一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法，其是采用一模多腔的石墨模具，通过放电等离子烧结对CuCr混合粉末进行固结成形，通过优化烧结模具结构，梯级施加10～30MPa的轴向机械压力的同时以20～30℃/min加热至830～860℃后保温3～6min，即可一次性批量制造多个长径比为0.1～2.0、致密度大于98.0％且沿轴向和径向的波动小于1％、成分组织均匀、氧含量低的烧结圆柱锭。本发明专利技术可根据CuCr合金的尺寸需求设计不同的模具结构、选择不同的烧结条件，工艺简单、周期短、生产效率高，所得CuCr合金经后续少量加工即可成品而用作大功率输变电设备中真空断路器的零部件。

【技术实现步骤摘要】
一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法
本专利技术涉及一种铜基真空触头材料的粉末冶金批量制造方法，尤其涉及一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法。
技术介绍
CuCr合金因具有较好的耐电弧侵蚀能力和良好的开断电流能力，而作为触头材料广泛用于中高压真空断路器中。CuCr合金的使用性能主要取决于其组织结构的致密性和均匀性。由于Cu和Cr之间的相互溶解度很低，浸润性差，因此在CuCr合金研发的相当长一段时间内，皆是先采用粉末冶金法制备具有一定形状的多孔Cr骨架，然后熔渗Cu而得到CuCr合金制品；必要时再对熔渗后的CuCr合金进行冷或热复压，使产品达到符合要求的密度和强度。因此，受制备工艺限制，产品总存在一定量的缺陷，影响材料的性能和使用寿命。放电等离子烧结(SPS)是利用强脉冲直流电流流经粉末或模具产生焦耳热而对粉末进行快速固结成形的一种新技术。该烧结技术可显著降低成形温度和成形时间，并在粉末颗粒间隙中产生等离子活化、放电冲击压和电场辅助扩散效应等一系列特殊效应，被认为是制备细晶、纳米晶块体材料的一种高效低成本方法。近期，中国专利CN106498205A公开了一种大尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法，其特征在于：设置石墨模具，所述石墨模具包括含n个模腔的石墨阴模和对应于每个模腔的两个压头，n≥3；所述石墨阴模的n个模腔呈轴对称均匀分布，所述压头的外圆柱面上均匀设置有若干沿轴向贯穿的排气槽；将由Cu粉和Cr粉机械混合而成的CuCr混合粉末，等质量装入石墨模具的各模腔中预压，然后再置于放电等离子烧结系统中，梯级施加10～30MPa轴向压力的同时以20～30℃/min的升温速率加热至830～860℃，保温3～6min，对CuCr混合粉末进行固结成形，即一次性批量制得多个高致密度高均匀性的CuCr合金圆柱锭。

【技术特征摘要】
1.一种高致密度高均匀性的CuCr合金的批量制造方法，其特征在于：设置石墨模具，所述石墨模具包括含n个模腔的石墨阴模和对应于每个模腔的两个压头，n≥3；所述石墨阴模的n个模腔呈轴对称均匀分布，所述压头的外圆柱面上均匀设置有若干沿轴向贯穿的排气槽；将由Cu粉和Cr粉机械混合而成的CuCr混合粉末，等质量装入石墨模具的各模腔中预压，然后再置于放电等离子烧结系统中，梯级施加10～30MPa轴向压力的同时以20～30℃/min的升温速率加热至830～860℃，保温3～6min，对CuCr混合粉末进行固结成形，即一次性批量制得多个高致密度高均匀性的CuCr合金圆柱锭。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、选用氧含量低于500ppm、粒径不大于200目的金属Cu粉；选用氧含量低于800ppm、粒径在80目～240目之间的金属Cr粉；根据所需CuCr合金的成分，称取Cu粉和Cr粉，采用机械混合法混合10h，获得均匀的CuCr混合粉末；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文斌，师晓云，刘凯，艾璇，王小军，杨平，张久兴，胡可，韩翠柳，高思远，杨新宇，
申请(专利权)人：陕西斯瑞新材料股份有限公司，合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61