CN112872356A - 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 - Google Patents
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112872356A CN112872356A CN202110487911.1A CN202110487911A CN112872356A CN 112872356 A CN112872356 A CN 112872356A CN 202110487911 A CN202110487911 A CN 202110487911A CN 112872356 A CN112872356 A CN 112872356A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- tungsten
- powder
- blank
- compacting
- 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.)
- Granted
Links
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical group [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 131
- 239000010949 copper Chemical group 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052802 copper Chemical group 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 68
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 35
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 25
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 21
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 13
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- UYKQQBUWKSHMIM-UHFFFAOYSA-N silver tungsten Chemical compound [Ag][W][W] UYKQQBUWKSHMIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000035900 sweating Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/17—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
- H01H11/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
- B22F2003/1051—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by electric discharge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/17—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging
- B22F2003/175—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging by hot forging, below sintering temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，涉及由金属粉末制造制品技术领域，包括S1、装粉：先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比5%‑95%配制成铜钨复合粉，再将配置好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；S2、压实：采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，S3、铺粉：铜粉铺在铜钨复合粉坯上方，然后对铜粉进行压实；S4、烧结：将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；本发明的方法能够在保证钨铜触头的导电性的同时提高结合面的抗拉强度。
Description
技术领域
本发明涉及由金属粉末制造制品技术领域，具体是涉及一种提高铜钨与铜结合面强度的方法。
背景技术
钨铜合金是钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为10%～50%。合金用粉末冶金方法制取，具有很好的导电导热性，较好的高温强度和一定的塑性。在很高的温度下，如3000℃以上，合金中的铜被液化蒸发，大量吸收热量，降低材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。
由于钨铜两种金属互不相溶，因此钨铜合金具有钨的低膨胀性、耐磨性、抗腐蚀性及具备铜的高导电和导热性，并且适用于各种机械加工。钨铜合金的生产一般是使用粉末冶金的工艺流程：先制粉-配料混合-压制成型-烧结熔渗。
铜钨合金因其具有较好的导电性和抗拉强度，多应用于电子产品或高压电触头领域，国标GB/T 8320铜钨及银钨电触头中规定：“铜钨整体电触头铜钨合金与导电端接合面抗拉强度，当导电端为铜时，不小于185MPa”；但由于目前烧结工艺及烧结设备的限制，在烧结过程中铜钨与铜结合面之间不可避免的会存在杂质、氧化物等，导致CuW/Cu结合面位置抗拉强度很难控制在185Mpa以上，且生产周期长。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高铜钨与铜结合面强度的方法。
本发明的技术方案是：一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比5%-95%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，当机械压力达到43-46MPa后，通入脉冲直流电流升温至1050-1250℃，保温30-45min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金。
进一步地，所述步骤S1中的钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量小于0.03%。
进一步地，所述步骤S4中升温至1050-1250℃时的升温速度为200℃/min。
进一步地，所述步骤S4中烧结时的真空度为1-10Pa。
进一步地，步骤S1中在将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，需要在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸。
进一步地，所述步骤S2中对铜钨复合粉压实的压力为8-10Pa，压实次数为2-4次，所述步骤S3中的对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为10-13Pa，压实次数为1-3次。
进一步地，所述步骤S1及步骤S3所用的铜粉均采用气雾化铜粉，所述铜粉的含氧量小于0.05%，铜粉粒度为3-5μm。
进一步地，所述步骤S4烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理。
进一步地，所述热等静压处理的压力为120-200MPa，以6-10℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以20-30℃/min的升温速度升温至1200-1300℃，保温保压2-4h。
进一步地，将经过所述热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，所述单面热锻是对所述S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的方法简单，便于生产，可以大大缩短钨铜合金的生产周期，同时本发明的钨铜合金在烧结的过程中，由于表面铺有铜粉，在烧结过程中，可减少内部铜钨复合粉的氧化，进而提高其抗拉强度。
（2）本发明的方法通过放电等离子烧结方式制备带有覆铜层的铜钨合金，将本发明的钨铜合金用于制备铜钨触头时，能够在保证铜钨触头的导电性的同时提高结合面的抗拉强度，延长铜钨触头的工作寿命。
