CN111593207B - 一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，包括以下步骤：(1)清洗烘干、(2)电极压制、(3)装炉、(4)电渣重熔、(5)热处理、(6)机械加工，本发明以生产过程产生的料屑为原材料制备成电极，降低了原材料的使用成本，同时采用电渣重熔工艺进行除杂，随着自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入水冷结晶器，受水冷作用，迅速凝固，使得Cr颗粒细化。

Description

一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法
技术领域
本发明涉及触头材料技术领域，具体是涉及一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法。
背景技术
真空灭弧室电触头材料直接承担分断和接通电路并承载正常工作电流或在一定的时间内承载过载电流的功能，作为灭弧室中的核心元器件，触头在其中扮演重要角色，是中高压等级输配开关真空断路器、真空灭弧室核心材料。CuCr触头是目前公认的真空断路器使用最佳的材料，其在服役过程中承担着关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的角色，但在实际应用过程，仍会出现击穿、熔焊等造成无法满足要求的情况存在，虽然通过采用不同的制备工艺可以解决某一方面的问题，但往往带来灭弧室其他方面性能的牺牲，经过几十年的研究发展，在国内外专家普遍研究认为，Cr颗粒的细化有利于提高灭弧室的综合性能，是优化真空灭弧室的重要途径，但是又存在制造成本高的劣势。
综合来说，目前的技术主要存在以下缺陷：
1、采用真空感应熔炼工艺，虽然原材料成本较低，但是Cr颗粒粗大，并且由于冷却效率过低，造成了组织中存在富集现象，这些对于触头的服役均是不利的；
2、采用粉末冶金工艺制备得到的触头虽然成本较低、组织均匀，但是存在Cr颗粒粗大、组织致密度低，原材料成本高的缺点；
3、采用真空自耗工艺，虽然能够得到组织细化的Cr颗粒，能够优化触头的服役性能，但是对于原材料的要求较高，使得制造成本大为提高，并且由于工艺的局限性，目前真空自耗工艺对于Cr含量＜30％的触头制备尚存在合格率较低的问题；
4、目前专利CN 101067170A自蔓延熔铸-电渣重熔制备CuCr合金触头材料的方法，虽然也采用了电渣重熔工艺，但是其原材料为CuO、Cr2O3、Al，相对于本发明Al加入量不足也可能存在铝热还原不充分现象，同时Al的过量加入使得最终铜铬触头中Al含量极高，造成触头导电率，并且在电渣重熔是在大气条件下进行，使得制备的CuCr合金中气体含量极高，影响触头的服役性能。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
(2)电极压制
将不同Cr含量的CuCr屑按照要求配比至1％-50％，装入模具进行压制，压力为100-300Mpa，保压时间为2-15min，使得致密度＞80％，即得电极棒；
(3)装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；起弧前加入结晶器的渣料温度不低于130℃，温度过低不易起弧，或者由于散热快使得起弧不稳定；
(4)电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1pa级，合上电源，开始重熔，随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
(5)热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；
(6)机械加工
按照图纸要求进行机械加工。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(2)中电极压制所采用的是Cr含量5％和Cr含量30％的两种CuCr屑混合，配比至总Cr含量为25％。若有Cr含量为25％的CuCr屑也可以直接使用。
由于采用原材料为CuCr1-CuCr50下脚料屑，如CuCr产品在正常加工过程得到的车屑、锯屑等，目前需要的常规CuCr产品主要是CuCr1、CuCr2、CuCr10、CuCr25、CuCr30、CuCr35、CuCr40、CuCr45、CuCr50，所以可根据需要配比不同的CuCr1-CuCr50下脚料屑，以熔炼出以上规格的产品。
进一步地，在上述方案中，步骤(3)中电渣炉内的电渣采用CaF2、Al2O3、MgO或CaO，电渣起到发热从而融化电极棒的目的，另外有过滤杂质的作用，渣料在使用前必须于500-800℃条件下烘干，烘烤时间不小于4小时，优选为4-7小时，以除去水汽等易挥发物。
进一步地，在上述方案中，步骤(4)中重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在20-85V，电流控制在1000-5000A，电压电流控制在此区间范围主要是为了控制熔化速度，而融化速度是影响熔池形状和结晶速度的主要因素，当熔化速度太慢的时候，容易造成冷隔现象，同时杂质会增多，当熔化速度过快的时候，容易造成晶粒长大，同时也易于使得成分偏析；当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至-0.09到-0.6Mpa，随后进一步提升功率，温度控制在1300-2000℃之间。原则上温度控制比所熔炼合金的熔点高200℃即可，电压与电流依据温度进行调整。
