一种铜铬合金铸坯的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101886185A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101886185101886185A(43)申请公布日2010.11.17(21)申请号201010224766.X(22)申请日2010.07.13(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人刘新宽刘平刘子利(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人祖志翔(51)Int.Cl.C22C9/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种铜铬合金铸坯的制备方法(57)摘要本发明公开了一种铜铬合金铸坯的制备方法，用于制造铜铬合金材料的毛坯，该铜铬合金材料所含金属成分的重量比为：铬25％，第三组元0.5-3％，铜为余量，该第三组元为钨、钴、铌或钽中的任一种，该制备方法的工艺步骤为：先将铜、铬和第三组元的金属按照预定重量比在真空感应炉中熔化成合金液相，炉内真空度小于1×10-1Pa，炉内温度1800-2000℃，然后经过充氩、保压10-50kPa、搅拌、精炼20分钟，最后在水冷模中浇铸成铸坯，浇铸温度保持在1800-1900℃。本发明采用真空熔铸法制造铜铬合金，使制备的合金材料具有组织致密、晶粒细小均匀、气体含量低、电导率高的优点，特别适用于各种电器触头材料的制造。CN10865ACN101886185ACCNN110188618501886186A权利要求书1/1页1.一种铜铬合金铸坯的制备方法，用于制造铜铬合金材料的毛坯，该铜铬合金材料所含金属成分的重量比为：铬25％，第三组元0.5-3％，铜为余量，该第三组元为钨、钴、铌或钽中的任一种，其特征在于：先将铜、铬和第三组元的金属按照预定重量比在真空感应炉中熔化成合金液相，然后经过充氩、保压、搅拌、精炼，最后在水冷模中浇铸成铸坯。2.根据权利要求1所述的铜铬合金铸坯的制备方法，其特征在于：所述方法的工艺步骤如下：(1)将铜、铬和第三组元的金属按照预定的成分重量比加入真空感应炉，然后真空感应炉抽真空达到炉内真空度小于1×10-1Pa，并加热炉内温度到1800-2000℃；(2)待所有炉内金属完全熔化后，向真空感应炉中充入氩气并保持炉内压力为10-50kPa；(3)对炉内金属进行搅拌、精炼形成合金熔液，历时20分钟；(4)将精炼成的合金熔液注入水冷模以铸成铸坯，在浇铸过程中该水冷模的四周始终通入循环冷却水，浇铸温度保持在1800-1900℃。2CCNN110188618501886186A说明书1/7页一种铜铬合金铸坯的制备方法技术领域：[0001]本发明涉及一种合金材料的铸造方法，尤其涉及一种用于电器触头的铜铬合金铸坯的制备方法。背景技术：[0002]铜铬合金(如CuCr25)材料是电真空材料领域最具有代表性，应用最成功的触头材料之一。大功率、高压、高可靠性和长寿命的电真空器件以及高低压配电成套装置的发展，要求触头材料具有更好的物理理学性能和电性能。大量研究表明，适当的材料合金化能够显著改善铜铬基触头材料的组织和性能，因而成为铜铬基触头材料发展的重要方向，尤其是在我国生产装备条件还与发达国家尚有较大差距的情况下。[0003]研究表明，在铜铬触头材料中单独添加或者复合添加元素钨(W)、钴(Co)、铌(Nb)和钽(Ta)，都会提高铜铬合金材料的机械强度和硬度，强化合金组织中的铬相，改善触头电气耐压和开断性能。然而向铜铬触头材料中添加其他元素的组元，即第三组元时，所添加的第三组元必须以均匀分散的方式分布于合金中，如果添加的元素组元分布得不均匀，就会导致合金中铬依附团聚的添加元素长大，形成铬相的偏析，从而导致铜铬合金性能的下降。为了使得添加的第三组元均匀分散，目前普遍采用粉末冶金法和熔渗法。[0004]粉末冶金法是按一定比例，将一定粒度的铜粉、铬粉和第三组元粉末在保护气氛下充分混合、压制成形，并在保护气氛下烧结。粉末冶金法比较简单，合金成分易于控制，但铬粒子之间的尺寸和间距过大，组织均匀性较低，且该方法制备的触头材料中氧和氮含量过高，降低了触头的电流分断能力。[0005]熔渗法是将纯铬粉或者混有少量铜粉及第三组元粉末的铬粉压制并烧结制成熔渗骨架，在真空条件下于温度1200℃左右将铜熔渗进入铬骨架，从而制成铜铬合金材料。该技术的优点是可以在烧结铬骨架过程中进行氢气还原或真空碳热还原，使铬粉原料中的氧大大减小，从而获得氧含量很低的优质产品。但是该方法的缺点是，在生产过程中易产生闭孔等熔渗缺陷，并且在高温熔渗时铬在铜中溶解度较高，冷却后会形成过饱和固溶体，使之电传导性能大大降低，此外熔渗法不能制取高含铜量的铜铬合金。[0006]总之，现有铜铬合金铸坯的每一种制备工艺及其操作技