[发明专利]一种铜铬碲-铜铬复合触头的制备方法

说明书

本发明涉及冶金材料领域，本发明公开了一种铜铬碲‑铜铬复合触头的制备方法，包括：（1）取二氧化碲溶解于混合溶液中，然后倒入喷雾器中，将铬粉添加至容器中，在搅拌状态下向容器中喷雾，经搅拌、氢气还原、冷却后得到铬碲粉；（2）将铬碲粉和电解铜粉混合得到铜铬碲混合粉M1；将铬粉和电解铜粉混合得到铜铬混合粉M2；将铜铬碲混合粉M1装入模具中，刮平后撒上铜铬合金粉末A，然后装入铜铬混合粉M2，模压成型；脱模后烧结，得到铜铬碲‑铜铬复合触头。本发明的复合触头既具备单一铜铬碲触头优良的抗熔焊性能，又具有铜铬触头与铜杯座间优良的钎焊性能，同时触头双层材料主成分一致，热膨胀系数相同，不易变形或开裂。

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种铜铬碲-铜铬复合触头的制备方法。

背景技术

小型化是真空开关一个重要的发展方向，降低了开关柜厂家的生产成本。然而小型化 的开关操作机构会降低真空灭弧室分断时的分闸力，从而拉不开触头分合时因电弧作用在动 静两片触头间产生的熔焊，造成开断失败，所以触头的抗熔焊性能就显得至关重要。

相关研究表明，在铜铬触头材料里加微量的碲可以大幅度降低铜铬之间的结合强度， 从而降低铜铬触头的抗拉强度，进而在动静触头发生熔焊时能以较小的分闸力分开动静触头。 为此，国内外也都展开了铜铬碲触头的研制与研究，例如：中国发明专利CN200410057837.6 公开了一种铜铬碲触头的制备方法；《微量Te对Cu-Cr30Te合金触头材料抗焊接性的影响》 中明确了微量的碲富集在铜铬界面处是铜铬材料抗拉强度下降的原因。

然而在真空开关的制造过程中，铜铬触头和无氧铜杯座必须使用银铜28或银铜28镍 等焊料以真空钎焊的方法连接起来。申请人在前期的研究中发现，碲元素的加入也会大幅度 降低触头的焊接强度，容易产生铜铬碲触头和无氧铜杯座脱落的现象，从而使铜铬碲触头在 具有高寿命要求(常规真空开关要求在分合闸力下分合次数达到10000次即可，高寿命的开 关要求分合次数达到30000次)的真空开关领域内的应用受到了限制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铜铬碲-铜铬复合触头的制备方法。本发明 制备的复合触头既具备单一铜铬碲触头优良的抗熔焊性能，又具有铜铬触头与铜杯座间优良 的钎焊性能，同时触头双层材料主成分一致，热膨胀系数相同，材料制备及后续使用时不会 变形或开裂。

本发明的具体技术方案为：

一种铜铬碲-铜铬复合触头的制备方法，包括以下步骤：

(1)铬碲粉均质化处理：取二氧化碲溶解于乙二醇和丙酮的混合溶液中，然后将所得溶液倒 入喷雾器中，将铬粉添加至容器中，在搅拌状态下向容器中喷雾，喷雾结束后继续搅拌均匀， 然后将所得的二氧化碲和铬的混合粉进行氢气还原，冷却后得到碲分布均匀的铬碲粉。

常规生产铜铬碲触头是直接以碲粉的方式加入到混料工序中的，然而本发明团队在前 期研究过程中发现，若碲粉粒径太细，则容易团聚而分布不均，进而造成烧结后碲在触头中 分布不均，出现黑色的碲富集区域；反之，若碲粉太粗则在烧结过程中，碲难以完全扩散在 铜铬界面处，同样出现碲富集区。为此，本发明将二氧化碲溶解于乙二醇和丙酮的混合溶液， 然后以喷雾混合方式与铬粉混合，可形成二氧化碲包裹的铬粉，在氢气加热还原过程中，丙 酮和乙二醇随气流跑出，接着铬粉上的二氧化碲被氢气还原获得碲细小且分布均匀的铬碲粉。 该方式能有效避免触头碲富集现象。

(2)铜铬碲-铜铬复合触头的制备：将步骤(1)所得铬碲粉和电解铜粉进行混合得到 铜铬碲混合粉M1；将铬粉和电解铜粉进行混合得到铜铬混合粉M2；首先将铜铬碲混合粉M1装入模具中，刮平后撒上0.05-0.15mm厚的铜铬合金粉末A，接着提升模具形成新的空腔，将铜铬混合粉M2装入空腔中再刮平，然后进行模压成型；脱模后将所得铜铬碲-铜铬压坯在高于铜铬合金粉末A熔点且低于混合粉末M1及M2熔点的温度下真空或氢气气氛中烧结， 得到具有铜铬碲层-铜铬层结构的铜铬碲-铜铬复合触头。