作为进一步的改进，在上述方案中，步骤(4)中共反复进行4次重熔。
电渣重熔是利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源进行熔炼的方法，电渣熔炼实质是一种无电弧自耗熔炼法，电渣重熔工艺过程基本原理是，在铜制水冷结晶器内，注入液态熔渣，自耗电极一端***熔渣内，来自短网的电流通过自耗电极进入渣中，产生的电阻热将渣加热至高温，自耗电极的端部被加热逐渐熔化形成金属熔滴，在重力作用下从电极端头脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的冷却作用，液态金属逐渐形成铸锭。
单独采用真空自耗工艺，虽然能够得到组织细化的Cr颗粒，能够优化触头的服役性能，但是对于原材料的要求较高，使得制造成本大为提高，并且由于工艺的局限性，目前真空自耗工艺对于Cr含量＜30％的触头制备尚存在合格率较低的问题；
但是经研究发现，将电渣重熔和真空自耗工艺相结合，可以获得较好的效果，由于第一次的电渣重熔，材料性能已经得到了极大的提升，后续再进行真空自耗工艺熔炼就符合其对于原材料的要求，而且对于Cr含量＜30％的触头制备合格率也大大提升。对电极棒进行电渣重熔和真空自耗工艺的4次重熔处理后，可以使氧和氮的含量进一步降低，致密度进一步提高，硬度进一步增大，导电性能更好，使得触头的开断性能得到提升。
更进一步地，所述4次重熔中的后3次重熔具体为：将第一次重熔CuCr块作为二次电极放入真空自耗电弧炉内进行第二次熔炼得到二次重熔CuCr块，然后将二次重熔CuCr块按照第一次重熔的操作进行重熔，得到三次重熔CuCr块；再将三次重熔CuCr块放入真空自耗电弧炉内按照第二次熔炼操作处理，即得到4次重熔处理后的电极棒。
更进一步地，所述第2次和第4次熔炼具体的工艺参数为：结晶器采用水冷铜模，结晶器规格Φ500～Φ600mm，熔前真空度≤3Pa，漏气率≤1.5Pa/min，熔炼电压为45～60V，熔炼电流10～15KA，稳弧电流采用直流15～20A，熔炼后冷却时间为0.5～2h。
进一步地，在上述方案中，步骤(5)中热处理温度控制在600-900℃之间，保温时间2-4h。低于600℃达不到去除应力的效果，材料电导偏低，硬度偏高，高于900℃，材料硬度偏低，能量消耗大，且存在局部熔化的风险。
进一步地，在上述方案中，步骤(1)中清洗过程中所采用的清洗剂为碳氢清洗剂。如Exxsol D和Isopar碳氢清洗剂。
与现有制备方法相比，本发明的有益效果如下：
本发明以生产过程产生的料屑为原材料制备成电极，降低了原材料的使用成本，同时采用电渣重熔工艺进行除杂，随着自耗电极端头逐渐熔化，熔融金属汇聚成液滴，穿过渣池，落入水冷结晶器，受水冷作用，迅速凝固，整个电渣重熔过程由于是逐层消融与凝固并存，使得Cr颗粒细化。
本发明的电渣重熔是在真空条件下进行，使得所制备的CuCr1-CuCr50合金具有低气体含量的特征，电渣重熔工艺得到的是铸态组织，所制备得到的CuCr触头材料致密度高，使得触头的开断性能得到提升。
附图说明
图1是本发明实施例2所制备的CuCr25触头材料的金相图。
图2是本发明实施例6所制备的CuCr30触头材料的金相图。
图3是本发明实施例7所制备的CuCr40触头材料的金相图。
具体实施方式
本发明提出的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
制备CuCr10触头材料
包括以下步骤：
(1)清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，所用清洗剂为Exxsol D碳氢清洗剂，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
(2)电极压制
采用Cr含量5％和Cr含量30％的两种CuCr屑混合，配比至总Cr含量为10％，装入模具进行压制，压力为100Mpa，保压时间为2min，使得致密度＞80％，即得电极棒；
(3)装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；电渣采用CaF2，渣料在使用前必须于500℃条件下烘干，烘烤时间为4小时，起弧前加入结晶器的渣料温度为130℃；
(4)电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1pa级，合上电源，当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至-0.09Mpa，随后进一步提升功率，温度控制在1300℃。随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在20V，电流控制在1000。
(5)热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；热处理温度控制在600℃，保温时间2h。
(6)机械加工
按照图纸要求进行机械加工。
实施例2
制备CuCr25触头材料
包括以下步骤：
(1)清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，所用清洗剂为Isopar碳氢清洗剂，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
(2)电极压制
