CN108080643B - 一种铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备方法 - Google Patents

一种铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备方法，采用粉末冶金制造工艺，以电解铜粉、铜包碳化钨粉和天然石墨为原材料，按照Cu余量、Cu‑WC30‑35％、石墨5‑8％重量配方百分比，外添加0.05％润湿剂(32#机油)为配方，经过压制成型、保护气氛连续炉烧结、再进行全整形，将其冷压镶嵌在触头摩擦轨迹的两端，镶嵌过盈量保证在单边0.03‑0.05mm，润滑块端面高出触头面0.08‑0.10mm。保证隔离开关在使用过程中，石墨粉末能够不断分离出来，起到自润滑的作用，从而确保接触单面磨损量在0.15‑0.2mm以内，使用频次在8000‑10000次以上，大大延长了隔离开关触头的使用寿命，该发明生产工艺路线简单、润滑块性能稳定可靠，适合于批量化生产。

Description

一种铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备 方法
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金耐磨润滑块的制备技术，特别涉及一种铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备方法。
背景技术
在高压隔离开关机构中，触头是非常关键的部位，其材质及性能决定了开关的质量和使用寿命，同时触头频繁摩擦的部位必须具备导电和耐磨等特性。目前，触头材料采用的是紫铜板材，表面进行镀锌或镀银处理，主要应用于一般变电站中，但对于铁路维护电站，特别是地铁、高铁维护电站，高压隔离开关的使用频率非常高，一天开合次数可能就是一般隔离开关一年或几年的使用频率，如果采用常规触头材料及生产工艺，一般使用3000-3500次就需要更换触头，有甚几百次就会出现触头表面早起拉伤以至于开合困难造成事故，直接影响铁路正常检修工作。
发明内容
为解决铁路用高压隔离开关触头早起拉伤问题，本发明制备的粉末冶金耐磨润滑块，主要以Cu、Cu-WC和天然石墨为原材料，经过压制、烧结、整形，将其冷压镶嵌在触头摩擦部位，完全能够改善开关触头部位导电和耐磨性，并且开关在使用过程中，石墨粉末能够不断分离出来，起到自润滑的作用，从而确保触头使用质量，延长了开关触头的使用寿命，该发明生产工艺路线简单、润滑块性能稳定可靠，适合于批量化生产。
为实现上述目的，本发明制备方法，包括以下步骤：
步骤一、润滑块形状、模具设计：润滑块尺寸为外径8-10mm、高度10mm；模具材料采用Cr12合金钢，模具主要由上下冲、阴模组成，配备脱模配件。
步骤二、润滑块原材料及配方：选用-300目优质电解铜粉末，-300目铜包碳化钨粉末(Cu含20％)，-325目天然石墨粉末，按照Cu余量、Cu-WC30-35％、石墨5-8％重量配方百分比，外添加0.05％润湿剂(32#机油)，进行30-40分钟均匀混合并过筛处理。
步骤三、冷压成型：采用30T四柱自动成型压力机，每平方厘米受力面积单位压力为4-4.5吨，密度控制在每立方厘米6.85-6.95克，保证外观无裂纹、掉边掉块等缺陷。
步骤四、气氛烧结：在连续烧结氨分解气氛保护炉中烧结，预烧区400-450℃，烧结区710-715℃，网带速度每分钟80-100mm。
步骤五、整形及冷压镶嵌：对烧结坯件进行全整形，保证冷压镶嵌过盈量单边在0.03-0.05mm，润滑块端面高出触头面0.08-0.10mm。
采用本发明制造的粉末冶金耐磨润滑块，镶嵌在触头摩擦轨迹的两端，能够保使用频次在8000-10000次以上，触头摩擦部位单面磨损量在0.15-0.2mm以内，接触面不出现拉伤、拉毛等状况。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细叙述。
实施例一
本实施例的生产工艺是这样实现的：
1、润滑块形状、模具设计：润滑块尺寸为外径8mm、高度10mm；模具材料采用Cr12合金钢，模具主要由上下冲、阴模组成，配备脱模配件。
2、润滑块原材料及配方：选用-300目优质电解铜粉末，-300目铜包碳化钨粉末(Cu含20％)，-325目天然石墨粉末，按照Cu余量、Cu-WC30％、石墨8％重量配方百分比，外添加0.05％润湿剂(32#机油)，进行30分钟均匀混合并过筛处理。
3、冷压成型：采用30T四柱自动成型压力机，每平方厘米受力面积单位压力为4吨，密度控制在每立方厘米6.85克，保证外观无裂纹、掉边掉块等缺陷。
4、气氛烧结：在连续烧结氨分解气氛保护炉中烧结，预烧区400℃，烧结区710℃，网带速度每分钟100mm。
5、整形及冷压镶嵌：对烧结坯件进行全整形，保证冷压镶嵌过盈量单边在0.05mm，润滑块端面高出触头面0.10mm。
测试评价本实例结果:经隔离开关台架试验，触头接触单面磨损量在0.20mm，使用频次8560次，接触面未不出现拉伤、拉毛等状况。
实施例二
本实施例的生产工艺是这样实现的：
1、润滑块形状、模具设计：润滑块尺寸为外径8mm、高度10mm；模具材料采用Cr12合金钢，模具主要由上下冲、阴模组成，配备脱模配件。
2、润滑块原材料及配方：选用-300目优质电解铜粉末，-300目铜包碳化钨粉末(Cu含20％)，-325目天然石墨粉末，按照Cu余量、Cu-WC35％、石墨5％重量配方百分比，外添加0.05％润湿剂(32#机油)，进行40分钟均匀混合并过筛处理。
3、冷压成型：采用30T四柱自动成型压力机，每平方厘米受力面积单位压力为4.5吨，密度控制在每立方厘米6.95克，保证外观无裂纹、掉边掉块等缺陷。
4、气氛烧结：在连续烧结氨分解气氛保护炉中烧结，预烧区450℃，烧结区715℃，网带速度每分钟80mm。
5、整形及冷压镶嵌：对烧结坯件进行全整形，保证冷压镶嵌过盈量单边在0.03mm，润滑块端面高出触头面0.08mm。
测试评价本实例结果:经隔离开关台架试验，触头接触单面磨损量在0.10mm，使用频次10320次，接触面未不出现拉伤、拉毛等状况。
实施例三
本实施例的生产工艺是这样实现的：
1、润滑块形状、模具设计：润滑块尺寸为外径8mm、高度10mm；模具材料采用Cr12合金钢，模具主要由上下冲、阴模组成，配备脱模配件。
2、润滑块原材料及配方：选用-300目优质电解铜粉末，-300目铜包碳化钨粉末(Cu含20％)，-325目天然石墨粉末，按照Cu余量、Cu-WC33％、石墨6.5％重量配方百分比，外添加0.05％润湿剂(32#机油)，进行35分钟均匀混合并过筛处理。
3、冷压成型：采用30T四柱自动成型压力机，每平方厘米受力面积单位压力为4.25吨，密度控制在每立方厘米6.90克，保证外观无裂纹、掉边掉块等缺陷。
4、气氛烧结：在连续烧结氨分解气氛保护炉中烧结，预烧区430℃，烧结区710℃，网带速度每分钟90mm。
5、整形及冷压镶嵌：对烧结坯件进行全整形，保证冷压镶嵌过盈量单边在0.04mm，润滑块端面高出触头面0.09mm。
测试评价本实例结果:经隔离开关台架试验，触头接触单面磨损量在0.14mm，使用频次9810次，接触面未不出现拉伤、拉毛等状况。
综合评价三项实例结果，均能够满足产品技术要求。但从综合性能指标及生产实际来考虑，第二种实例方案效果最佳。

