本发明涉及铜铬触头技术领域，具体为一种用于真空断路器的铜铬触头材料及其制备方法。
背景技术：
触头材料广泛地用于自动开关，大容量断路器、塑壳断路器以及其他一些开关器上，常见的触头材料有ag-wc-c，其主要利用了ag的良好导电、导热性，wc的高熔点、高硬度和耐磨性好的特点，可经受强烈的电弧腐蚀，具有良好的抗熔焊性及耐磨蚀，该触头材料一般采用粉末冶金的方法，将银粉和wc粉及添加剂直接在模具中压制，此工艺简单易行、流程少、对设备要求低、材料收得率高，生产成本低，但所得电触头材料存在缺陷，其组织不均匀、致密度差、不耐电弧侵蚀，降低了其使用寿命和效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于真空断路器的铜铬触头材料及其制备方法，具备使用效果好的优点，解决了传统工艺制得的触头材料组织不均匀、致密度差、不耐电弧侵蚀，降低了其使用寿命和效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于真空断路器的铜铬触头材料的制备方法，所述用于真空断路器的铜铬触头材料，它由以下重量百分比的成分组成：铬（cr）为20～60％，余量为铜（cu）；其原材料分别为30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉；所述铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，所述铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；所述铬粉的纯度为99.00％～99.98％，所述铜粉的纯度为99.00％～99.98％；
制备方法包括如下步骤：
（1）原材料筛选
选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，所述铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，所述铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；
（2）混粉
按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时；
（3）冷等静压
将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟；
（4）真空包套
将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；
（5）挤压
将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
优选的，所述步骤（2）中球磨时间为2～12小时，转速为200～300rpm。
优选的，所述步骤（3）中采用带铝合金夹板的冷等静压机进行冷等静压，温度控制为20～30°c。
优选的，所述步骤（4）中的真空包套，包括将压好的棒料放置入铜套后，进行封死，所述铜套并从所述铜套上引出脱气管，所述抽真空步骤是通过所述脱气管完成的，所述铜套为焊接成型；压好的棒料放置入铜套后还进行对夯实处理。
优选的，所述步骤（6）中液压机的挤压头的下降速度为3mm/s～12mm/s，比压为150mpa～850mpa；在热挤压之前挤压头需要加热至200～300°c，并在挤压头上涂有涂料。
本发明还提供了一种上述制备方法制得的用于真空断路器的铜铬触头材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的方法对比于现有模具压制、烧结工艺可大批量稳定化生产，且可批量化生产出大规格铜铬触头，本发明工艺过程简单、加热过程只有30-90min，相对模压烧结工艺长达15-30小时的烧结过程，时间、电能大大节约，本发明生产出的触头组织致密、无气孔等缺陷，以及耐电弧侵蚀性能好，延长了其使用寿命，提高了其使用效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：
一种用于真空断路器的铜铬触头材料的制备方法，用于真空断路器的铜铬触头材料，它由以下重量百分比的成分组成：铬（cr）为20～60％，余量为铜（cu）；其原材料分别为30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉；铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；铬粉的纯度为99.00％～99.98％，铜粉的纯度为99.00％～99.98％；
制备方法包括如下步骤：
（1）原材料筛选
选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；
（2）混粉
按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时；
（3）冷等静压
将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟；
（4）真空包套
将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；
（5）挤压
将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
本发明还提供了一种上述制备方法制得的用于真空断路器的铜铬触头材料。
实施例一：
首先选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；然后按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时；然后将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟；然后将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；然后将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
实施例二：
在实施例一中，再加上下述工序：
将步骤（2）中球磨时间设置为2～12小时，转速设置为200～300rpm。
首先选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；然后按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时；然后将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟；然后将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；然后将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
实施例三：
在实施例二中，再加上下述工序：
步骤（3）中采用带铝合金夹板的冷等静压机进行冷等静压，温度控制为20～30°c。
首先选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；然后按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时，球磨时间设置为2～12小时，转速设置为200～300rpm；然后将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟；然后将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；然后将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
实施例四：
在实施例三中，再加上下述工序：
步骤（4）中的真空包套，包括将压好的棒料放置入铜套后，进行封死，铜套并从铜套上引出脱气管，抽真空步骤是通过脱气管完成的，铜套为焊接成型；压好的棒料放置入铜套后还进行对夯实处理。
首先选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；然后按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时，球磨时间设置为2～12小时，转速设置为200～300rpm；然后将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟，采用带铝合金夹板的冷等静压机进行冷等静压，温度控制为20～30°c；然后将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；然后将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
实施例五：
在实施例四中，再加上下述工序：
步骤（6）中液压机的挤压头的下降速度为3mm/s～12mm/s，比压为150mpa～850mpa；在热挤压之前挤压头需要加热至200～300°c，并在挤压头上涂有涂料。
首先选用30～350μm的铬粉以及350μm以下的铜粉，铬粉为电解铬粉或铝热还原铬粉，铜粉为电解铜粉或雾化铜粉；然后按铬粉∶铜粉＝2∶8～6∶4的重量配比，并按铬粉和铜粉的混合粉∶铜球＝1∶1的重量配比进行球磨混粉2～12小时，球磨时间设置为2～12小时，转速设置为200～300rpm；然后将混好后的混合粉装入橡胶套冷等静压为棒料，压力为120～350mpa，保压时间为2～25分钟，采用带铝合金夹板的冷等静压机进行冷等静压，温度控制为20～30°c；然后将步骤（3）中压好的棒料装入铜套，铜套厚度为1～6mm，抽真空至1pa～0.01pa进行真空密封；然后将包套密封后的棒料加热至40～550°c，保温20分钟～150分钟，真空包套，包括将压好的棒料放置入铜套后，进行封死，铜套并从铜套上引出脱气管，抽真空步骤是通过脱气管完成的，铜套为焊接成型；压好的棒料放置入铜套后还进行对夯实处理；使用液压机进行冷挤压或温挤压，挤压变形量为15％～95％，液压机吨位为100～1200t，挤压后的棒料即为合格的铜铬触头材料。
本发明的方法对比于现有模具压制、烧结工艺可大批量稳定化生产，且可批量化生产出大规格铜铬触头，本发明工艺过程简单、加热过程只有30-90min，相对模压烧结工艺长达15-30小时的烧结过程，时间、电能大大节约，本发明生产出的触头组织致密、无气孔等缺陷，以及耐电弧侵蚀性能好，延长了其使用寿命，提高了其使用效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。