本發(fā)明涉及銅鉻復(fù)合觸頭材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種銅鉻復(fù)合觸頭的制備方法。
背景技術(shù)：
高鉻含量銅鉻材料由于具有良好的導(dǎo)電、耐壓、抗燒蝕等性能等廣泛應(yīng)用于中高壓真空斷路器滅弧室觸頭中。由于銅鉻觸頭材料中具有較高的Cr含量，因此觸頭與杯座焊接過程中需要增加一層純層觸頭托來提高焊接性能，同時(shí)觸頭與觸頭托焊接需要銀銅焊接，工藝過程復(fù)雜并且焊接成本過高。
本發(fā)明設(shè)計(jì)針對(duì)以上問題，提出一種新的制備工藝，在銅鉻觸頭材料生產(chǎn)過程中，直接增加一層純Cu復(fù)合層來替代觸頭托，從而取代銀銅焊接的使用同時(shí)，提高了導(dǎo)電桿焊接性能，從而大大優(yōu)化了真空滅弧室的焊接工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高焊接性能，觸頭與杯座焊接過程中需要增加一層純層觸頭托，且觸頭與觸頭托焊接需要銀銅焊接，工藝過程復(fù)雜并且焊接成本過高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
一種銅鉻復(fù)合觸頭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)觸頭制備：采用真空熔鑄、真空熔滲、電弧熔煉或混粉燒結(jié)等不同工藝制備Cr含量10～50％，致密度大于95％的銅鉻觸頭毛坯；
(2)觸頭預(yù)處理：將制備好的毛坯車加工，保持新鮮干凈的表面，然后裝入高溫坩堝內(nèi)；
(3)銅絲預(yù)處理：選用直徑在1-5mm的純銅絲，將銅絲表面擦洗干凈后浸入濃度為3.8-4.5％的鹽酸溶液中，保持溫度為36-40℃浸泡1-1.5h取出，再浸入濃度為2.5-3％的殼聚糖溶液中，保持溫度為30-35℃浸泡10-20min取出，再用去離子水洗滌，用氮?dú)獯蹈桑３中迈r表面；
(4)3D復(fù)合打?。簩⒀b有觸頭的坩堝放入電子束3D打印設(shè)備中，純銅絲裝入設(shè)備送絲裝置；先預(yù)抽真空至10pa以下，然后將純銅絲送入觸頭表面，同時(shí)電子束對(duì)銅絲進(jìn)行重熔，通過送絲裝置使重熔后的銅絲均勻分布于觸頭表面，形成0.01-10mm厚度重熔Cu層；
(5)熱處理：對(duì)打印好的銅鉻/銅復(fù)合觸頭在400-500℃保溫1-5h，即可得到合格的銅鉻/銅復(fù)合觸頭毛坯；
(6)成品加工：對(duì)復(fù)合觸頭進(jìn)行成品加工，即可得到不用觸頭托的銅鉻復(fù)合觸頭。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述高溫坩堝可以為石墨、鎢、鉬等高溫材料中的任一種，高溫坩堝的熱導(dǎo)性和耐高溫性好，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述銅絲純度為TU2及以上等級(jí)，以減少雜質(zhì)干擾，提高觸頭材料性能。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述電子束斑點(diǎn)在0.1-1mm之間，熔區(qū)溫度在1100-1400℃。
進(jìn)一步地，在上述方案中，所述銅絲送絲速度在3-50Kg/h。
本發(fā)明的有益效果是：采用本發(fā)明的方法可以省去銀銅焊料，減少貴金屬的使用，還能提高銅鉻觸頭與觸頭杯的焊接性能，減少銅鉻觸頭層厚度，提高觸頭材料的散熱性能，而且優(yōu)化滅弧室焊接工藝，取代觸頭與觸頭托的焊接工序。
附圖說明
圖1是本發(fā)明銅鉻復(fù)合觸頭的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1
(1)觸頭制備：采用真空熔鑄、真空熔滲、電弧熔煉或混粉燒結(jié)等不同工藝制備Cr含量10％，致密度大于95％的銅鉻觸頭毛坯；
(2)觸頭預(yù)處理：將制備好的毛坯車加工，保持新鮮干凈的表面，然后裝入高溫坩堝內(nèi)，高溫坩堝為石墨材料制成，高溫坩堝的熱導(dǎo)性和耐高溫性好，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；
(3)銅絲預(yù)處理：選用直徑為1mm的純銅絲，將銅絲表面擦洗干凈后浸入濃度為3.8％的鹽酸溶液中，保持溫度為36℃浸泡1h取出，再浸入濃度為2.5％的殼聚糖溶液中，保持溫度為30℃浸泡10min取出，再用去離子水洗滌，用氮?dú)獯蹈?，保持新鮮表面；銅絲純度為TU2及以上等級(jí)，以減少雜質(zhì)干擾，提高觸頭材料性能；
(4)3D復(fù)合打印：將裝有觸頭的坩堝放入電子束3D打印設(shè)備中，純銅絲裝入設(shè)備送絲裝置；先預(yù)抽真空至10pa以下，然后將純銅絲送入觸頭表面，同時(shí)電子束對(duì)銅絲進(jìn)行重熔，電子束斑點(diǎn)在0.1mm之間，熔區(qū)溫度在1100℃，銅絲送絲速度在3Kg/h，通過送絲裝置使重熔后的銅絲均勻分布于觸頭表面，形成0.01mm厚度重熔Cu層；
(5)熱處理：對(duì)打印好的銅鉻/銅復(fù)合觸頭在400℃保溫1h，即可得到合格的銅鉻/銅復(fù)合觸頭毛坯；
(6)成品加工：對(duì)復(fù)合觸頭進(jìn)行成品加工，即可得到不用觸頭托的銅鉻復(fù)合觸頭。
實(shí)施例2
(1)觸頭制備：采用真空熔鑄、真空熔滲、電弧熔煉或混粉燒結(jié)等不同工藝制備Cr含量30％，致密度大于95％的銅鉻觸頭毛坯；
(2)觸頭預(yù)處理：將制備好的毛坯車加工，保持新鮮干凈的表面，然后裝入高溫坩堝內(nèi)，高溫坩堝為鎢材料制成，高溫坩堝的熱導(dǎo)性和耐高溫性好，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；
(3)銅絲預(yù)處理：選用直徑為3mm的純銅絲，將銅絲表面擦洗干凈后浸入濃度為4.15％的鹽酸溶液中，保持溫度為38℃浸泡1.25h取出，再浸入濃度為2.75％的殼聚糖溶液中，保持溫度為32.5℃浸泡15min取出，再用去離子水洗滌，用氮?dú)獯蹈桑３中迈r表面；銅絲純度為TU2及以上等級(jí)，以減少雜質(zhì)干擾，提高觸頭材料性能；
(4)3D復(fù)合打?。簩⒀b有觸頭的坩堝放入電子束3D打印設(shè)備中，純銅絲裝入設(shè)備送絲裝置；先預(yù)抽真空至10pa以下，然后將純銅絲送入觸頭表面，同時(shí)電子束對(duì)銅絲進(jìn)行重熔，電子束斑點(diǎn)在0.55mm之間，熔區(qū)溫度在1250℃，銅絲送絲速度在26Kg/h，通過送絲裝置使重熔后的銅絲均勻分布于觸頭表面，形成5mm厚度重熔Cu層；
(5)熱處理：對(duì)打印好的銅鉻/銅復(fù)合觸頭在450℃保溫3h，即可得到合格的銅鉻/銅復(fù)合觸頭毛坯；
(6)成品加工：對(duì)復(fù)合觸頭進(jìn)行成品加工，即可得到不用觸頭托的銅鉻復(fù)合觸頭。
實(shí)施例3
(1)觸頭制備：采用真空熔鑄、真空熔滲、電弧熔煉或混粉燒結(jié)等不同工藝制備Cr含量50％，致密度大于95％的銅鉻觸頭毛坯；
(2)觸頭預(yù)處理：將制備好的毛坯車加工，保持新鮮干凈的表面，然后裝入高溫坩堝內(nèi)，高溫坩堝為鉬材料制成，高溫坩堝的熱導(dǎo)性和耐高溫性好，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性；
(3)銅絲預(yù)處理：選用直徑為5mm的純銅絲，將銅絲表面擦洗干凈后浸入濃度為4.5％的鹽酸溶液中，保持溫度為40℃浸泡1.5h取出，再浸入濃度為3％的殼聚糖溶液中，保持溫度為35℃浸泡20min取出，再用去離子水洗滌，用氮?dú)獯蹈?，保持新鮮表面；銅絲純度為TU2及以上等級(jí)，以減少雜質(zhì)干擾，提高觸頭材料性能；
(4)3D復(fù)合打?。簩⒀b有觸頭的坩堝放入電子束3D打印設(shè)備中，純銅絲裝入設(shè)備送絲裝置；先預(yù)抽真空至10pa以下，然后將純銅絲送入觸頭表面，同時(shí)電子束對(duì)銅絲進(jìn)行重熔，電子束斑點(diǎn)在1mm之間，熔區(qū)溫度在1400℃，銅絲送絲速度在50Kg/h，通過送絲裝置使重熔后的銅絲均勻分布于觸頭表面，形成10mm厚度重熔Cu層；
(5)熱處理：對(duì)打印好的銅鉻/銅復(fù)合觸頭在500℃保溫5h，即可得到合格的銅鉻/銅復(fù)合觸頭毛坯；
(6)成品加工：對(duì)復(fù)合觸頭進(jìn)行成品加工，即可得到不用觸頭托的銅鉻復(fù)合觸頭。
以上通過優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的說明是為了解釋本發(fā)明的基本原理和最佳實(shí)現(xiàn)方式，而非是將本發(fā)明限定在所描述的具體實(shí)施方式中。本發(fā)明的保護(hù)范圍依舊由權(quán)利要求書的內(nèi)容來限定。