Claims (3)

1.一种铁路高压隔离开关触头用粉末冶金耐磨润滑块的制备方法，其特征在于：
(1)、润滑块形状、模具设计：润滑块尺寸为外径8-10mm、高度10mm；模具材料采用Cr12合金钢，模具主要由上下冲头、阴模组成，配备脱模配件；
(2)、润滑块原材料及配方：选用-300目优质电解铜粉末，-300目铜包碳化钨粉末Cu含20％，-325目天然石墨粉末，按照Cu余量、Cu-WC30-35％、石墨5-8％重量配方百分比，添加0.05％润湿剂32#机油，进行30-40分钟均匀混合并过筛处理；
(3)、冷压成型：采用30T四柱自动成型压力机，每平方厘米受力面积单位压力为4-4.5吨，密度控制在每立方厘米6.85-6.95克，保证外观无裂纹、掉边掉块缺陷；
(4)、气氛烧结：在连续烧结氨分解气氛保护炉中烧结，预烧区400-450℃，烧结区710-715℃，网带速度每分钟80-100mm；
(5)、整形及冷压镶嵌：对烧结坯件进行全整形，保证冷压镶嵌过盈量单边在0.03-0.05mm，润滑块端面高出触头面0.08-0.10mm。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金耐磨润滑块的制备方法，其特征在于：所述的铜粉末为-300目优质电解铜粉，铜包碳化钨粉末为-300目其中Cu含量为20％，铜包覆在碳化钨表面，天然石墨粉末为-325目。
3.根据权利要求1所述的粉末冶金耐磨润滑块的制备方法，其特征在于：所述的润湿剂为国标32#机油。
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