦气等惰性保护气体。开启加热电源，将原料感应加热熔化。并将熔化后的合金保温10分钟。将熔炼好的合金液从出口导入到直径为7.0mm的雾化室导流管中，并从导流管中流入到雾化喷嘴中，合金液在压力为0.4Mpa氦气气流的作用下，从雾化喷嘴中喷出后立即雾化成尺寸为1-1000微米的小熔滴；熔滴在下落过程中快速冷却并凝固成相同尺寸的固体合金粉末。收集粉末并过150微米的筛进行筛分，去除尺寸大于150微米的颗粒，然后将剩余的粉末放入φ100mm不锈钢模具中，在真空中加热至950℃，并在140MPa的压力作用下热等静压压制成型。最后将CuCr50的合金锭进行锯片，锯片后的理化性能见表4，金相组织见图2：
表4
Claims (5)
1.一种铜铬合金粉末的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴以25～50:75～50的质量比准备铜棒与铬块；
⑵将原料通过真空感应加热熔炼成合金熔体；
⑶将上述合金液流入到雾化室中进行雾化，在雾化时持续地通入惰性气体，惰性气体的压力为0.1-0.5Mpa
⑷将雾化后获得的粉末粒度过150微米或150微米以下的筛，即获得铜铬合金粉末。
2.如权利要求1所述的铜铬合金粉末的制备方法，其特征在于其中雾化室设有与感应熔炼坩埚中流体出口相连接的导流管，导流管与雾化喷嘴相连接。
3.如权利要求2所述的铜铬合金粉末的制备方法，其特征在于所述的导流管的直径为6.0-8.0mm。
4.如权利要求2所述的铜铬合金粉末的制备方法，其特征在于所述的雾化喷嘴设置与雾化室内的顶部。
5.一种铜铬合金锭的制备方法，其特征在于该方法为使用所述的铜铬合金粉末进行热等静压获得铜铬合金锭，其中所述的铜铬合金粉末是由权利要求1所述的制备方法制备而成。
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