一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法.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CN106270533A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610813998.6(22)申请日2016.09.09(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)发明人杨晓红李雪健邹军涛肖鹏梁淑华(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.B22F7/06(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法,具体为：首先制备CuCrZr合金坯体，并在CuW合金预结合端部的中心部位加工凹槽，将CuCrZr合金坯体置于CuW凹槽中，然后自下而上依次按照CuW合金、CuCrZr合金坯体和CuCr合金棒材的顺序叠放在石墨坩埚中，置于气氛烧结炉内进行熔渗烧结为整体材料，最后对整体材料进行热处理，即得。本发明通过在CuW合金和CuCr合金之间加入CuCrZr合金坯体，形成冶金扩散层同时强化了Cu/W相界面和合金化Cu相，在不影响材料导电率的情况下，大大提高了CuW/CuCr整体材料连接界面的强度。CN106270533ACN106270533A权利要求书1/1页1.一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，制备CuCrZr合金坯体：称取Cr、Zr、Cu三种元素粉末，加入过程控制剂混合均匀，然后将混合粉末压制成CuCrZr合金坯体，清洗CuCrZr合金坯体，烘干备用；步骤2，结合面准备：根据CuW/CuCr整体电触头的产品尺寸，选取合适长度的CuW合金，采用机加工车平预结合的端部，并在端部中心部位加工凹槽，清洗CuW合金，烘干备用；根据CuW/CuCr整体电触头的产品尺寸，截取合适长度的CuCr合金棒材，选择截取的机加工面做为预结合面，打磨平整，清洗后晾干备用；步骤3，烧结熔渗整体材料：将步骤1、2得到的材料自下而上依次按照CuW合金、CuCrZr合金坯体和CuCr合金棒材的顺序叠放在石墨坩埚中，CuCrZr合金坯体置于CuW凹槽中，随后置于气氛烧结炉内进行熔渗烧结为整体材料；步骤4，整体材料的热处理：将步骤3中得到的整体材料置于热处理炉中依次进行固溶处理和时效处理，最后对热处理后的整体材料进行机加工即为成品。2.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤1中所述CuCrZr合金坯体中Cr含量为15wt％，Zr含量为0.1～2wt％。3.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤1中所述过程控制剂为无水乙醇、丙三醇、丁二醇或硬脂酸中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤2中所述凹槽的尺寸与步骤1中CuCrZr合金坯体的尺寸相适应。5.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤2中所述CuW合金中Cu的质量分数为10～30％，CuCr合金棒材中Cr的质量百分数为0.6～1.2％。6.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤3中所述熔渗烧结，具体为：首先通入氢气以排空炉内空气，然后加热、保温，在保温过程中逐渐将氢气氛转换为氮气氛；随后升温并保温，最后关闭加热电源使材料随炉冷却降至室温。7.根据权利要求6所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，所述加热温度为900～950℃，保温0.5～3h，加热速度为5～25℃/min；升温温度为1100℃～1400℃，保温0.5～4h，升温速度为5～25℃/min。8.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤4中所述固溶处理温度为800℃～1000℃，保温1～4h。9.根据权利要求1所述的一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法，其特征在于，步骤4中所述时效处理温度为400℃～550℃，保温2～6h。2CN106270533A说明书1/5页一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法技术领域[0001]本发明属于异质材料连接技术领域，涉及一种高界面结合强度的CuW/CuCr的制备方法。背景技术[0002]CuW/CuCr整体触头材料同时具有CuW端良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性和高的强度以及CuCr端优良的导电导热性而被广泛应用于各种高压断路器、负荷开关和变压器转换开关的元件等场合。随着超特高压、大容量远距离输电成为节能输电的发展趋势，要求新