一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109207764A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201811126336.7(22)申请日2018.09.26(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人杨晓红赵伊鹏邹军涛梁淑华肖鹏(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人胡燕恒(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C27/04(2006.01)H01H1/021(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法(57)摘要本发明公开了一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，将W粉、B粉以及诱导铜粉混合均匀，并压制成型，得到钨压坯；将钨压坯放入气氛烧结炉中烧结，获得钨骨架；将CuTi合金放在钨骨架上方后放入铺有石墨纸的石墨坩埚内，在烧结炉中进行熔渗，即得到原位自生二硼化钛强化CuW合金。本发明一种原位生成二硼化钛强化CuW合金的方法，通过采用烧结-熔渗法在CuW材料中原位生成陶瓷相TiB2，由于低逸出功陶瓷相的存在使电弧得到有效分散，从而提高了CuW触头材料的耐电弧烧蚀性能。CN109207764ACN109207764A权利要求书1/1页1.一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，混粉、压坯：将W粉、B粉以及诱导铜粉混合均匀，并压制成型，得到钨压坯；步骤2，烧结：将步骤1得到的钨压坯放入气氛烧结炉中烧结，获得钨骨架；步骤3，熔渗：将干净的CuTi合金放在钨骨架上方后放入铺有石墨纸的石墨坩埚内，在烧结炉中进行熔渗，即得到原位自生二硼化钛强化CuW合金。2.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤1中B粉添加量为W粉质量的0.1～0.8％，诱导铜粉的添加量为W粉质量的5～10％，步骤3中CuTi合金的Ti与B的摩尔比为1:2。3.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤1中W粉的粒径为4～15μm，B粉的粒径为100～500nm，诱导铜粉的粒径为10～50μm。4.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤1中压制压力300～500MPa，保压时间40～70s。5.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤2中烧结过程中，烧结温度为800～1200℃，保温时间为1～2h。6.根据权利要求1或5所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述烧结过程中升温速度为5～20℃/min。7.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤3熔渗过程中，熔渗温度为1200～1400℃，保温时间为1～3h。8.根据权利要求1或7所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述熔渗过程中先以5～20℃/min的升温速度升至800～1200℃，保温1～2h，然后升温到1200～1400℃，保温1～3h。9.根据权利要求1所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述步骤3中CuTi合金通过采用Cu块和Ti片进行真空感应熔炼得到，Ti用量为熔炼所用Cu质量的0.5～4.0％，厚度0.5～2mm。10.根据权利要求9所述的一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法，其特征在于，所述熔炼过程中，首先调节电流至15A～25A，将材料加热至1000～1150℃，保温3～10min，再将电流调至25A～30A，升温至1300～1500℃，保温15～30min，最后随炉降温。2CN109207764A说明书1/5页一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法技术领域[0001]本发明属于电工材料技术领域，具体涉及一种原位自生二硼化钛强化CuW合金的方法。背景技术[0002]CuW材料综合了钨高熔点、高硬度、高的抗烧蚀性和抗熔焊性、低的热膨胀系数以及铜的高导电、高导热率、良好的塑性，因此被广泛被用做各种高压开关中的电触头。随着特高压电网的实施建设，要求CuW电触头触头材料具备更大分断电流的能力、更高的耐电压强度以及超长的使用寿命。触头在开断过程中，将承受高压电弧的烧蚀。尤其是在超、特高压的断路器中使用时，由于电容量更大，电弧热量更为集中，更容易引起电触头的失效，导致触头材料强度降低。最终将导致CuW电触头材料失效而不能成功分断电路。因此，随着高压开关的发展，需要进一步提高其耐电弧烧蚀性能。[0003]已有研究表明，CuW合金电击穿首先发生在逸出功较低的铜相上，普通熔