[发明专利]一种高性能超细触头材料的制备系统和方法

说明书

本发明公开了一种高性能超细触头材料的制备系统和方法，包括依次设置的球磨机、供料泵、搅拌机、喷雾干燥机、旋风分离器和出料装置；供料泵连通球磨机和搅拌机的内腔，搅拌机的内腔连通喷雾干燥机的内腔，喷雾干燥机用于进行喷雾干燥工艺，喷雾干燥机连通旋风分离器的内腔，旋风分离器连通出料装置。先采用球磨工艺制备超细颗粒粉末，再将超细颗粒粉末通过喷雾干燥工艺进行处理，形成超细触头材料。采用先高能球磨制备超细颗粒粉末，再喷雾干燥制粒的方法，获得了制备高性能超细材料，并且解决了超细颗粒粉末难以压制的问题，能大幅提升产品各项性能。

技术领域

本发明属于开关电器技术领域，具体属于一种高性能超细触头材料的制备系统和方法。

背景技术

铜钨合金是典型的假合金，即两者基本不互溶，故只能采用粉末冶金的方式制备铜钨合金。现有粉末冶金工艺制备的铜钨合金采用常规钨粉为原料。由于常规钨粉粒径为单一，骨架的孔隙率过大，不能通过增加压制压力的方法获得较高钨含量的铜钨合金，导致产品的致密化程度不高，容易产生成分偏析，致密度是影响产品质量的关键因素，因此产品多项性能不高；此外，常规钨粉粉末颗粒较大，颗粒间相互接触的面积小、比表面积小，烧结驱动力小，往往需要更高的温度烧结，一方面，钨骨架的烧结过程中，钨颗粒不能很好的粘接形成烧结颈，另一方面更高的温度使钨晶粒长大，因此触头材料的硬度和强度不高，抗熔焊、抗电弧烧蚀能力不高，产品的使用寿命较短。

铜钨合金凭借其良好的导电性、较低的热膨胀性、良好的抗烧蚀性能等，在电工、军工、航空航天、电子封装等领域有着广泛的应用与前景，为了进一步获得更高性能的产品，学界从各种方向入手研究，而新兴的超细晶、纳米材料技术为学界提供了新的思路。

高能球磨法是制备超细/纳米材料的一种方法，其原理是将普通的金属粉末在高能球磨机中球磨，使研磨球对原料粉末进行强烈撞击、研磨，粉末颗粒之间亦存在剪切、撞击，这是一个反复的过程，最后可以获得超细金属粉末；其缺点也很明显，过程易引入杂质，粉末易结团，而且制得的粉末过细，颗粒形状复杂，导致粉末难以压制，而喷雾干燥制粒可以使超细的粉末粘接团聚成接近球状的压制性良好的颗粒。

喷雾干燥法是将溶液或悬浮液通过物理手段进行雾化获得均匀小液滴，后在高温环境下蒸发或分解溶剂，得到超微粒子的一种化学与物理相结合的方法。其优点在于粉体成分均一，基本呈球形等。

综上所述，现有技术有常规钨粉制备的铜钨触头，致密性不高、成分偏析、烧结驱动力小、钨晶粒粗大，因此产品的各项性能比如强度、硬度、导电、抗烧蚀等性能不高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高性能超细触头材料的制备系统和方法，采用先高能球磨制备超细颗粒粉末，再喷雾干燥制粒的方法，获得了制备高性能超细材料，并且解决了超细颗粒粉末难以压制的问题，能大幅提升产品各项性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高性能超细触头材料的制备系统，包括依次设置的球磨机、供料泵、搅拌机、喷雾干燥机、旋风分离器和出料装置；

所述供料泵连通球磨机和搅拌机的内腔，所述搅拌机的内腔连通喷雾干燥机的内腔，所述喷雾干燥机用于进行喷雾干燥工艺，所述喷雾干燥机连通旋风分离器的内腔，所述旋风分离器连通出料装置。

优选的，所述出料装置的底部设置有振动台。

优选的，还包括酒精回收装置，所述喷雾干燥机连通酒精回收装置。

一种高性能超细触头材料的制备方法，包括以下过程，

先采用球磨工艺制备超细颗粒粉末，再将超细颗粒粉末通过喷雾干燥工艺进行处理，形成超细触头材料。

优选的，具体包括以下步骤，

步骤1，在球磨机中原料粉末进行球磨，形成超细颗粒粉末浆料；