CN104014792B - 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 - Google Patents
采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104014792B CN104014792B CN201410278011.6A CN201410278011A CN104014792B CN 104014792 B CN104014792 B CN 104014792B CN 201410278011 A CN201410278011 A CN 201410278011A CN 104014792 B CN104014792 B CN 104014792B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- sintering
- copper
- tungsten
- discharge plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，该方法是将钨粉、铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中；将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加20‑60MPa的压力，在烧结炉中通入惰性气体或抽真空，烧结温度为900‑1200℃，保温5‑25min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。与传统的烧结工艺相比，放电等离子烧结法是融入热压、等离子活化和电阻加热为一体的烧结技术，从而具有升温速度快、烧结时间短以及晶粒均匀等特点，有利于控制烧结体的细微结构，从而获得的材料致密度高且性能好。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种放电等离子烧结高性能铜钨合金电工触头材料的方法。
背景技术
随着我国西电东送、南北互供、跨区域联网的电网持续建设，我国高压输变电网络负荷日益增加，***容量不断增长,为此采用特高压、大容量远距离输电已成为我国节能输电的主要趋势。对于电力***的关键性部件电触头，W-Cu系触头材料因其具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性和高强度等优异性能而广泛应用于各种断路器、真空负荷开关和变压器转换开关上。但是由于钨和铜材料是一种典型的假合金，两者互不相溶，且两者熔点相差较大，因此，采用常规的烧结制备方法很难获得较高的密度(相对密度＜97%)，这对材料的导热导电性、抗电弧烧蚀性能和力学性能等产生不利影响，且烧结时间都较长，能耗大，并且大多采用烧结助剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优质高效、低耗低成本的放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，所述方法具体包括以下步骤：
1）将钨粉、铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中；所述铜钨复合粉中，钨粉和铜粉按质量比的含量分别为：钨粉70-80%，其余为铜粉；
2）将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加20-60MPa的压力，在烧结炉中通入惰性气体或抽真空，烧结温度为900-1200℃，保温5-25min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
所述钨粉和铜粉的纯度均大于99.5%。
所述步骤2）中，烧结温度是以100-300℃/min的升温速率升温至900-1200℃。
所述步骤2）中，在烧结炉中抽真空时，抽真空至真空度小于10-1pa。
本发明采用以上技术方案，与传统的烧结工艺相比，放电等离子烧结法是融入热压、等离子活化和电阻加热为一体的烧结技术，从而具有升温速度快、烧结时间短(烧结时间可缩短到几分钟，而在制备铜钨合金电工触头的传统方法中，如热压和无压烧结方法，烧结时间则需要几小时甚至十几小时)以及晶粒均匀等特点，有利于控制烧结体的细微结构，从而获得的材料致密度高且性能好。放电等离子烧结法利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，对于实现优质高效、低耗低成本的材料制备具有重要意义。其次，本发明在制备高性能铜钨合金电工触头的过程中无需压制成型且无需添加任何烧结助剂，从而可大大简化了材料的制备工艺流程。
具体实施方式
采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，所述方法具体包括以下步骤：
1）将钨粉、铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中；所述铜钨复合粉中，钨粉和铜粉按质量比的含量分别为：钨粉70-80%，其余为铜粉；
2）将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加20-60MPa的压力，在烧结炉中通入惰性气体或抽真空，烧结温度为900-1200℃，保温5-25min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
所述钨粉和铜粉的纯度均大于99.5%。
所述步骤2）中，烧结温度是以100-300℃/min的升温速率升温至900-1200℃。
所述步骤2）中，在烧结炉中抽真空时，抽真空至真空度小于10-1pa。
实施例1
将质量比含量为70%的钨粉、30%的铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中。将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加60MPa的压力，在烧结炉中抽真空，真空度在低于10-1Pa的条件下，以300℃/min的升温速率升温至900℃，保温25min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
实施例1制得铜钨电工触头材料的性能如下：
致密度：99%；
电导率：4.7μΩ.cm；
硬度（HB）：242。
实施例2
将质量比含量为80%的钨粉、20%的铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中。将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加20MPa的压力，在烧结炉中抽真空，真空度在低于10-1Pa的条件下，以100℃/min的升温速率升温至1200℃，保温5min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
实施例2制得铜钨电工触头材料的性能如下：
致密度：97%；
电导率：4.3μΩ.cm；
硬度（HB）：262。
实施例3
将质量比含量为75%的钨粉、25%的铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中。将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加40MPa的压力，在烧结炉中通入惰性气体，以200℃/min的升温速率升温至1100℃，保温15min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
实施例3制得铜钨电工触头材料的性能如下：
致密度：98.5%；
电导率：4.6μΩ.cm；
硬度（HB）：256。
铜钨合金电工触头材料的致密度由阿基米德法测定，材料的电导率由FQR7501A型涡流电导仪测定，材料的硬度由HB-3000B型布氏硬度计测定。
Claims (4)
1. 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
1）将钨粉、铜粉配制成铜钨复合粉，放入石墨模具中；所述铜钨复合粉中，钨粉和铜粉按质量比的含量分别为：钨粉70-80%，其余为铜粉；
2）将石墨模具放入放电等离子烧结炉中，对铜钨复合粉施加20-60MPa的压力，在烧结炉中通入惰性气体或抽真空，烧结温度为900-1200℃，保温5-25min，最后随炉冷却至室温，制得铜钨电工触头材料。
2.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，其特征在于：所述钨粉和铜粉的纯度均大于99.5%。
3.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，其特征在于：所述步骤2）中，烧结温度是以100-300℃/min的升温速率升温至900-1200℃。
4.根据权利要求1所述的采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法，其特征在于：所述步骤2）中，在烧结炉中抽真空时，抽真空至真空度小于10-1pa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410278011.6A CN104014792B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410278011.6A CN104014792B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104014792A CN104014792A (zh) | 2014-09-03 |
