[发明专利]一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体涉及一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法。

背景技术

目前，制备CuWCr复合材料的方法主要是烧结熔渗法和机械合金化法。烧结熔渗法制备的CuWCr复合材料的显微组织中有独立的铬相或钨相存在，降低了材料的耐电压强度。机械合金化法制备的CuWCr复合材料中WCr合金化程度不足，存在独立的铬相，进而降低了材料的耐电压强度，且制备过程中极易引入杂质，降低了材料的导电、导热性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，解决了现有方法制备出的CuWCr复合材料耐电压强度低，杂质含量高导致导电率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，该方法按照以下操作步骤实施：

CuCr熔渗坯的制备

按质量百分比称取25％～66％的Cu粉、34％～75％的Cr粉并放入混料机中混合3～6小时，将混好的粉料在400MPa下进行模压或在260MPa下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于10^-2Pa的真空环境下升温至900℃～1050℃，烧结60分钟～120分钟，得到CuCr熔渗坯；

W骨架的制备

将W粉压制成坯料，坯料的孔隙率控制在35％～40％，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于10^-2Pa的真空环境下升温至1050℃～1500℃，烧结90分钟～150分钟，使其烧结成骨架；

电弧熔炼及后处理

a、将制备好的的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，然后在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10^-3Pa的真空环境下，调节熔炼电流不小于1200A，熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，在水冷铜坩埚内得到CuWCr铸锭；

b、最后对CuWCr铸锭进行机加工。

本发明的特点还在于，

其中在CuCr熔渗坯的制备中Cu粉的纯度不小于99％，Cr粉的纯度不小于99.7％。

本发明的有益效果是，通过电弧熔炼与熔渗法制备得到的CuWCr复合材料杂质含量少，故而电导率高，并且耐电压强度高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明，

本发明提供一种电弧熔炼与熔渗法制备CuWCr复合材料的方法，该方法按照以下操作步骤实施：

CuCr熔渗坯的制备

按质量百分比称取25％～66％的纯度不小于99％的Cu粉和34％～75％的纯度不小于99.7％的Cr粉并放入混料机中混合3～6小时，将混好的粉料在400MPa下进行模压或在260MPa下进行冷等静压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于10^-2Pa的真空环境下升温至900℃～1050℃，烧结60分钟～120分钟，得到CuCr熔渗坯；

W骨架的制备

将W粉压制成坯料，坯料的孔隙率控制在35％～40％，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度不小于10^-2Pa的真空环境下升温至1050℃～1500℃，烧结90分钟～150分钟，使其烧结成骨架；

电弧熔炼及后处理

a、将制备好的的W骨架置于自耗电极电弧熔炼炉水冷铜坩埚底部，然后在W骨架上放置制备好的CuCr熔渗坯，在真空度不小于10^-3Pa的真空环境下，调节熔炼电流不小于1200A，熔炼CuCr熔渗坯，使CuCr熔渗坯在电弧高温下熔化后熔渗到W骨架中，在水冷铜坩埚内得到CuWCr铸锭；

b、最后对CuWCr铸锭进行机加工。

实施例1

首先，将Cu粉66％、Cr粉34％放入混料机中混合3小时，将混好的粉料在400MPa下进行模压，将压制好的坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10^-2Pa的真空环境下升温至900℃，烧结120分钟，得到CuCr熔渗坯。

然后，将W粉在400MPa下模压成坯料，将坯料的孔隙率控制为40％，将坯料置于真空烧结炉内，在真空度大于10^-2Pa的真空环境下升温至1050℃，烧结150分钟，使其烧结成骨架。