附图说明
图1是本发明制备铜钨合金的流程图。
具体实施方式
实施例1：
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比5%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量为0.025%；铜粉采用气雾化铜粉，铜粉的含氧量为0.03%，铜粉粒度为3-5μm；
将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
对铜钨复合粉压实的压力为8Pa，压实次数为2次；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为10Pa，压实次数为1次；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，烧结时的真空度为1Pa，当机械压力达到43MPa后，通入脉冲直流电流升温至1050℃，保温30min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；
升温至1050℃时的升温速度为200℃/min；
烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理；热等静压处理的压力为120MPa，以6℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以20℃/min的升温速度升温至1200℃，保温保压2h；
将经过热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，单面热锻是对S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
实施例2：
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比50%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量为0.028%；铜粉采用气雾化铜粉，铜粉的含氧量为0.04%，铜粉粒度为3-5μm；
将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
对铜钨复合粉压实的压力为9Pa，压实次数为3次；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为11Pa，压实次数为2次；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，烧结时的真空度为5Pa，当机械压力达到45MPa后，通入脉冲直流电流升温至1100℃，保温35min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；
升温至1100℃时的升温速度为200℃/min；
烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理；热等静压处理的压力为150MPa，以7℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以23℃/min的升温速度升温至1250℃，保温保压3h；
将经过热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，单面热锻是对S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
实施例3：
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比95%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量为0.29%；铜粉采用气雾化铜粉，铜粉的含氧量为0.045%，铜粉粒度为3-5μm；
将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
对铜钨复合粉压实的压力为9Pa，压实次数为3次；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为12Pa，压实次数为2次；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，烧结时的真空度为6Pa，当机械压力达到46MPa后，通入脉冲直流电流升温至1200℃，保温40min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；
升温至1200℃时的升温速度为200℃/min；
烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理；热等静压处理的压力为180MPa，以9℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以30℃/min的升温速度升温至1300℃，保温保压4h；
将经过热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，单面热锻是对S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
实施例4：
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比60%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量为0.025%；铜粉采用气雾化铜粉，铜粉的含氧量为0.035%，铜粉粒度为3-5μm；
将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
对铜钨复合粉压实的压力为10Pa，压实次数为4次；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为13Pa，压实次数为3次；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，烧结时的真空度为10Pa，当机械压力达到46MPa后，通入脉冲直流电流升温至1250℃，保温45min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；
升温至1250℃时的升温速度为200℃/min；
烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理；热等静压处理的压力为200MPa，以10℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以30℃/min的升温速度升温至1300℃，保温保压4h；
将经过热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，单面热锻是对S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
实施例5：
一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比70%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量为0.022%；铜粉采用气雾化铜粉，铜粉的含氧量为0.035%，铜粉粒度为3-5μm；
将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
对铜钨复合粉压实的压力为10Pa，压实次数为4次；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为13Pa，压实次数为3次；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，烧结时的真空度为10Pa，当机械压力达到46MPa后，通入脉冲直流电流升温至1250℃，保温45min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金；
升温至1250℃时的升温速度为200℃/min；
烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理；热等静压处理的压力为200MPa，以10℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以30℃/min的升温速度升温至1300℃，保温保压4h；
将经过热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，单面热锻是对S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