| CN104014792B true CN104014792B (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=51431948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410278011.6A Active CN104014792B (zh) | 2014-06-20 | 2014-06-20 | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104014792B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105108156A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种粉末冶金制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法 |
| CN105256159B (zh) * | 2015-10-22 | 2018-05-29 | 清华大学 | 一种钨铜复合材料及其应用 |
| CN106011510B (zh) * | 2016-08-05 | 2018-02-02 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 铜钨触头材料的制作方法 |
| CN106180653B (zh) * | 2016-08-05 | 2018-01-12 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 放电等离子烧结制备铜钨触头材料的方法 |
| CN106180654B (zh) * | 2016-08-05 | 2018-01-12 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 放电等离子烧结制备熔渗铜铬触头材料的方法 |
| CN106191511B (zh) * | 2016-08-05 | 2018-01-09 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 铜铬触头材料的制作方法 |
| CN111805068B (zh) * | 2020-07-30 | 2022-07-26 | 合肥工业大学 | 一种多孔ods钨与铜的放电等离子扩散连接方法 |
| CN112872356B (zh) * | 2021-05-06 | 2021-07-23 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101698909A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-28 | 北京工业大学 | 一种制备钼铜合金的方法 |
| CN101942591A (zh) * | 2010-07-31 | 2011-01-12 | 湖南科技大学 | 一种快速制备钼铜合金的方法 |
| CN102071360A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-05-25 | 华南理工大学 | 一种碳化钨颗粒增强的铁基粉末冶金材料及其制备方法 |
| CN102433480A (zh) * | 2011-12-01 | 2012-05-02 | 北京理工大学 | 一种低骨架连通度钨铜合金材料及其制备方法 |
| CN102492884A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 北京理工大学 | 一种新型钨铜锌合金材料的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100638479B1 (ko) * | 2004-02-11 | 2006-10-25 | 학교법인 포항공과대학교 | 방전 플라즈마 소결법을 이용한 벌크 비정질 합금 및 벌크비정질 복합재료의 제조 방법 |
-
2014
- 2014-06-20 CN CN201410278011.6A patent/CN104014792B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101698909A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-04-28 | 北京工业大学 | 一种制备钼铜合金的方法 |
| CN101942591A (zh) * | 2010-07-31 | 2011-01-12 | 湖南科技大学 | 一种快速制备钼铜合金的方法 |
| CN102071360A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-05-25 | 华南理工大学 | 一种碳化钨颗粒增强的铁基粉末冶金材料及其制备方法 |
| CN102433480A (zh) * | 2011-12-01 | 2012-05-02 | 北京理工大学 | 一种低骨架连通度钨铜合金材料及其制备方法 |
| CN102492884A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 北京理工大学 | 一种新型钨铜锌合金材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104014792A (zh) | 2014-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104014792B (zh) | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 | |
| CN102260802B (zh) | 一种靶材制备装置及其靶材加工方法 | |
| CN207909974U (zh) | 一种固态锂电池复合负极 | |
| CN103526060B (zh) | 一种铜钨合金的快速制备方法 | |
| CN110577399B (zh) | 基于感应加热的多场耦合闪速烧结*** | |
| CN101913879B (zh) | 氮化硅材料及其制备方法和氮化硅发热器件及其制备方法 | |
| CN203741407U (zh) | 磁控溅射旋转靶 | |
| CN105039902B (zh) | 一种利用热扩散技术连接石墨与钼的方法 | |
| CN105695783B (zh) | 一种石墨烯/铜基复合材料及其制备方法 | |
| CN105132726B (zh) | 一种适用于接触器的铜铬触头材料及其制备方法 | |
| CN106735207B (zh) | 一种高致密度Cu/CuCr梯度复合材料的制备方法 | |
| CN106180653A (zh) | 放电等离子烧结制备铜钨触头材料的方法 | |
| CN105236982B (zh) | 氮化铝增强的石墨基复合材料及制备工艺 | |
| Chen et al. | Ultrafast Sintering for Ceramic‐Based All‐Solid‐State Lithium‐Metal Batteries | |
| CN103981423B (zh) | 一种高强度氧化铝弥散复合材料的制备方法 | |
| CN104302021B (zh) | 一种用于电加热的发热体及其制备工艺 | |
| CN102625504A (zh) | 高温硼化锆陶瓷发热体及其制备方法 | |
| CN105645987A (zh) | 一种电场辅助低温快速烧结多孔陶瓷的方法 | |
| CN107326241A (zh) | 一种以放电等离子烧结制备钨钼铜复合材料的方法 | |
| CN101733583A (zh) | 用于氮化硼陶瓷与金属封接的焊料及其使用方法 | |
| CN103386484B (zh) | 铜-钛硅碳复合触头材料及其热压烧结制备方法和用途 | |
| CN103232257A (zh) | 一种炭炭复合材料的快速连接方法 | |
| CN101624662B (zh) | 一种微波熔渗制备W-Cu合金的方法 | |
| CN103264219B (zh) | 一种钨、无氧铜复合金属材料的制备方法 | |
| JP2009235541A (ja) | 酸化亜鉛系焼結ターゲットの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170112 Address after: 364000 Longyan City, Fujian province Xinluo District West Street No. 1 Fujian Road, Po Dragon Industrial Park Longzhou park business houses a hard alloy layer Patentee after: Fujian Guofu TRW Electric Technology Co Ltd Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 311300 Ling''an City Jincheng Street Lin Shui Shan ranks 89 Building 2 unit 503 room Patentee before: Ruan Xiushi |