专利名称：一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法
技术领域：
本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法。
背景技术：
目前，制备CuWCr复合材料的方法主要是烧结熔渗法和机械合金化法。烧结熔渗法制备的CuWCr复合材料的显微组织中有独立的铬相或钨相存在，降低了材料的耐电压强度。机械合金化法制备的CuWCr复合材料中WCr合金化程度不足，存在独立的铬相，进而降低了材料的耐电压强度，且制备过程中极易引入杂质，降低了材料的导电、导热性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，解决了现有方法制备出的CuWCr复合材料耐电压强度低，杂质含量高导致导电率低的问题。本发明所采用的技术方案是，一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，该方法按照以下操作步骤实施CuCr熔渗坯的制备按质量百分比称取25 % 66 %的Cu粉、34 % 75 %的Cr粉并放入混料机中混合 3 6小时，将混好的粉料在400MPa下进行模压或在^OMPa下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于的真空环境下升温至900°C 1050°C，烧结 60分钟 120分钟，得到CuCr熔渗坯；W骨架的制备将W粉压制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，将坯料置于真空烧结炉内， 在真空度不小于10- !的真空环境下升温至1050°C 1500°C，烧结90分钟 150分钟，使其烧结成骨架；电弧熔炼及后处理a、将制备好的的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，然后在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流不小于 1200A,熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，在水冷铜坩埚内得到CuWCr铸锭；b、最后对CuWCr铸锭进行机加工。本发明的特点还在于，其中在CuCr熔渗坯的制备中Cu粉的纯度不小于99%，Cr粉的纯度不小于 99. 7%。本发明的有益效果是，通过电弧熔炼与熔渗法制备得到的CuWCr复合材料杂质含量少，故而电导率高，并且耐电压强度高。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行详细说明，本发明提供一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，该方法按照以下操作步骤实施CuCr熔渗坯的制备按质量百分比称取25% 66%的纯度不小于99%的Cu粉和34% 75%的纯度不小于99. 7%的Cr粉并放入混料机中混合3 6小时，将混好的粉料在400MI^下进行模压或在^OMPa下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于的真空环境下升温至900°C 1050°C，烧结60分钟 120分钟，得到CuCr熔渗坯；W骨架的制备将W粉压制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，将坯料置于真空烧结炉内， 在真空度不小于10- !的真空环境下升温至1050°C 1500°C，烧结90分钟 150分钟，使其烧结成骨架；电弧熔炼及后处理a、将制备好的的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，然后在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流不小于 1200A,熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，在水冷铜坩埚内得到CuWCr铸锭；b、最后对CuWCr铸锭进行机加工。实施例1首先，将Cu粉66 %、Cr粉34 %放入混料机中混合3小时，将混好的粉料在400MPa 下进行模压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10’a的真空环境下升温至900°C，烧结120分钟，得到CuCr熔渗坯。然后，将W粉在400MPa下模压成坯料，将坯料的孔隙率控制为40%，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于的真空环境下升温至1050°C，烧结150分钟，使其烧结成骨架。最后，将制备好的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流大于1200A， 熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，冷却后取出，即制备得到CuWCr复合材料。实施例2首先，将Cu粉25 %、Cr粉75 %放入混料机中混合6小时，将混好的粉料在400MPa 下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10’a的真空环境下升温至1050°C，烧结60分钟，得到CuCr熔渗坯。然后，将W粉在^OMPa下进行冷等静压，将坯料的孔隙率控制为35%，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10’a的真空环境下升温至1500°C，烧结90分钟，使其烧结成骨架。 最后，将制备好的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流大于1200A，熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，冷却后取出，即制备得到CuWCr复合材料。实施例3首先，将Cu粉33 %、Cr粉67 %放入混料机中混合5小时，将混好的粉料在400MPa 下进行模压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10’a的真空环境下升温至950°C，烧结100分钟，得到CuCr熔渗坯。然后，将W粉在400MPa下模压成坯料，将坯料的孔隙率控制为37%，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10-2 的真空环境下升温至1200°C，烧结120分钟，使其烧结成骨架。最后，将制备好的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流大于1200A， 熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，冷却后取出，即制备得到CuWCr复合材料。实施例4首先，将Cu粉50 %、Cr粉50 %放入混料机中混合4小时，将混好的粉料在400MPa 下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10’a的真空环境下升温至1000°C，烧结90分钟，得到CuCr熔渗坯。然后，将W粉在^OMPa下进行冷等静压，将坯料的孔隙率控制为35%，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10-2 的真空环境下升温至1350°C，烧结100分钟，使其烧结成骨架。最后，将制备好的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10-3 的真空环境下，调节熔炼电流大于1200A， 熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，冷却后取出，即制备得到CuWCr复合材料。本发明方法制备的CuWCr复合材料与现有技术制备的CuWCr的性能对比见表1所示。 表ICuWCr复合材料的性能对比
权利要求
1.一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，其特征在于，该方法按照以下操作步骤实施CuCr熔渗坯的制备按质量百分比称取25 % 66 %的Cu粉、34 % 75 %的Cr粉并放入混料机中混合3 6小时，将混好的粉料在400MPa下进行模压或在^OMPa下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于的真空环境下升温至900°C 1050°C，烧结60 分钟 120分钟，得到CuCr熔渗坯；W骨架的制备将W粉压制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于10-2! 的真空环境下升温至1050°C 1500°C，烧结90分钟 150分钟，使其烧结成骨架；电弧熔炼及后处理a、将制备好的的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，然后在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于KT3Pa的真空环境下，调节熔炼电流不小于 1200A,熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，在水冷铜坩埚内得到CuWCr铸锭；b、最后对CuWCr铸锭进行机加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在CuCr熔渗坯的制备中Cu粉的纯度不小于99%，Cr粉的纯度不小于99. 7%。
全文摘要
本发明公开了一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，先将Cu粉和Cr粉放入混料机中混合，将混好的料进行模压或冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空环境下进行烧结，得到CuCr熔渗坯。然后，将W粉进行模压或冷等静压，控制W坯的孔隙率；将W坯置于真空烧结炉内，在真空环境下烧结使其成为W骨架。最后，将W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空环境下，熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，冷却后得到CuWCr复合材料。本发明方法获得的CuWCr复合材料耐电压强度高、电导率高、杂质含量少。
文档编号C22C1/00GK102321816SQ20111029779
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者张亚梅, 梁淑华, 肖鹏 申请人:西安理工大学