对实施例1-实施例5所制得的铜钨合金进行抗拉强度与导电率检测，抗拉强度检测时断裂位置在铜上，检测结果为：实施例1所制备铜钨合金的抗拉强度为273MPa、导电率为89%IACS；实施例2所制备铜钨合金的抗拉强度为216MPa、导电率为59%IACS；实施例3所制备铜钨合金的抗拉强度为203MPa、导电率为28%IACS；实施例4所制备铜钨合金的抗拉强度为213MPa、导电率为52%IACS；实施例5所制备铜钨合金的抗拉强度为209MPa、导电率为46%IACS；
通过对比实施例1-实施例5所制备铜钨合金的抗拉强度和导电率结果发现，钨含量越高，其抗拉强度越大，导电率越低，生产厂家可根据所制备铜钨合金的用途以及不同的抗拉强度和导电率的要求，制备不同的铜钨合金，以满足生产需要。
Claims (10)
1.一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：装粉
先将钨粉和铜粉按照钨粉质量百分比5%-95%配制成铜钨复合粉，再将配制好的复合粉放入制备铜钨合金的石墨坩埚中；
S2：压实
采用不锈钢压板，对放入在石墨坩埚中的铜钨复合粉进行压实，压实后得到铜钨复合粉坯；
S3：铺粉
另取铜粉铺在步骤S2得到的铜钨复合粉坯上方，采用不锈钢压板对铜钨复合粉坯上的铜粉进行压实，压实后得到铺铜粉坯；
S4：烧结
将放有铺铜粉坯的石墨坩埚放入放电等离子烧结炉中，对炉内抽真空的同时对铺铜粉坯施加机械压力，当机械压力达到43-46MPa后，通入脉冲直流电流升温至1050-1250℃，保温30-45min后，随炉冷却得到带有覆铜层的铜钨合金。
2.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S1中的钨粉粒度为4-6μm，钨粉含氧量小于0.03%。
3.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S4中升温至1050-1250℃时的升温速度为200℃/min。
4.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S4中烧结时的真空度为1-10Pa。
5.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，步骤S1中在将铜钨复合粉放入石墨坩埚之前，需要在石墨坩埚底部平铺一层石墨坩埚纸。
6.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S2中对铜钨复合粉压实的压力为8-10Pa，压实次数为2-4次，所述步骤S3中的对铜钨复合粉坯上的铜粉的压实压力为10-13Pa，压实次数为1-3次。
7.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S1及步骤S3所用的铜粉均采用气雾化铜粉，所述铜粉的含氧量小于0.05%，铜粉粒度为3-5μm。
8.如权利要求1所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述步骤S4烧结完成后，将得到的钨铜合金进行热等静压处理。
9.如权利要求8所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，所述热等静压处理的压力为120-200MPa，以6-10℃/min的升温速度加热至温度600℃，保温1h后继续升温，以20-30℃/min的升温速度升温至1200-1300℃，保温保压2-4h。
10.如权利要求8-9任意一项所述的一种提高铜钨与铜结合面强度的方法，其特征在于，将经过所述热等静压处理后的钨铜合金进行单面热锻，所述单面热锻是对所述S3中铺有铜粉的那一面进行锻造，锻造成所需厚度后进行冲压成型，最后得到成品零件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110487911.1A CN112872356B (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110487911.1A CN112872356B (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112872356A true CN112872356A (zh) | 2021-06-01 |
| CN112872356B CN112872356B (zh) | 2021-07-23 |
Family
ID=76040290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110487911.1A Active CN112872356B (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112872356B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976885A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 西安瑞福莱钨钼有限公司 | 一种钨铜功能梯度材料的制备方法 |
| CN114628179A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-06-14 | 西安西电开关电气有限公司 | 一种铜钨合金与铜合金的连接方法 |
| CN115156749A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-11 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨与钢的焊接方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6187087B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-02-13 | Materials Modification, Inc. | Method of bonding a particle material to near theoretical density |
| CN104014792A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-03 | 阮秀仕 | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 |
| CN104152734A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-19 | 陕西斯瑞工业有限责任公司 | 球形钨粉制备钨铜合金的方法 |
| CN104213009A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 浙江立泰复合材料有限公司 | 一种熔渗烧结钨铜复合材料表面覆铜的方法 |
| CN105525146A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-04-27 | 北京工业大学 | 一种提高YBCO超导体用Ni9.3W基带立方织构含量的方法 |
| CN106180653A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-07 | 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 |
| CN111508734A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-08-07 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种电子束熔渗生产铜钨触头的方法 |
| CN111636023A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-09-08 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨梯度材料电触头的制备方法 |
| CN112359236A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-12 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种利用钨粉制备高致密度钨铜合金金属材料的工艺 |
| CN112593105A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-04-02 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺 |
