專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
目前，制備CuWCr復(fù)合材料的方法主要是燒結(jié)熔滲法和機(jī)械合金化法。燒結(jié)熔滲法制備的CuWCr復(fù)合材料的顯微組織中有獨(dú)立的鉻相或鎢相存在，降低了材料的耐電壓強(qiáng)度。機(jī)械合金化法制備的CuWCr復(fù)合材料中WCr合金化程度不足，存在獨(dú)立的鉻相，進(jìn)而降低了材料的耐電壓強(qiáng)度，且制備過(guò)程中極易引入雜質(zhì)，降低了材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法，解決了現(xiàn)有方法制備出的CuWCr復(fù)合材料耐電壓強(qiáng)度低，雜質(zhì)含量高導(dǎo)致導(dǎo)電率低的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法，該方法按照以下操作步驟實(shí)施CuCr熔滲坯的制備按質(zhì)量百分比稱(chēng)取25 % 66 %的Cu粉、34 % 75 %的Cr粉并放入混料機(jī)中混合 3 6小時(shí)，將混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓或在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下升溫至900°C 1050°C，燒結(jié) 60分鐘 120分鐘，得到CuCr熔滲坯；W骨架的制備將W粉壓制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)， 在真空度不小于10- !的真空環(huán)境下升溫至1050°C 1500°C，燒結(jié)90分鐘 150分鐘，使其燒結(jié)成骨架；電弧熔煉及后處理a、將制備好的的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，然后在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流不小于 1200A,熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，在水冷銅坩堝內(nèi)得到CuWCr鑄錠；b、最后對(duì)CuWCr鑄錠進(jìn)行機(jī)加工。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，其中在CuCr熔滲坯的制備中Cu粉的純度不小于99%，Cr粉的純度不小于 99. 7%。本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)電弧熔煉與熔滲法制備得到的CuWCr復(fù)合材料雜質(zhì)含量少，故而電導(dǎo)率高，并且耐電壓強(qiáng)度高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明提供一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法，該方法按照以下操作步驟實(shí)施CuCr熔滲坯的制備按質(zhì)量百分比稱(chēng)取25% 66%的純度不小于99%的Cu粉和34% 75%的純度不小于99. 7%的Cr粉并放入混料機(jī)中混合3 6小時(shí)，將混好的粉料在400MI^下進(jìn)行模壓或在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下升溫至900°C 1050°C，燒結(jié)60分鐘 120分鐘，得到CuCr熔滲坯；W骨架的制備將W粉壓制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)， 在真空度不小于10- !的真空環(huán)境下升溫至1050°C 1500°C，燒結(jié)90分鐘 150分鐘，使其燒結(jié)成骨架；電弧熔煉及后處理a、將制備好的的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，然后在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流不小于 1200A,熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，在水冷銅坩堝內(nèi)得到CuWCr鑄錠；b、最后對(duì)CuWCr鑄錠進(jìn)行機(jī)加工。實(shí)施例1首先，將Cu粉66 %、Cr粉34 %放入混料機(jī)中混合3小時(shí)，將混好的粉料在400MPa 下進(jìn)行模壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10’a的真空環(huán)境下升溫至900°C，燒結(jié)120分鐘，得到CuCr熔滲坯。然后，將W粉在400MPa下模壓成坯料，將坯料的孔隙率控制為40%，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于的真空環(huán)境下升溫至1050°C，燒結(jié)150分鐘，使其燒結(jié)成骨架。最后，將制備好的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1200A， 熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，冷卻后取出，即制備得到CuWCr復(fù)合材料。實(shí)施例2首先，將Cu粉25 %、Cr粉75 %放入混料機(jī)中混合6小時(shí)，將混好的粉料在400MPa 下進(jìn)行冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10’a的真空環(huán)境下升溫至1050°C，燒結(jié)60分鐘，得到CuCr熔滲坯。然后，將W粉在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓，將坯料的孔隙率控制為35%，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10’a的真空環(huán)境下升溫至1500°C，燒結(jié)90分鐘，使其燒結(jié)成骨架。 