專利名稱：采用真空熔鑄法制備CuCr40觸頭材料的方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料制備技術領域，具體涉及真空熔鑄法制備CuCr 40 電觸頭的方法。
背景技術：
CuCr40主要用于12kv和40.5kv的真空滅弧室中。CuCr合金觸頭材料的
制造工藝，國內外有四種制造工藝(l)混粉壓制燒結法；(2)真空熔滲法； (3)真空熔鑄法；(4)真空電弧自耗法。這四種制造工藝中，混粉燒結的 CuCr40材料中Cr顆粒與基體Cu的界面結合不良，韌性差。熔滲法制備的 CuCr40顆粒度較大，耐電壓強度不理想，開斷容量已達到極限。真空電弧 自耗法，能制造出較為理想的CuCr40觸頭材料，但它的成本高、工藝穩定 性很難掌握。真空熔鑄工藝具有諸多的優點和優勢，但在此之前，真空熔鑄 法只能制造出CuCr25和CuCr30觸頭材料。熔鑄CuCr40合金觸頭材料的試 制是在熔鑄CuCr25和熔鑄CuCr30合金觸頭材料的基礎上進行的。即將Cu、 Cr兩種組元放入到中頻真空感應爐中，通過感應加熱方法，在高溫下將兩種 材料熔化，攪拌均勻，快速澆鑄，并輔以快速冷卻過程。實現快速形核并且 抑制核長大，從而實現CuCr合金觸頭材料的Cr顆粒細化、均勻彌散分布。
發明內容
本發明的目的在于提供一種采用真空熔鑄法制備CuCr40觸頭材料的方 .法。不僅細化了 Cr顆粒,而且提高了觸頭材料的各項電性能指標。
本發明所提出的采用真空熔鑄法制備CuCr40觸頭材料的方法,其特征在于:它包括以下步驟
a. 制粉
先將金屬Cr在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉，制粉 溫度控制在-10(TC以下
b. 燒結
將制得的Cr粉經壓制后進行燒結，燒結溫度為1300 140(TC時間為l 3小時。
c. 熔鑄
將Cu塊與燒結后的Cr粉坯一起裝入真空爐中，真空度達到/《8 X10—2Pa 時進行加熱。升溫速率為8(TC/min左右，澆鑄溫度為1800 2000°C，快速 澆鑄。制得CuCr40電觸頭材料。
按以上工藝生產的CuCr40電觸頭材料，開斷能力、耐電壓強度、抗熔 焊性能和機械強度得到了顯著提高。
附圖1是本發明制備方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施案例對本發明進行詳細說明。
本發明的復合材料通過附圖l所示的步驟來實現，包括以下步驟
a. 制粉
先將金屬Cr在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉，制粉 溫度控制在-10(TC以下
b. 燒結
將制得的Cr粉經壓制后進行燒結，燒結溫度為1300 1400。C時間為l 3小時。 c.熔鑄將Cu塊與燒結后的Cr粉坯一起裝入真空爐中，真空度達到X10、 時進行加熱。升溫速率為80°C/min，澆鑄溫度為1800 2000°C，快速澆鑄。 制得CuCr40電觸頭材料。實施例l稱取Cr塊2.24kg在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉， 制粉溫度控制在-10(TC以下，將Cr粉經壓制后,在130(TC燒結1小時制成Cr 粉坯，然后稱取Cu塊3.36Kg與Cr粉坯放入真空爐中，在/^8X10—卞a的 真空度下以80°C/min的速度進行加熱,當溫度上升到1800。C保溫5min，快速 澆鑄。冷卻后即制得CuCr40電觸頭材料。 實施例2稱取Cr塊2.24kg在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉， 制粉溫度控制在-10(TC，將Cr粉經壓制后,在135(TC燒結2小時制成Cr粉 坯，然后稱取Cu塊3.36kg，與Cr粉坯放入真空爐中，在/^8X10—2Pa的真 空度下以80flC/min的速度迸行加熱,當溫度上升到190(TC保溫5邁in，快速澆 鑄。冷卻后即制得CuCr40電觸頭材料。 實施例3稱取Cr塊2.24kg在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉， 制粉溫度控制在-10(TC，將Cr粉經壓制后,在1400匸燒結3小時制成Cr粉 坯，然后稱取Cu塊3.36kg，與Cr粉坯放入真空爐中，在/^8乂10，3的真 空度下以8(TC/min的速度進行加熱,當溫度上升到2000'C保溫5min，快速澆 鑄。冷卻后即制得CuCr40電觸頭材料。本發明所制備的復合材料具有優良的綜合性能。所制備的CuCr40復合材 料與熔滲法CuCr40復合材料的性能對比見表1所示。表l CuCr40復合材料的性能對比材料名稱硬度，HB電導率，密度耐電壓擊穿強度(30%IACSg/cm3次平均值)，V/m熔滲制備CuCr4097.7197.951.54*108發明所制備CuCr40100.2238.171.88*108
權利要求
1.一種采用熔鑄法制備CuCr40電觸頭的方法，其特征在于，該方法按以下步驟進行a.制粉先將金屬Cr在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉，制粉溫度控制在-100℃以下；b.燒結將制得的Cr粉經壓制后進行燒結，燒結溫度為1300～1400℃時間為1～3小時；c.熔鑄將Cu塊與Cr粉坯一起裝入真空爐中，升溫速率為80℃/min，澆鑄溫度為1800～2000℃，快速澆鑄；制得CuCr40電觸頭材料。
2. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，Cr的含量為40M。
3. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，熔鑄工藝是在真空 條件下進行。
4. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所制備CuCr40電觸 頭材料的各項電性能得到了提高。
全文摘要
本發明公開的采用真空熔鑄法制備CuCr40電觸頭，屬于金屬材料制備技術領域。按重量百分比其組成為40％的Cr，其余為Cu。通過以下方法制備得到將Cr塊在低溫液體保護下，通過研磨破碎機加工制成Cr粉，將Cr粉經壓制后燒結成Cr粉坯，然后將Cu塊與Cr粉坯放入真空爐中加熱，熔化后進行澆鑄，冷卻后即制得CuCr40電觸頭材料。本發明的優點在于將Cr塊破碎成Cr粉，再經壓制、燒結制成Cr粉坯，降低了熔化溫度，縮短了熔化時間。本發明的制備方法，工藝簡單、成本低，制得的CuCr40復合材料與熔滲的CuCr40復合材料相比具有更優越的性能。
文檔編號B22D18/06GK101402137SQ20081023203
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者師曉云, 張紅軍, 剛 李, 王小軍, 王文斌 申請人:陜西斯瑞工業有限責任公司