| CN112658243A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-04-16 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种CuW/CuCr整体触头的制备方法 |
| CN112708794A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-04-27 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法 |
-
2021
- 2021-05-06 CN CN202110487911.1A patent/CN112872356B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6187087B1 (en) * | 1998-12-31 | 2001-02-13 | Materials Modification, Inc. | Method of bonding a particle material to near theoretical density |
| CN104152734A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-19 | 陕西斯瑞工业有限责任公司 | 球形钨粉制备钨铜合金的方法 |
| CN104014792A (zh) * | 2014-06-20 | 2014-09-03 | 阮秀仕 | 采用放电等离子烧结高性能铜钨电工触头材料的方法 |
| CN104213009A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-17 | 浙江立泰复合材料有限公司 | 一种熔渗烧结钨铜复合材料表面覆铜的方法 |
| CN105525146A (zh) * | 2016-01-17 | 2016-04-27 | 北京工业大学 | 一种提高YBCO超导体用Ni9.3W基带立方织构含量的方法 |
| CN106180653A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-07 | 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 |
| CN111508734A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-08-07 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种电子束熔渗生产铜钨触头的方法 |
| CN111636023A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-09-08 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨梯度材料电触头的制备方法 |
| CN112359236A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-12 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种利用钨粉制备高致密度钨铜合金金属材料的工艺 |
| CN112593105A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-04-02 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种利用梯度铜钨合金粉末制备铜钨梯度功能材料的工艺 |
| CN112658243A (zh) * | 2020-11-21 | 2021-04-16 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种CuW/CuCr整体触头的制备方法 |
| CN112708794A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-04-27 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐玄等: "放电等离子烧结制备钨铜复合材料工艺研究", 《科技视界》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113976885A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-28 | 西安瑞福莱钨钼有限公司 | 一种钨铜功能梯度材料的制备方法 |
| CN113976885B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-08-08 | 西安瑞福莱钨钼有限公司 | 一种钨铜功能梯度材料的制备方法 |
| CN114628179A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-06-14 | 西安西电开关电气有限公司 | 一种铜钨合金与铜合金的连接方法 |
| CN114628179B (zh) * | 2022-04-12 | 2023-09-29 | 西安西电开关电气有限公司 | 一种铜钨合金与铜合金的连接方法 |
| CN115156749A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-11 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨与钢的焊接方法 |
| CN115156749B (zh) * | 2022-07-06 | 2023-11-10 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨与钢的焊接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112872356B (zh) | 2021-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112872356B (zh) | 一种提高铜钨与铜结合面强度的方法 | |
| CN102747248B (zh) | 银-氧化三元合金电触头材料及其制备方法 | |
| CN100436634C (zh) | 零烧氢膨胀纳米弥散强化Cu－Al2O3合金及其制备方法 | |
| CN103352136B (zh) | 铜基触头材料及制作工艺 | |
| CN111468719B (zh) | 一种银氧化锡片状电触头及其制备方法 | |
| CN112322922A (zh) | 一种弥散铜-铜叠层复合材料的粉末冶金制备方法 | |
| CN103192203B (zh) | 一种制备银钎料的工艺方法 | |
| CN100523236C (zh) | 特种铜合金及其制备方法 | |
| CN105648257A (zh) | 一种制备大尺寸碳铜复合材料的连续化热等静压浸渍方法 | |
| CN101418393B (zh) | AgCuV合金材料制备新方法 | |
| CN109500391A (zh) | 一种高延性银氧化锌触头材料的制备方法 | |
| CN105463238A (zh) | 一种铜铬电触头材料及其制备方法 | |
| CN111118332A (zh) | 一种银基金属氧化物电接触材料动态内氧化方法 | |
| CN111468718B (zh) | 一种银氧化铜片状电触头及其制备方法 | |
| CN104561625A (zh) | 一种微波烧结制备高抗电弧烧蚀的铜钨复合材料的方法 | |
| CN103014406B (zh) | 一种封接微波炉磁控管的多元合金材料 | |
| CN112620641A (zh) | 一种银氧化锡电接触材料及其制作方法 | |
| CN109593981B (zh) | 一种改善锭坯烧结性的银氧化锡触头材料的制备方法 | |
| CN107604199A (zh) | 一种Cu‑Cr‑Fe真空触头材料的制备方法 | |
| CN111250720B (zh) | 一种制备钨铜复合材料的方法 | |
| CN112151291B (zh) | 一种高寿命的银金属氧化物电接触材料及其制备方法 | |
| CN109609794A (zh) | 一种高延性银氧化锡触头材料的制备方法 | |
| CN105112712A (zh) | 一种高强高导点焊电极用弥散强化铜基复合材料及其制备方法 | |
| CN110257664B (zh) | 一种铜基复合材料及其制备方法 | |
| CN109500392B (zh) | 一种改善锭坯烧结性的银氧化锌触头材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |