一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法
2023-07-19 13:01:56
專利名稱：一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法
技術領域：
本發明涉及材料製備技術領域，具體涉及一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法。
背景技術：
目前，製備CuWCr複合材料的方法主要是燒結熔滲法和機械合金化法。燒結熔滲法製備的CuWCr複合材料組織中Cr顆粒沒有得到細化，大顆粒的鉻產生的熱量多、導熱能力差、局部溫度高，導致發生擊穿，降低了材料的耐電壓強度。機械合金化法製備CuWCr複合材料的過程中極易引入雜質，且材料的氣體含量高，影響材料的導電率和分斷性能。
發明內容
本發明的目的是提供一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法，解決了現有方法製備出的CuWCr複合材料組織中Cr顆粒沒有得到細化、耐電壓強度低、氣體含量高、雜質多等問題。本發明所採用的技術方案是，一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法，該方法包括以下操作步驟步驟1，混粉按質量百分比稱取Cu粉20% ；35%、W粉5% 12%、Cr粉60% 68%，並放入混料機中混合3 6小時；步驟2，壓制將步驟1混好的粉料在400MPa下進行模壓或在^OMPa下進行冷等靜壓；步驟3，燒結將步驟2壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度不小於10_2Pa的真空環境下升溫至950°C 1050°C進行燒結，燒結60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結坯；步驟4，熔煉將步驟3製備的CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於 IO-3Pa的真空環境下進行熔煉，調節熔煉電流不小於1500A，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr鑄錠；步驟5，最後對CuWCr鑄錠進行機加工。本發明的特點還在於，步驟1中Cu粉的純度不小於99%，W粉的純度不小於99. 9%，Cr粉的純度不小於 99. 7%。本發明將熔煉和定向凝固結合在一起，能夠製備出組織均勻細小、耐電壓強度高、 緻密度高、氣體含量低、雜質少等綜合性能優良的CuWCr複合材料。
具體實施方式
下面具體實施方式
對本發明進行詳細說明。本發明提供了一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法，其具體方法為首先，按質量百分比將純度不小於99%的Cu粉20% 35%、純度不小於99. 9% 的W粉5 % 12 %以及純度不小於99. 7 %的Cr粉60 % 68 %的比例放入混料機中混合 3 6小時，將混好的粉料在400MPa下進行模壓或在^OMPa下進行冷等靜壓。然後，將壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度大於的真空環境下升溫至950°C 1050°C，燒結60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結坯。 最後，將CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於的真空環境下，調節熔煉電流大於1500A進行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr複合材料。然後根據需要對CuWCr鑄錠進行機加工。實施例1首先，按質量百分比將Cu粉20%、W粉12%、Cr粉68%的比例放入混料機中混合 3小時，將混好的粉料在400MPa下進行模壓。然後，將壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度大於10-2 的真空環境下升溫至950°C，燒結150分鐘，得到CuWCr燒結坯。最後，將CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於的真空環境下，調節熔煉電流大於1500A進行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr複合材料。實施例2首先，按質量百分比將Cu粉30 %、W粉8 %、Cr粉62 %的比例放入混料機中混合 5小時，將混好的粉料在^OMPa下進行冷等靜壓。然後，將壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度大於10-2 的真空環境下升溫至1050°C，燒結60分鐘，得到CuWCr燒結坯。最後，將CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於的真空環境下，調節熔煉電流大於1500A進行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr複合材料。實施例3 首先，按質量百分比將Cu粉35 %、W粉5 %、Cr粉60 %的比例放入混料機中混合 6小時，再將混好的粉料在400MPa下進行模壓。然後，將壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度大於10-2 的真空環境下升溫至1000°C，燒結100分鐘，得到CuWCr燒結坯。最後，將CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於的真空環境下，調節熔煉電流大於1500A進行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr複合材料。本發明方法製備的CuWCr複合材料與現有技術製備的CuWCr的性能對比見表1所
7J\ ο表1 CuWCr複合材料的性能對比
權利要求
1.一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法，其特徵在於，該方法包括以下操作步驟步驟1，混粉按質量百分比稱取Cu粉20% ；35%、W粉5% 12%、Cr粉60% 68%，並放入混料機中混合3 6小時；步驟2，壓制將步驟1混好的粉料在400MPa下進行模壓或在^OMPa下進行冷等靜壓；步驟3，燒結將步驟2壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度不小於10-2 的真空環境下升溫至950°C 1050°C進行燒結，燒結60分鐘 150分鐘，得到CuWCr燒結坯；步驟4，熔煉將步驟3製備的CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空度不小於KT3Pa 的真空環境下進行熔煉，調節熔煉電流不小於1500A，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr鑄錠；步驟5，最後對CuWCr鑄錠進行機加工。
2.根據權利要求1所述的方法，步驟1中Cu粉的純度不小於99%，W粉的純度不小於 99. 9%, Cr粉的純度不小於99. 7%0
全文摘要
本發明公開了一種自耗電極電弧熔煉爐製備CuWCr複合材料的方法，先按質量百分比將Cu粉、W粉、Cr粉放入混料機中混合，再將混好的粉料進行模壓或冷等靜壓；然後將壓制好的坯料置於真空燒結爐內，在真空度大於10-2Pa的真空環境下升溫至950℃～1050℃進行燒結，得到CuWCr燒結坯。最後將CuWCr燒結坯放在真空自耗電極電弧熔煉爐內，在真空環境下進行熔煉，使CuWCr坯料在電弧高溫作用下熔化滴落到水冷銅坩堝內，冷卻後取出，即得到CuWCr複合材料。本發明將熔煉和定向凝固結合在一起，能夠製備出組織均勻細小、耐電壓強度高、緻密度高、氣體含量低、雜質少等綜合性能優良的CuWCr複合材料。
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 優先權日2011年9月30日
發明者張亞梅, 梁淑華, 肖鵬 申請人:西安理工大學