本發(fā)明涉及粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種近凈成型銅鉻觸頭材料制備方法。

背景技術(shù)：

高鉻含量銅鉻材料由于具有良好的導電、抗燒蝕、高的耐電壓等特性而被廣泛應用于中壓真空斷路器滅弧室觸頭材料中。隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，真空斷路器向小型化、智能化方向發(fā)展，因此對觸頭材料要求具有更好的抗熔焊性。粉末冶金法銅鉻觸頭材料由于具有較高的抗熔焊性而被逐漸應用于低觸頭壓力真空滅弧室中。

在傳統(tǒng)的粉末冶金生產(chǎn)工藝中，由于銅、鉻兩種粉末形貌、熔點等差異，造成混合粉波動性差，難于一次成型高致密度，因此采用常規(guī)的初壓、初燒、復壓、復燒工藝生產(chǎn)成板片，再機械加工成最終產(chǎn)品。這種以往的制備工藝存在工藝過程長、材料浪費大及機械加工難度大等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的粉末冶金生產(chǎn)難于一次成型高致密度，導致工藝過程長、材料浪費大及機械加工難度大等問題。

針對上述問題，本發(fā)明研制出一種新型的銅鉻觸頭制備方法，采用冷壓模具先近凈成型，再通過高溫惰性氣體熱等靜壓致密化，從而達到產(chǎn)品性能要求的同時免去機械加工過程。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種近凈成型銅鉻觸頭材料制備方法，包括以下步驟：

1)選用純度大于99.5％以上的鉻粉，鉻粉粒度為30-300微米；選用純度大于99.5％的銅粉，銅粉粒度為30-200微米；

2)將銅、鉻粉按50:50至75:25的配比進行稱量配粉，以上配比按重量分數(shù)計算；

3)將配比好的銅、鉻粉在球磨機中混合，球:料比在5:1至1:5之間，混粉時間在2-10小時之間；

4)按觸頭成品尺寸加收縮量設計冷壓近凈成型模具，將混合粉填充至模具中壓制成近似最終成品尺寸，得到生坯；

5)將壓制好的生坯，在熱等靜壓機中加壓加溫至致密度達到95-99％之間；

6)將致密后觸頭毛坯去除表面氧化，即可得到性能優(yōu)良的成品觸頭產(chǎn)品。

進一步地，在上述方案中，步驟4)中所述的壓制壓力在700-1300Mpa之間，壓坯密度在60-95％之間。

進一步地，在上述方案中，步驟5)中所述的熱等靜壓溫度在800-1070℃之間，壓力在30-100Mpa之間，保溫時間在30min至3h之間。

進一步地，在上述方案中，在所述步驟5)中的熱等靜壓機中充入惰性氣體。

更進一步地，所述惰性氣體為氦氣、氖氣、氬氣中的一種或幾種。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過冷壓近終成型，可以免去后續(xù)的機械加工過程；近終成型毛坯熱等靜壓，可減去常規(guī)的復壓、復燒工藝，優(yōu)化工藝，并且得到更高的致密度；近終成型可以提高原材料利用率，減少對銅、鉻材料的浪費。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式來對本發(fā)明進行更進一步詳細的說明：

實施例1

一種近凈成型銅鉻觸頭材料制備方法，包括以下步驟：

1)選用純度大于99.5％以上的鉻粉，鉻粉粒度為30微米；選用純度大于99.5％的銅粉，銅粉粒度為30微米；

2)將銅、鉻粉按50:50至75:25的配比進行稱量配粉，以上配比按重量分數(shù)計算；

3)將配比好的銅、鉻粉在球磨機中混合，球:料比為5:1，混粉時間為2小時；

4)按觸頭成品尺寸加收縮量設計冷壓近凈成型模具，將混合粉填充至模具中壓制成近似最終成品尺寸，壓制壓力為700Mpa，壓坯密度為60％，得到生坯；

5)將壓制好的生坯，在熱等靜壓機中加壓加溫至致密度達到95％，熱等靜壓溫度為800℃，壓力為30Mpa，保溫時間為30min，熱等靜壓機中充入的氣體為惰性氣體氬氣；

6)將致密后觸頭毛坯去除表面氧化，即可得到性能優(yōu)良的成品觸頭產(chǎn)品。

實施例2

一種近凈成型銅鉻觸頭材料制備方法，包括以下步驟：

1)選用純度大于99.5％以上的鉻粉，鉻粉粒度為160微米；選用純度大于99.5％的銅粉，銅粉粒度為160微米；

2)將銅、鉻粉按50:50至75:25的配比進行稱量配粉，以上配比按重量分數(shù)計算；

3)將配比好的銅、鉻粉在球磨機中混合，球:料比為1:1，混粉時間為6小時；

4)按觸頭成品尺寸加收縮量設計冷壓近凈成型模具，將混合粉填充至模具中壓制成近似最終成品尺寸，壓制壓力為1000Mpa，壓坯密度為67％，得到生坯；

5)將壓制好的生坯，在熱等靜壓機中加壓加溫至致密度達到97％，熱等靜壓溫度為935℃，壓力在65Mpa，保溫時間為2h，熱等靜壓機中充入的氣體為惰性氣體氬氣；

6)將致密后觸頭毛坯去除表面氧化，即可得到性能優(yōu)良的成品觸頭產(chǎn)品。

通過冷壓近終成型，可以免去后續(xù)的機械加工過程；近終成型毛坯熱等靜壓，可減去常規(guī)的復壓、復燒工藝，優(yōu)化工藝，并且得到更高的致密度；近終成型可以提高原材料利用率，減少對銅、鉻材料的浪費。

實施例3

一種近凈成型銅鉻觸頭材料制備方法，包括以下步驟：

1)選用純度大于99.5％以上的鉻粉，鉻粉粒度為300微米；選用純度大于99.5％的銅粉，銅粉粒度為200微米；

2)將銅、鉻粉按50:50至75:25的配比進行稱量配粉，以上配比按重量分數(shù)計算；

3)將配比好的銅、鉻粉在球磨機中混合，球:料比為1:5，混粉時間為10小時；

4)按觸頭成品尺寸加收縮量設計冷壓近凈成型模具，將混合粉填充至模具中壓制成近似最終成品尺寸，壓制壓力為1300Mpa，壓坯密度為95％，得到生坯；

5)將壓制好的生坯，在熱等靜壓機中加壓加溫至致密度達到95-99％之間，熱等靜壓溫度為1070℃，壓力為100Mpa，保溫時間為3h，熱等靜壓機中充入的氣體為惰性氣體氬氣；

6)將致密后觸頭毛坯去除表面氧化，即可得到性能優(yōu)良的成品觸頭產(chǎn)品。

通過冷壓近終成型，可以免去后續(xù)的機械加工過程；近終成型毛坯熱等靜壓，可減去常規(guī)的復壓、復燒工藝，優(yōu)化工藝，并且得到更高的致密度；近終成型可以提高原材料利用率，減少對銅、鉻材料的浪費。

通過冷壓近終成型，可以免去后續(xù)的機械加工過程；近終成型毛坯熱等靜壓，可減去常規(guī)的復壓、復燒工藝，優(yōu)化工藝，并且得到更高的致密度；近終成型可以提高原材料利用率，減少對銅、鉻材料的浪費。

盡管已參照其具體實施方案描述和闡明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對其作出各種改變、修改和取代。因此，本發(fā)明意在僅受下列權(quán)利要求的范圍限制且這些權(quán)利要求應在合理的程度上盡可能廣義地解釋。