直接选用Cr含量25％的CuCr屑，装入模具进行压制，压力为150Mpa，保压时间为2min，使得致密度＞80％，即得电极棒；
(3)装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；电渣采用Al2O3，渣料在使用前必须于500℃条件下烘干，烘烤时间为4小时，起弧前加入结晶器的渣料温度为130℃；
(4)电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1pa级，合上电源，当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至-0.09Mpa，随后进一步提升功率，温度控制在1300℃。随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在35V，电流控制在1600。
(5)热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；热处理温度控制在600℃，保温时间2h。
(6)机械加工
按照图纸要求进行机械加工。
实施例3
制备CuCr40触头材料
包括以下步骤：
(1)清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，所用清洗剂为Isopar碳氢清洗剂，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
(2)电极压制
采用Cr含量5％和Cr含量50％的两种CuCr屑混合，配比至总Cr含量为40％，装入模具进行压制，压力为200Mpa，保压时间为8min，使得致密度＞80％，即得电极棒；
(3)装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；电渣采用MgO，渣料在使用前必须于600℃条件下烘干，烘烤时间为5小时，起弧前加入结晶器的渣料温度为350℃；
(4)电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1pa级，合上电源，当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至-0.07Mpa，随后进一步提升功率，温度控制在1600℃。随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在58V，电流控制在3000A。
(5)热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；热处理温度控制在700℃，保温时间3h。
(6)机械加工
按照图纸要求进行机械加工。
实施例4
制备CuCr50触头材料
包括以下步骤：
(1)清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，所用清洗剂为Exxsol D碳氢清洗剂，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
(2)电极压制
采用Cr含量50％的CuCr屑，装入模具进行压制，压力为300Mpa，保压时间为15min，使得致密度＞80％，即得电极棒；
(3)装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；电渣采用CaO，渣料在使用前必须于800℃条件下烘干，烘烤时间为7小时，起弧前加入结晶器的渣料温度为500℃；
(4)电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1pa级，合上电源，当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至0.6Mpa，随后进一步提升功率，温度控制在2000℃。随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在85V，电流控制在5000A。
(5)热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；热处理温度控制在900℃，保温时间4h。
(6)机械加工
按照图纸要求进行机械加工。
实施例5
与实施例2不同指出在于，步骤(4)中共反复进行4次重熔，其中，后3次重熔具体为：将第一次重熔CuCr块作为二次电极放入真空自耗电弧炉内进行第二次熔炼得到二次重熔CuCr块，然后将二次重熔CuCr块按照第一次重熔的操作进行重熔，得到三次重熔CuCr块；再将三次重熔CuCr块放入真空自耗电弧炉内按照第二次熔炼操作处理，即得到4次重熔处理后的电极棒。
其中，所述第2次和第4次熔炼具体的工艺参数为：结晶器采用水冷铜模，结晶器规格Φ500mm，熔前真空度≤3Pa，漏气率≤1.5Pa/min，熔炼电压为45V，熔炼电流10KA，稳弧电流采用直流15A，熔炼后冷却时间为0.5h。
实施例6
与实施例3不同指出在于，步骤(4)中共反复进行4次重熔，其中，后3次重熔具体为：将第一次重熔CuCr块作为二次电极放入真空自耗电弧炉内进行第二次熔炼得到二次重熔CuCr块，然后将二次重熔CuCr块按照第一次重熔的操作进行重熔，得到三次重熔CuCr块；再将三次重熔CuCr块放入真空自耗电弧炉内按照第二次熔炼操作处理，即得到4次重熔处理后的电极棒。
其中，所述第2次和第4次熔炼具体的工艺参数为：结晶器采用水冷铜模，结晶器规格Φ550mm，熔前真空度≤3Pa，漏气率≤1.5Pa/min，熔炼电压为50V，熔炼电流12KA，稳弧电流采用直流18A，熔炼后冷却时间为1h。
