專利名稱：復合電觸頭加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空斷路器中電氣觸頭材料，尤其是涉及到一種大功率無銀電氣觸頭材料及其加工工藝。
背景技術：
在真空斷路器中，對觸頭材料提出了多個方面的要求，主要有三個方面高的電流斷路特性(電流分斷能力)，電流斷續特性(截流值)和高載流牲性(導電性)。目前用于真空斷路器的材料主要銀碳化鎢材料，銅鉍合金，銅鎢合金及銅鉻合金。 幾種材料各有優缺點，銀碳化鎢材料使用貴金屬銀作導體材料，價格太昂貴；銅鉍合金具有優良的，但電流分斷能力不理想；銅鎢合金雖然具好優良的分斷能力及導電力，電流斷續特性(截流值)不理想，且由于采取熔滲工藝，容易出現銅聚集；銅鉻合金材料潛力大，但現在鉻材料中雜質控制較難和觸頭材料氣體含量高，造成材料性能分散性高。
發明內容
本發明目的在于提供一種充分利用銅優良的導電、導熱及化學穩定性，結合碳化鎢材料熱電子發射能力，并利用鎢/碳化鎢顆粒和顆粒之間的距離的精心控制，達到提高觸頭材料的綜合性能，通過創新的工藝生產出質量好的觸頭材料。同時利用熱處理工藝，將鐵合合金整體燒結在觸頭產品非工作面，最后制造成具有優良性能的大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料。實現本發明目的的技術方案是一種復合電觸頭加工工藝首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行往復多次熱處理、壓制成型和破碎，再壓制成型、并進行預燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將準備好的純銅和鐵合合金與預燒后的坯料進行一同燒結、熔滲就得大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料。所述熱處理在580—710°C溫度下進行2—4小時。所述壓制的壓力為4. 5—8. 5噸/平方厘米。所述預燒的溫度1000-1100°C，預燒時間為1—2小時。所述銅粉過400目篩，碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3-6 μ m之間。所述銅粉重量在所述混合粉中的含量為8-12%。本發明與現有技術相比具有如下優點1.該電觸頭材料由于采用鐵合合金為基材，具有硬度高、耐磨損性好的特點。2.由于材料采用銅材料，使制作的電氣觸頭的電流分斷能力、導電能力和電流斷續特性等綜合性能高得到提高；材料在使用壽命周期內，性能均勻性高。3.采用該觸頭材料簡化電器開關結構，消除了開關中彈簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。
4.由于采用價格低廉的銅、鐵合為原材料，大幅度降低了電氣觸頭材料的成本。5.通過創新的制粒工藝以及對工藝參數的精心選擇控制了材料中鎢/碳化鎢顆粒之間的距離，解決材料成型困難及熔滲困難的問題，在整個燒結過程中無需加助燒劑。6.通過創新的工藝確保材料生產時銅完全滲入坯體中，生產出孔隙率小于 0. 15%的電觸頭材料。
圖1為本發明中所述銅鎢合金坯料的制作工藝流程圖1.銅鎢合金層 2.鐵合合金層
具體實施例方式從圖1中可以看出，一種大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料的加工工藝如下首先選擇銅粉過400目篩、碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3-6 μ m之間按比例進行混合，銅粉重量在所述混合粉中的含量為8-12% ；對混合后的原料粉在580—620°C溫度下進行熱處理2—4小時，并在4. 5 8. 5噸 /平方厘米的壓力下壓制成型，對第一次壓制成型后進行破碎，再次在630--670°C的溫度下進行熱處理1. 5-4小時，并在5. 5-6. 5噸/平方厘米的壓力下第二次進行壓制；對第二次壓制成型后進行破碎，再次在670--710°C的溫度下進行熱處理1. 5-4 小時，并在5. 5-6. 5噸/平方厘米的壓力下第三次進行壓制；對第三次壓制成型后進行破碎，再次在670--710°C的溫度下進行熱處理1. 5-4 小時，并在7-8噸/平方厘米的壓力下第四次進行壓制；再在1000-1100°C的溫度進行預燒處理1-2小時得到銅鎢合金坯料；確保坯體經預燒后，銅與碳化鎢和鎢顆粒已經處于良好的浸潤狀態下，對后續的浸燒起一個極好的誘導作用；最后將準備好的鐵合合金、純銅與預燒后的坯料進行一同燒結、熔滲就得孔隙率小于0. 15%的大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料。大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料主要技術及性能指標如下表
權利要求
1.復合電觸頭加工工藝，其特征在于首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行往復多次熱處理、壓制成型和破碎，再壓制成型、 并進行預燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將準備好的純銅和鐵合合金與預燒后的坯料進行一同燒結、熔滲就得大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料。
2.根據權利要求1所述的加工工藝，其特征在于所述熱處理在580--710°C溫度下進行2—4小時。
3.根據權利要求1所述的加工工藝，其特征在于所述壓制的壓力為4.5-8. 5噸/平方厘米。
4.根據權利要求3所述的加工工藝，其特征在于所述預燒的溫度1000-1100°C，預燒時間為1—2小時。
5.根據權利要求3所述的加工工藝，其特征在于所述銅粉過400目篩，碳化鎢和鎢的粉末顆粒在3—6 μ m之間。
6.根據權利要求7所述的加工工藝，其特征在于所述銅粉重量在所述混合粉中的含量為8—12%。
全文摘要
本發明公開了一種復合電觸頭加工工藝，首先選擇合適顆粒度的銅粉、碳化鎢粉和鎢粉按比例進行混合；對混合后的原料粉進行熱處理，并壓制成型，再進行預燒處理得到銅鎢合金坯料；最后將純銅、鐵合合金與預燒后的坯料進行一同燒結、熔滲就得大功率硬質銅鎢鐵復合電觸頭材料。由于采用鐵合合金為基材，具有硬度高、耐磨損性好的特點；由于材料采用銅材料，使制作的電氣觸頭的電流分斷能力、導電能力和電流斷續特性等綜合性能高得到提高；材料在使用壽命周期內，性能均勻性高；采用該觸頭材料簡化電器開關結構，消除了開關中彈簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。該材料廣泛用于制作各種真空斷路器上的電觸頭。
文檔編號C22C1/04GK102446643SQ20101050104
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者蔡玉鳳 申請人:蔡玉鳳