[发明专利]自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样的抛光方法

说明书

技术领域

本发明属于高压输电设备制造领域，具体涉及自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样的抛光方法。

背景技术

自力式电触头是高压断路器、开关柜、隔离开关、接地开关的核心部件，它一般由耐电弧烧损的CuW部分和提供弹性和导电性的铬青铜部分组成。铬青铜由于自身强度问题，经常发生断裂情况。但铬青铜较软，制备铬青铜金相试样在抛光时总是出现划痕，难以制备令人满意的金相试样来分析断裂失效的原因。

现有技术中多集中在对抛光机及抛光剂的改进，未见有对铬青铜金相试样进行电解抛光的技术报道。

发明内容

本发明的主要目的在于对自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样的抛光方法进行研究改进，以获得优质的金相试样。

为达上述目的，本发明提供了一种自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样的抛光方法，该方法包括：

对待抛光的自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样进行电解抛光，其中，设定抛光时间25～35s，抛光电压3.8～4.2V，抛光电流密度23～25mA/cm²，电解液选择质量浓度70～80%的正磷酸水溶液与甲醇按体积比4～6：1混合得到的混合液，控制电解液温度18～25℃，铜板作为阴极，待抛光试样作为阳极，阴阳极面积比为9～11：1。

本发明创造性地采用电解抛光技术对铬青铜金相试样进行抛光。发明人研究了电解抛光过程中影响本发明抛光效果的各因素，最终确定了特定的抛光时间、抛光电压、抛光电流密度，并确定了适宜的阴极、阳极的面积比，特别是确定了适用于本发明的电解液。发明人的研究实验证实，在本发明的抛光时间、抛光电压、抛光电流密度以及特定的阴阳极面积比等条件下，当采用正磷酸水溶液（质量浓度70～80%）与甲醇按特定比例复配的混合液作为电解液时，电解抛光所得到的铬青铜金相试样表面划痕少，试样表面洁净度高，兼具侵蚀的功效。

根据本发明的具体实施方案，本发明的电解抛光过程中，电解液温度不宜过高，控制在室温（18～25℃）即可。温度过高将严重影响抛光效果。

根据本发明的一优选具体实施方案，电解液为质量浓度75%的正磷酸水溶液与甲醇按体积比5：1混合得到的混合液，控制电解液温度18～25℃。更优选地，在该具体实施方案中，所述电解抛光时间为25s。所述抛光电压优选为4.0V。所述抛光电流密度优选为24mA/cm²。所述阴极、阳极面积比优选为10：1。

根据本发明的具体实施方案，本发明中待抛光的自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样可以按照现有技术制备。通常，截取长宽高3cm×3cm×3cm的小试样即可。

根据本发明的具体实施方案，本发明中进行电解抛光时所用的电解抛光机装置可以采用现有技术。优选地，本发明是采用按照如图1所示的结构组装的电解抛光机装置。该电解抛光设备主要包括：调压器、直流电源、时间继电器、用于容置电解液的电解槽（大烧杯即可，可置于水浴中以控制电解液温度）、塑料试样架、玻璃棒、温度计、铜板（阴极）。直流电源一端通过调压器连接试样（阳极），另一端通过时间继电器连接铜板（阴极），试样置于塑料试样架中。温度计用以测量电解液温度，利用时间继电器控制抛光时间。

根据本发明的具体实施方案，本发明的自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样的抛光方法中，还可将待抛光试样进行预磨，之后再进行电解抛光。优选地，所述的预磨过程包括：先将待抛光试样依次经过200#、400#、600#、800#砂纸研磨，再经过帆布抛光，再经过金刚石绒布抛光。由于铬青铜很软，此时经过金刚石绒布抛光后的试样仍有大量划痕。

按照本发明的方法对自力式高压电触头材料尾部铬青铜金相试样进行抛光后，所得到的抛光后的金相试样划痕少，有侵蚀功效。而传统的铬青铜金相试样的制备要经过抛光与侵蚀两个步骤，采用本发明的电解抛光方法，两步可合二为一，工艺简单，效率高。

附图说明

图1为本发明的抛光方法中所用的电解抛光设备的结构示意图。

图2与图3为500℃～RT热循环后的金相照片。其中，图2：热循环8次组织照片；图3：热循环26次组织照片。

图4与图5为550℃～RT热循环后的金相照片。其中，图4：热循环8次组织照片；图5：热循环26次组织照片。

图6与图7为CuCr合金热循环前后宏观组织照片。其中，图6：热循环前组织照片；图7：600℃～RT热循环26次后的组织照片。

图8～图12为采用与本发明的电解液不同的电解液进行电解抛光时没有侵蚀效果的对比例组织照片。