CN1632151A - 一种钨铬-铜复合材料 - Google Patents

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CN1632151A CN 200410073474 CN200410073474A CN1632151A CN 1632151 A CN1632151 A CN 1632151A CN 200410073474 CN200410073474 CN 200410073474 CN 200410073474 A CN200410073474 A CN 200410073474A CN 1632151 A CN1632151 A CN 1632151A
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Inventor
范志康
梁淑华
肖鹏
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Xian University of Technology
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Xian University of Technology
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Abstract

一种钨铬-铜复合材料,按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨32%~50%,铬11%~23%,铜27%~57%,各组分的重量之和为100%。将钨粉和铬粉混合、制粒、压制成坯料,再经烧结熔渗铜液,经均匀化处理和时效处理后制得。该组合物尤其作为110kV以上的高压真空断路器中的触头材料,其组织致密,具有良好的导电性能,适中的硬度,低的含气量,较低的截流值,优良的电弧烧损性能和抗熔焊性。

Description

一种钨铬-铜复合材料
技术领域
本发明涉及一种复合材料,尤其涉及一种钨铬-铜的复合材料。
背景技术
现在技术中,在35kV以下高、中压真空开关中首选的触头材料是铬-铜合金,其导电性能好,使用过程中表现出低的稳定的截流值,具有良好的抗熔焊性能和良好的耐电弧烧损性能,在110kV以上高压六氟化硫断路器的触头材料使用的是钨-铜合金,其导电性能好,强度高,硬度适中,气体含量低,使用过程中表现出优良的耐电弧烧损性能,在110kV以上的高压真空断路器中,触头材料的性能应介于钨-铜与铬-铜合金之间。
发明内容
本发明的目的是提供一种钨铬-铜的复合材料,在110kV以上的高压真空断路器中作为触头材料,具有高强度,高硬度,低的气体含量以及耐电弧烧损性能优良的特点。
本发明的技术方案是:按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨32%~50%,铬11%~23%,铜27%~57%,各组分的重量之和为100%。
本发明较佳的技术方案是:按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨35%~46%,铬13%~20%,铜34%~50%,各组分的重量之和为100%。
本发明较佳的技术方案还可以是:按重量百分比该组合物还可由以下组分组成:钨40%~45%铬,15%~18%,铜37%~45%,各组分的重量之和为100%。
本发明的有益效果是:本发明公开的钨铬-铜复合材料组织致密,具有良好的导电性能,适中的硬度,低的含气量,较低的截流值,优良的电弧烧损性能和抗熔焊性。
附图说明
图1是钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图;
图2是钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图;
图3是钨+铬+铬钨固溶体+铜的金相组织图;
图4是钨+钨铬固溶体+铜的金相组织图;
图5是钨+钨铬固溶体+铜的金相组织图。
具体实施方式
本发明公开的钨铬-铜复合材料,可以通过下面的方法制得钨铬固溶体+铜、钨+钨铬固溶体+铜或铬+铬钨固溶体+铜等不同组织:
(1)按重量百分比取钨粉32%~50%,粒径4~10μm,铬粉11%~23%,粒径45~100μm,在混料机内混粉2~3.5小时,使其均匀,混料机转速为45~60转/分;
(2)用6%~10%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行压力为200~1000mpa的模压或冷等静压,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至600℃~980℃,还原40~90分钟,升温速度为18~22℃/分;
(5)抽真空使真空度达到10-2~10-3Pa后,继续升温至1200℃~1300℃,升温速度12~16℃/分,按重量百分比在坩埚内加入27%~57%的铜液,还原烧结熔渗铜1.5~2.5小时;
(6)冷却至200℃~250℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在950℃~1060℃下均匀化处理40~120分钟;
(8)再在450℃~650℃下时效处理2~3小时。
以下结合实例对本发明作详细说明。
实施例1
(1)按重量百分比取钨粉50%,粒径4~10μm,铬粉11%,粒径45~100μm,在混料机内混粉2小时,使其均匀,混料机转速为60转/分;
(2)用8%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行模压,压力460Mpa,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至650℃,还原40分钟,升温速度为18℃/分;
(5)抽真空至1.5×10-3Pa时,继续升温至1260℃,升温速度12℃/分,按重量百分比在坩埚内加入39%的铜液,还原烧结熔渗铜1.5小时;
(6)冷却至200℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在1060℃下均匀化处理40分钟;
(8)再在620℃下时效处理2.5小时。
得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜,金相组织见图1。
得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表1。
           表1钨50%-铬11%-铜复合材料的主要性能
导电度      硬度       密度        含O2量     截流值      备注
IACS%      HB         g/cm3      ppm         A
11.9        302        12.3        78          1.3
实施例2
(1)按重量百分比取钨粉32%,粒径4~10μm,铬粉23%,粒径45~100μm,在混料机内混粉3.5小时,使其均匀,混料机转速为45转/分;
