[发明专利]一种添加Ti元素制备CuW合金的方法

说明书

本发明公开了一种添加Ti元素制备CuW合金的方法，具体为：将W粉与Ti粉和诱导铜粉放入混料机中混合均匀，压制成型，得到钨压坯；然后将钨压坯放入氢气气氛烧结炉中烧结获得钨骨架；最后将纯铜块叠放于钨骨架上方，放入氢气气氛烧结炉中，溶渗烧结，获得添加Ti的CuW合金。本发明通过添加Ti元素使得Cu/W实现了良好的冶金结合，且促进了钨骨架烧结颈的形成，起到活化烧结的作用。同时Ti元素的添加可以很好强化弱击穿相‑Cu相，使得制得的Cu(Ti)W合金，具有良好的强度和导电性，提高了电触头使用寿命的目的。

技术领域

本发明属于电工材料制备技术领域，涉及一种添加Ti元素制备CuW合金的方法。

背景技术

由于钨具有高的熔点和强度以及低的热膨胀系数，铜具有良好的导热导电性，所以，铜钨合金表现出优良的耐高温、耐烧蚀、高强度、高硬度等性能。

常规的CuW触头材料在开断过程中，由于铜的逸出功低且熔点较低，在高温电弧作用下，铜相将产生熔化和喷溅，造成触头材料表面凹凸不平，严重影响输电线路运行的稳定性和可靠性。因此，如何提高触头材料的耐电弧侵蚀性能成为触头材料研究的关键问题。

在W骨架制备时添加适量的活化元素能明显地改善Cu、W的润湿性，并且具有明显的活化烧结作用，能很好地促进钨粉的致密化和提高W骨架的强度。研究表明，在铜中添加Cr、Ni及Fe等元素，不仅可以提高Cu、 W之间的界面润湿性，还可使Cu/W界面结合由机械结合演变成为冶金结合，进而提高两相界面强度。由二元合金相图可知Ti与W可以形成连续固溶体，且Ti在Cu中也有一定的固溶量。Ti元素的添加可以改善Cu、W的润湿性，有利于提高Cu/W相界面结合强度。另外，经时效时效处理的Cu(Ti) W合金具有良好的强度和导电性，Ti元素的添加可以很好强化弱击穿相-Cu 相，达到提高电触头使用寿命的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种添加Ti元素制备CuW合金的方法，用以提高 Cu/W相界面结合强度。

本发明所采用的技术方案是，一种添加Ti元素制备CuW合金的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，混粉：

将W粉与Ti粉和诱导铜粉放入混料机中，加入无水乙醇湿混2～8小时；

步骤2，压制：

将经步骤1混合好的粉体倒入模具，压制成型，得到钨压坯；

步骤3，烧结：

将步骤2压制好的钨压坯放入氢气气氛烧结炉中烧结，随炉冷却至室温，获得钨骨架；

步骤4，溶渗：

将纯铜块叠放于步骤3得到的钨骨架上方，放入氢气气氛烧结炉中，溶渗烧结，随炉冷却至室温，获得添加Ti的CuW合金。

本发明特点还在于，

步骤1中W粉与Ti粉和诱导铜粉的用量按照质量百分比为： 1:0.5～2.0％:5～15％。

步骤1中无水乙醇的加入量为所有粉末总质量的2～6％。

步骤1中W粉的平均粒度为5～10μm，Ti粉的平均粒度5～40μm。

步骤2中压制压力为200～400MPa，保压时间为20～40s。

步骤3中烧结参数为：升温至800～1000℃保温0.5～2h。

步骤4中溶渗烧结参数为：先升温至800～1000℃保温0.5～2h，再升温至1200～1400℃，保温1～3h。