实施例7
与实施例4不同指出在于，步骤(4)中共反复进行4次重熔其中，后3次重熔具体为：将第一次重熔CuCr块作为二次电极放入真空自耗电弧炉内进行第二次熔炼得到二次重熔CuCr块，然后将二次重熔CuCr块按照第一次重熔的操作进行重熔，得到三次重熔CuCr块；再将三次重熔CuCr块放入真空自耗电弧炉内按照第二次熔炼操作处理，即得到4次重熔处理后的电极棒。
所述第2次和第4次熔炼具体的工艺参数为：结晶器采用水冷铜模，结晶器规格Φ600mm，熔前真空度≤3Pa，漏气率≤1.5Pa/min，熔炼电压为60V，熔炼电流15KA，稳弧电流采用直流20A，熔炼后冷却时间为2h。
上述实施例1-7所制备的产品性能参数如表1所示：
表1：实施例1-7所制备的产品性能参数
Figure BDA0002455341020000111
Figure BDA0002455341020000121
由上述数据可见，本发明所制备的CuCr触头材料氧和氮的含量均较低，且致密度高，硬度大，导电性能好。
而且，通过实施例2与实施例2、实施例3与实施例6、实施例4与实施例7的数据对比可见，对电极棒进行4次重熔处理后，氧和氮的含量进一步降低，致密度进一步提高，硬度进一步增大，导电性能更好，使得触头的开断性能得到提升。

Claims (6)

1.一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）清洗烘干
采用清洗设备对CuCr下脚料屑进行浸泡、清洗，去除表面油污、杂质，随后进行烘干处理，去除表面水分；
（2）电极压制
将不同Cr含量的CuCr屑按照要求配比至1%-50%，装入模具进行压制，压力为100-300MPa，保压时间为2-15min，使得致密度＞80%，即得电极棒；
（3）装炉
将上述制备的电极棒放入电渣炉内，与阴极的假电极相连接，必须保证两者同轴、竖直；结晶器采用水冷铜模，垫片与电极同材质，厚度＞3mm；起弧前加入结晶器的渣料温度不低于130℃；
（4）电渣重熔
装炉完成后，开启真空***，当真空抽至3×10-1Pa级，合上电源，开启真空***，当真空抽至3×10-1Pa级，开始重熔，随着电极端部金属熔滴在重力作用下脱落，穿过渣池进入金属熔池，由于水冷结晶器的强制冷却作用，熔融金属迅速凝固，形成细小的铬相，即为重熔CuCr块；
（5）热处理
采用退火工艺消除铸锭应力；
（6）机械加工
按照图纸要求进行机械加工；
步骤（4）中共反复进行4次重熔；
所述4次重熔中的后3次重熔具体为：将第一次重熔CuCr块作为二次电极放入真空自耗电弧炉内进行第二次熔炼得到二次重熔CuCr块，然后将二次重熔CuCr块按照第一次重熔的操作进行重熔，得到三次重熔CuCr块；再将三次重熔CuCr块放入真空自耗电弧炉内按照第二次熔炼操作处理，即得到4次重熔处理后的电极棒；
所述第2次和第4次熔炼具体的工艺参数为：结晶器采用水冷铜模，结晶器规格Φ500～Φ600mm，熔前真空度≤3Pa，漏气率≤ 1.5Pa/min，熔炼电压为45～60V，熔炼电流10～15KA，稳弧电流采用直流15～20A，熔炼后冷却时间为0.5～2h。
2.如权利要求1所述的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中电极压制所采用的是Cr含量5％和Cr含量30％的两种CuCr屑混合，配比至总Cr含量为25％。
3.如权利要求1所述的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中电渣炉内的电渣采用CaF2、Al2O3、MgO或CaO，渣料在使用前必须于500-800℃条件下烘干，烘烤时间不小于4小时。
4.如权利要求1所述的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中重熔的具体操作为：合上电源时，初步电压控制在20-85V，电流控制在1000-5000A，当电极棒下端红热发亮，向炉内充入氩气至-0.09到-0.6MPa ，随后进一步提升功率，温度控制在1300-2000℃之间。
5.如权利要求1所述的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中热处理温度控制在600-900℃之间，保温时间2-4h。
6.如权利要求1所述的一种低成本细晶CuCr触头材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中清洗过程中所采用的清洗剂为碳氢清洗剂。
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CN113249584B (zh) * 2021-04-02 2022-09-13 中国航发成都发动机有限公司 一种航空发动机涡轮叶片用合金返回料重利用方法
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CN1619000A (zh) * 2003-11-19 2005-05-25 中国科学院金属研究所 一种低氧低夹杂物铜铬合金触头的生产方法
CN100497685C (zh) * 2007-06-08 2009-06-10 东北大学 自蔓延熔铸-电渣重熔制备CuCr合金触头材料的方法
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