大规模生产条件下铜铬触头工艺的改进与优化

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综述了真空灭弧室的发展及Cu-Cr合金触头材料的研究现状及最新进展，主要包括：Cu-Cr合金二元相图的特点以及常规制备工艺上的问题；Cu-Cr合金的主要制备工艺包括传统的粉末烧结法、熔渗法、电孤熔炼法，以及新近发展起来的快速凝固法、激光表面合金化法、机械合金化法和自蔓延熔铸法等。研究了不同的改进方式对Cu-Cr合金性能、残余气体、铬含量、第三组元以及热处理工艺的影响。本文通过对CuCr合金的制备方法的总结，结合本单位大规模生产的现状，对现有的工艺进行优化，改进了真空灭弧室用CuCr合金触头的性能。首先研究了Cr粉颗粒尺寸及颗粒形状对触头材料工频耐压性能、开断性能、截流值的影响；其次对不同的Cu-Cr比例对触头开断性能和抗熔焊性的影响进行了研究；然后对触头烧结工艺对触头性能的影响进行了改进性研究；最后对触头的压制工艺对其性能的影响做了初步的研究。另外进行了添加AL2O3粉以改善触头性能的试验。在研究的过程中对触头材料有了更深的了解，研究的结论对产品性能和质量的提高提供了有力的指导。 Cr粉颗粒的大小和形状，对CuCr合金触头的性能，有较大的影响。尤其对工频耐压和截流值及开断性能有较为明显的影响。在目前公司生产条件下，从经济的角度出发，应选用粒径在1-60μm，形状为球状的Cr粉体。原有工艺的烧成温度为1090℃，烧制的产品合格率较低，且触头的性能指标偏低。将工艺温度提高至1140℃后，烧制产品成品率接近100％，而且开断性能有较大的提高，耐压水平也有较大的提高。同时大生产的生产效率下降较少，适用于大规模工厂生产。当Cr含量在25％-50％之间，随Cr含量的增加，触头开断性能有所下降，这已经过多次型式试验的验证，但触头的抗熔焊的能力却得到提高。各种材料比例的CuCr合金触头的选用应根据使用场合的不同而不同，断路器因触头压力较大(一般在2000N以上，容量大的甚至达到10000N)而宜选用CuCr25的触头；而接触器和重合器因其触头压力较小(一般在1500N以下)，宣选用CuCr40-CuCr50的触头。通过在触头加工过程中增加二次压制工艺，可以有效地提高CuCr触头的硬度，并可以提高触头的抗熔焊性、耐压水平和开断性能。添加AL2O3改善触头性能的工艺尚需进一步研究。

著录项

作者
刘宝华;
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作者单位

北京工业大学;

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授予单位北京工业大学;
学科材料工程
授予学位硕士
导师姓名张久兴,张汉宜;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类金属材料;
关键词
Cu—Cr合金触头; 触头材料; 制备工艺; 工艺改进; 真空灭弧室; 激光表面合金化法; 粉末烧结法;

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