CuWC／Cu双层复合触头的制备工艺.pdfVIP

2010年2月 第一期 江 合 23 CuWC／Cu双层复合触头的制备工艺 + 田军花 丁枢华 方敏 (浙江省冶金研究院浙江亚通金属陶瓷有限公司 杭州 310012) 摘 要：对适用于中低压真空接触器用环保型复合触头CuWC／Cu的制备工艺进行了研究，研究得出，单位 压力控制在 3．0×102MPa时生坯的相对密度能够达到要求值 ，保证生坯有一定的孔隙度，有利于熔 渗过程的进行；双层复合触头CuWC／Cu的熔渗工艺参数，即在 气氛下，熔渗温度为 1250℃，熔 渗时间为2h，可保 正|铜液能够充分渗入 WC骨架 中；定向凝 固过程 的Y．-艺参数，当熔体温度为 1250oC，冷却水量为 500L／h，结晶器下降速度为 0．6mm／s时，该材料 的Cuwc层组织均匀，cu层组 织为柱状晶，双层结合紧密。且铜层的厚度可根据需要来制备 ，一般在 0．5～3mm即可。 关键词：CuWC／Cu双层复合触头；熔渗；定向凝 固 0 引言 工艺。 1 工艺及实验 随着 电力系统规模的扩大和电力市场的发展 ， 对配电网络和配电系统的要求更高，不久的将来， 本研究采 用熔渗法 和定 向凝 固技术制 备 配电网络不仅要保证重要用户的供 电可靠性，而且 CuWC／Cu双层复合触头。原材料 ：树枝状 电解铜粉 应该普遍提高整个配电系统的可靠性，这就对用于 (199．9％Cu)，粒度为 一200目；粒度为 2～4pm．，采 负荷开关、断路器和调压开关等 电器的触头材料提 用高能球磨机磨制 20小时制得近球形的WC粉。 出了更高的要求，触头是真空开关管的核心材料， 工艺流程 ：先压制含部分 cu的WC骨架和 cu 电流的导通和开断都是通过触头进行 。触头性能 坯，将两者叠放到一起置于特制的熔渗烧结设备 及装配质量对开关管的性能起决定作用 。触头必 中，在 Cu熔点 以上进行液相烧结 ，Cu在熔融状态 须牢固地焊接在导 电杆上 以承受机构在关合及开 下，通过毛细管力作用，填充到骨架空隙中，形成致 断过程中的冲击力，同时触：头材料必须有 良好的导 密的相互连接的整体材料，再利用定向凝固技术对 电性能以降低大电流时的触头温升。CuWC触头材 其冷却降温，得到CuWC／Cu双层复合材料，其主要 料中WC的重量 比一般不小于 60％，WC颗粒 的大 工艺流程如图 1所示。 量存在 ，导致 CuWC触头材料的焊接性能较差，目 前使用过程中都是先在 CuW’C材料待焊接表面 电 镀镍 ，然后再和导电杆进行焊接，电镀镍工艺存在 如下缺陷：(1)电镀镍过程是在酸性溶液 中进行，容 易引起镀液残留在材料表面及少量孔 隙中，增加材 料含气量，危害低压真空开：廷管的性能；(2)电镀液 图 1 工 艺流程 图 中含有大量的Ni2+离子和其他金属离子，电镀后 采用排水法测量各样品的密度，用扫描电镜 工件清洗会排放大量含有上述金属离子的污水 ，对 (SEM)和宽视野金相显微镜观察组织形貌 ，用D60K 环境造成污染；(3)电镀后需要烧 H2以检验电镀质 数字涡流电导率仪测量试样的电导率，用 HB一300 量，工序复杂，能耗高，增加制造成本。材料的铜含 型硬度计测量硬度，用氧氮测定仪测定[0]的含量。 量决定了材料的导 电性能，因此本文 以CuWC40为 2 实验结果与分析 基体 ，研究_rCuWC／Cu双层复合触头材料的制备