[发明专利]一种适用于高电压大规格铜铬触头材料的表面处理方法

说明书

本发明公开了一种适用于高电压大规格铜铬触头材料的表面处理方法，所述表面处理方法包括：毛坯机械加工及除油处理—燃弧面湿法抛砂—磁力研磨—真空清洗烘干—成品包封入库。该表面处理方法工艺过程简单可控，产品表面一致性好，有效节约刀具成本，加工效率高，具备批量化生产加工推广的意义。

技术领域

本发明涉及合金触头技术领域，具体是涉及一种适用于高电压大规格铜铬触头材料的表面处理方法。

背景技术

铜铬触头材料具有优良的开断能力和耐压特性、以及良好的耐电弧烧蚀性和抗熔焊性能，已被广泛地应用于真空断路器中。随着真空开关向高耐压、大容量和小型化方向的不断发展，要求进一步改善铜铬触头材料的耐压特性，降低触头表面接触电阻，这对触头材料及加工方法提出了更高的技术要求。

理想的触头材料应具有以下性能：①大电流开断能力②高承受电压能力③小的接触电阻④抗熔焊性能好⑤低的触头磨损⑥小截断电流⑦足够的机械强度⑧良好的加工性能。先进的表面处理技术是铜铬触头向高电压等级产业制造发展的基础和不可缺少的有效技术手段，可在不改变触头部件结构和材料的前提下，提升触头零部件的性能，保障服役安全，延长服役寿命。

目前，在高电压一般采用高铬含量(Cr含量≥40％)，以及大规格(直径Φ≥100mm)的铜铬触头材料。机械加工过程中，触头部件表面的粗糙度一直是真空断路器制造厂家设计加工方案及设备稳定运行着重考虑的因素。一般情况下，在铜铬触头机械加工过程中使用硬质合金刀具，通过刀具切削加工的CuCr触头材料表面粗糙度随Cr含量的增加而降低，尤其是高Cr含量的CuCr触头材料很难通过单一的机械加工获得优良的表面粗糙度，更无法满足特定触头燃弧面粗糙度Ra0.3及以下的技术要求。尤其是当铜铬触头的Cr含量达到40％以上时，由于高硬度金属铬相的存在，在加工过程难以达到好的表面质量，刀具损耗严重，加工效率低，表面质量难以保证，导致高铬产品的加工一次良率很低，甚至造成产品报废，加工成本高，效率低下。

行业普遍认为，燃弧面粗糙度越小越好，有利于降低触头表面接触电阻，利于触头开断；焊接面粗糙度控制在一定范围内(一般Ra≤3.2μm)，有利于触头真空钎焊时保证焊料的浸润性，提高真空钎焊的强度。这对于提高真空铜铬触头在开断过程中的稳定性，减少真空断路器的故障率、维护电网的安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于高电压大规格铜铬触头材料的表面处理方法。

本发明的技术方案是：一种适用于高电压大规格铜铬触头材料的表面处理方法，包括以下步骤：

S1、毛坯机械加工及除油处理：

按照工艺图纸技术要求对所需规格的毛坯进行全尺寸机械加工，得到粗糙度为Ra3.1～3.3μm等级的铜铬触头，然后采用除油剂对所述铜铬触头进行除油处理；

S2、燃弧面湿法抛砂：

采用平面磨刷机组对S1所得铜铬触头的燃弧面与开槽相贯棱边进行工艺参数统一的1～3min的湿法抛砂处理，且当铜铬触头厚度＜5mm时，湿法抛砂速度为1500～3000r/min，铜铬触头厚度≥5mm时，湿法抛砂速度为500～1500r/min；单次湿法抛砂处理铜铬触头的量为4～16片，得到燃弧面粗糙度为Ra0.2～0.3μm等级、焊接面粗糙度为Ra3.1～3.3μm等级的触头；

S3、磁力研磨：

将S2所得触头抹上自动磁力研磨的介质后不重叠地平铺在方形的不锈钢清洗框中，进行自动磁力研磨处理，选择按比例组合而成的多个规格的SUS304磁化组合钢针为磨料，完成后得到燃弧面粗糙度进一步降低的触头；

S4、真空清洗烘干：

采用真空环保碳氢清洗机对S3所得触头进行真空清洗烘干，并对真空清洗所用环保碳氢清洗剂进行蒸馏回收重复使用，真空清洗烘干后得到洁净度＜5RFU的触头；