(2)用6%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行冷等静压,压力300Mpa,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至980℃,还原90分钟,升温速度为22℃/分;
(5)抽真空至2.5×10-2Pa时,继续升温至1300℃,升温速度16℃/分,按重量百分比在坩埚内加入45%的铜液,还原烧结熔渗铜2.5小时;
(6)冷却至250℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在950℃下均匀化处理120分钟;
(8)再在450℃下时效处理3小时。
得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜,金相组织见图2。
得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表2。
           表2钨32%-铬23%-铜复合材料的主要性能
导电度    硬度        密度        含O2量    截流值    备注
IACS      HB          g/cm3      ppm        A
6.8       321         10.1        105        1.9
实施例3
(1)按重量百分比取钨粉50%,粒径4~10μm,铬粉23%,粒径45~100μm,在混料机内混粉3小时,使其均匀,混料机转速为55转/分;
(2)用8%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行模压,压力580MPa,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至600℃,还原80分钟,升温速度为20℃/分;
(5)抽真空至3.2×10-3Pa时,继续升温至1200℃,升温速度14℃/分,按重量百分比在坩埚内加入27%的铜液,还原烧结熔渗铜2小时;
(6)冷却至220℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在1000℃下均匀化处理100分钟;
(8)再在500℃下时效处理2小时。
得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+铬+铬钨固溶体+铜,金相组织见图3。
得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表3。
         表3钨50%-铬23%-铜复合材料的主要性能
导电度     硬度       密度        含O2量    截流值    备注
IACS%     HB         g/cm3      ppm        A
8.2        316        11.6        86         1.5
实施例4
(1)按重量百分比取钨粉32%,粒径4~10μm,铬粉11%,粒径45~100μm,在混料机内混粉2.5小时,使其均匀,混料机转速为50转/分;
(2)用10%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行冷等静压,压力230MPa,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至800℃,还原60分钟,升温速度为19℃/分;
(5)抽真空至5.0×10-3Pa时,继续升温至1230℃,升温速度15℃/分,按重量百分比在坩埚内加入57%的铜液,还原烧结熔渗铜2小时;
(6)冷却至240℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在1050℃下均匀化处理60分钟;
(8)再在650℃下时效处理3小时。
得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+钨铬固溶体+铜,金相组织见图4。
得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表4。
         表4钨32%-铬11%-铜复合材料的主要性能
导电度      硬度       密度        含O2量    截流值    备注
IACS%      HB         g/cm3      ppm        A
12.3        296        10.6        73         1.3
实施例5
(1)按重量百分比取钨粉40%,粒径4~10μm,铬粉15%,粒径45~100μm,在混料机内混粉2.5小时,使其均匀,混料机转速为50转/分;
(2)用8.6%的酒精石蜡溶液将均匀的粉料制成1~2毫米的粉粒;
(3)将制粒后的粉料进行冷等静压,压力300Mpa,制成毛坯;
(4)将压制好的坯料置入烧结炉内,在还原性气氛下升温至700℃,还原50分钟,升温速度为21℃/分;
(5)抽真空至2.6×10-3Pa时,继续升温至1280℃,升温速度13℃/分,按重量百分比在坩埚内加入45%的铜液,还原烧结熔渗铜2小时;
(6)冷却至210℃,将烧制好的坯料出炉;
(7)对上述坯料在980℃下均匀化处理80分钟;
(8)再在550℃下时效处理2小时。
得到的钨铬—铜复合材料组织为钨+钨铬固溶体+铜,金相组织见图5。
得到的钨铬—铜复合材料的性能如下表5。
          表5钨40%-铬15%-铜复合材料的主要性能
导电度      硬度       密度        含O2量    截流值    备注
IACS%      HB         g/cm3      ppm        A
11.1        310        10.8        72         1.7

Claims (3)

1.一种钨铬-铜复合材料,其特征在于,按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨32%~50%,铬11%~23%,铜27%~57%,各组分的重量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种钨铬-铜复合材料,其特征在于,按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨35%~46%,铬13%~20%,铜34%~50%,各组分的重量之和为100%。
3.根据权利要求1所述的一种钨铬-铜复合材料,其特征在于,按重量百分比该组合物由以下组分组成:钨40%~45%,铬15%~18%,铜37%~45%,各组分的重量之和为100%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101635210B (zh) * 2009-08-24 2011-03-09 西安理工大学 一种钨铜-铜整体式电触头材料缺陷修复方法
CN104209520A (zh) * 2014-09-12 2014-12-17 福达合金材料股份有限公司 一种电触头的制作方法

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