专利名称：一种钨铬－铜复合材料的制作方法
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。
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。
具体实施例方式
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/cm3ppm A11.930212.378 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/cm3ppmA％6.8 321 10.11051.9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/cm3ppmA8.231611.686 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/cm3ppmA12.329610.673 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/cm3ppmA11.131010.872 1.权利要求
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％。
全文摘要
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。
文档编号C22C30/00GK1632151SQ20041007347
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者范志康, 梁淑华, 肖鹏 申请人:西安理工大学