最后，將制備好的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1200A，熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，冷卻后取出，即制備得到CuWCr復(fù)合材料。實(shí)施例3首先，將Cu粉33 %、Cr粉67 %放入混料機(jī)中混合5小時(shí)，將混好的粉料在400MPa 下進(jìn)行模壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10’a的真空環(huán)境下升溫至950°C，燒結(jié)100分鐘，得到CuCr熔滲坯。然后，將W粉在400MPa下模壓成坯料，將坯料的孔隙率控制為37%，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2 的真空環(huán)境下升溫至1200°C，燒結(jié)120分鐘，使其燒結(jié)成骨架。最后，將制備好的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1200A， 熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，冷卻后取出，即制備得到CuWCr復(fù)合材料。實(shí)施例4首先，將Cu粉50 %、Cr粉50 %放入混料機(jī)中混合4小時(shí)，將混好的粉料在400MPa 下進(jìn)行冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10’a的真空環(huán)境下升溫至1000°C，燒結(jié)90分鐘，得到CuCr熔滲坯。然后，將W粉在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓，將坯料的孔隙率控制為35%，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2 的真空環(huán)境下升溫至1350°C，燒結(jié)100分鐘，使其燒結(jié)成骨架。最后，將制備好的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于10-3 的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1200A， 熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，冷卻后取出，即制備得到CuWCr復(fù)合材料。本發(fā)明方法制備的CuWCr復(fù)合材料與現(xiàn)有技術(shù)制備的CuWCr的性能對(duì)比見(jiàn)表1所示。 表ICuWCr復(fù)合材料的性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法，其特征在于，該方法按照以下操作步驟實(shí)施CuCr熔滲坯的制備按質(zhì)量百分比稱(chēng)取25 % 66 %的Cu粉、34 % 75 %的Cr粉并放入混料機(jī)中混合3 6小時(shí)，將混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓或在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下升溫至900°C 1050°C，燒結(jié)60 分鐘 120分鐘，得到CuCr熔滲坯；W骨架的制備將W粉壓制成坯料，坯料的孔隙率控制在35 % 40 %，將坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于10-2! 的真空環(huán)境下升溫至1050°C 1500°C，燒結(jié)90分鐘 150分鐘，使其燒結(jié)成骨架；電弧熔煉及后處理a、將制備好的的W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，然后在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空度不小于KT3Pa的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流不小于 1200A,熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，在水冷銅坩堝內(nèi)得到CuWCr鑄錠；b、最后對(duì)CuWCr鑄錠進(jìn)行機(jī)加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在CuCr熔滲坯的制備中Cu粉的純度不小于99%，Cr粉的純度不小于99. 7%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電弧熔煉與熔滲法制備CuWCr復(fù)合材料的方法，先將Cu粉和Cr粉放入混料機(jī)中混合，將混好的料進(jìn)行模壓或冷等靜壓，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空環(huán)境下進(jìn)行燒結(jié)，得到CuCr熔滲坯。然后，將W粉進(jìn)行模壓或冷等靜壓，控制W坯的孔隙率；將W坯置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空環(huán)境下燒結(jié)使其成為W骨架。最后，將W骨架置于自耗電極電弧熔煉爐水冷銅坩堝底部，在W骨架上放置制備好的CuCr熔滲坯，在真空環(huán)境下，熔煉CuCr熔滲坯，使CuCr熔滲坯在電弧高溫下熔化后熔滲到W骨架中，冷卻后得到CuWCr復(fù)合材料。本發(fā)明方法獲得的CuWCr復(fù)合材料耐電壓強(qiáng)度高、電導(dǎo)率高、雜質(zhì)含量少。
文檔編號(hào)C22C1/00GK102321816SQ20111029779
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者張亞梅, 梁淑華, 肖鵬 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)