專利名稱：一種自耗電極電弧熔煉爐制備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，具體涉及一種自耗電極電弧熔煉爐制備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)合材料組織中Cr顆粒沒有得到細(xì)化，大顆粒的鉻產(chǎn)生的熱量多、導(dǎo)熱能力差、局部溫度高，導(dǎo)致發(fā)生擊穿，降低了材料的耐電壓強(qiáng)度。機(jī)械合金化法制備CuWCr復(fù)合材料的過程中極易引入雜質(zhì)，且材料的氣體含量高，影響材料的導(dǎo)電率和分?jǐn)嘈阅堋?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自耗電極電弧熔煉爐制備CuWCr復(fù)合材料的方法，解決了現(xiàn)有方法制備出的CuWCr復(fù)合材料組織中Cr顆粒沒有得到細(xì)化、耐電壓強(qiáng)度低、氣體含量高、雜質(zhì)多等問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種自耗電極電弧熔煉爐制備CuWCr復(fù)合材料的方法，該方法包括以下操作步驟步驟1，混粉按質(zhì)量百分比稱取Cu粉20% ；35%、W粉5% 12%、Cr粉60% 68%，并放入混料機(jī)中混合3 6小時(shí)；步驟2，壓制將步驟1混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓或在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓；步驟3，燒結(jié)將步驟2壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于10_2Pa的真空環(huán)境下升溫至950°C 1050°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯；步驟4，熔煉將步驟3制備的CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于 IO-3Pa的真空環(huán)境下進(jìn)行熔煉，調(diào)節(jié)熔煉電流不小于1500A，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr鑄錠；步驟5，最后對CuWCr鑄錠進(jìn)行機(jī)加工。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，步驟1中Cu粉的純度不小于99%，W粉的純度不小于99. 9%，Cr粉的純度不小于 99. 7%。本發(fā)明將熔煉和定向凝固結(jié)合在一起，能夠制備出組織均勻細(xì)小、耐電壓強(qiáng)度高、 致密度高、氣體含量低、雜質(zhì)少等綜合性能優(yōu)良的CuWCr復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
下面具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一種自耗電極電弧熔煉爐制備CuWCr復(fù)合材料的方法，其具體方法為首先，按質(zhì)量百分比將純度不小于99%的Cu粉20% 35%、純度不小于99. 9% 的W粉5 % 12 %以及純度不小于99. 7 %的Cr粉60 % 68 %的比例放入混料機(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。然后，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于的真空環(huán)境下升溫至950°C 1050°C，燒結(jié)60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯。 最后，將CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1500A進(jìn)行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr復(fù)合材料。然后根據(jù)需要對CuWCr鑄錠進(jìn)行機(jī)加工。實(shí)施例1首先，按質(zhì)量百分比將Cu粉20%、W粉12%、Cr粉68%的比例放入混料機(jī)中混合 3小時(shí)，將混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓。然后，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2 的真空環(huán)境下升溫至950°C，燒結(jié)150分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯。最后，將CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1500A進(jìn)行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr復(fù)合材料。實(shí)施例2首先，按質(zhì)量百分比將Cu粉30 %、W粉8 %、Cr粉62 %的比例放入混料機(jī)中混合 5小時(shí)，將混好的粉料在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓。然后，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2 的真空環(huán)境下升溫至1050°C，燒結(jié)60分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯。最后，將CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1500A進(jìn)行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr復(fù)合材料。實(shí)施例3 首先，按質(zhì)量百分比將Cu粉35 %、W粉5 %、Cr粉60 %的比例放入混料機(jī)中混合 6小時(shí)，再將混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓。然后，將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2 的真空環(huán)境下升溫至1000°C，燒結(jié)100分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯。最后，將CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于的真空環(huán)境下，調(diào)節(jié)熔煉電流大于1500A進(jìn)行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到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的性能對比見表1所
7J\ ο表1 CuWCr復(fù)合材料的性能對比
權(quán)利要求
1.一種自耗電極電弧熔煉爐制備CuWCr復(fù)合材料的方法，其特征在于，該方法包括以下操作步驟步驟1，混粉按質(zhì)量百分比稱取Cu粉20% ；35%、W粉5% 12%、Cr粉60% 68%，并放入混料機(jī)中混合3 6小時(shí)；步驟2，壓制將步驟1混好的粉料在400MPa下進(jìn)行模壓或在^OMPa下進(jìn)行冷等靜壓；步驟3，燒結(jié)將步驟2壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度不小于10-2 的真空環(huán)境下升溫至950°C 1050°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結(jié)坯；步驟4，熔煉將步驟3制備的CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空度不小于KT3Pa 的真空環(huán)境下進(jìn)行熔煉，調(diào)節(jié)熔煉電流不小于1500A，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr鑄錠；步驟5，最后對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，步驟1中Cu粉的純度不小于99%，W粉的純度不小于 99. 9%, Cr粉的純度不小于99. 7%0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自耗電極電弧熔煉爐制備CuWCr復(fù)合材料的方法，先按質(zhì)量百分比將Cu粉、W粉、Cr粉放入混料機(jī)中混合，再將混好的粉料進(jìn)行模壓或冷等靜壓；然后將壓制好的坯料置于真空燒結(jié)爐內(nèi)，在真空度大于10-2Pa的真空環(huán)境下升溫至950℃～1050℃進(jìn)行燒結(jié)，得到CuWCr燒結(jié)坯。最后將CuWCr燒結(jié)坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內(nèi)，在真空環(huán)境下進(jìn)行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內(nèi)，冷卻后取出，即得到CuWCr復(fù)合材料。本發(fā)明將熔煉和定向凝固結(jié)合在一起，能夠制備出組織均勻細(xì)小、耐電壓強(qiáng)度高、致密度高、氣體含量低、雜質(zhì)少等綜合性能優(yōu)良的CuWCr復(fù)合材料。
文檔編號C22C27/06GK102358920SQ201110300099
公開日2012年2月22日 申請日期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 申請人:西安理工大學(xué)