一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，具体为：步骤1，将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A，再将混合粉末A冷压成坯，然后对冷压形成的坯进行热压烧结，随后随炉冷却，得到BN/Cu复合材料毛坯；步骤2，将钨粉和铜粉按照一定比例经过机械混合后晾干、筛粉，得到混合粉末B，将混合粉末B冷压成坯得到钨骨架；步骤3，将得到的BN/Cu复合材料毛坯和钨骨架一起放到石墨坩埚中，然后将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中，最后在氢气气氛下烧结、熔渗，从而得到CuW合金。本发明专利技术一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法所制备的CuW合金摩擦系数降低，合金的磨损率相对较小。

A preparation method of CuW alloy with low friction coefficient

【技术实现步骤摘要】
一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法
本专利技术属于金属材料制备方法
，涉及一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法。
技术介绍
CuW合金具有良好的耐电弧烧蚀性、抗熔焊性能和高强度等优点，是高压断路器中大量使用的触头材料之一，它承担着接通与分断电流的任务。随着我国电力系统、电压等级和电网覆盖地域的快速发展，从而对CuW电触头材料的研究和开发提出了更高的要求，不断提高CuW触头材料的电导率、机械性能和化学性能才能为高压开关的工作提供可靠性的保障。CuW合金的组织结构直接影响着材料的力学性能和使用性能，且CuW触头材料在反复的插拔过程中容易受到机械磨损，造成触头材料的局部损坏影响使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，所制备的CuW合金摩擦系数降低，合金的磨损率相对较小。本专利技术所采用的技术方案是，一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A，再将混合粉末A冷压成坯，然后对冷压形成的坯进行热压烧结，随后随炉冷却，得到BN/Cu复合材料毛坯；步骤2，将钨粉和铜粉按照一定比例经过机械混合后晾干、筛粉，得到混合粉末B，将混合粉末B冷压成坯得到钨骨架；步骤3，将步骤1中得到的BN/Cu复合材料毛坯和步骤2中得到的钨骨架一起放到石墨坩埚中，然后将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中，最后在氢气气氛下烧结、熔渗，从而得到CuW合金。本专利技术的特征还在于，步骤1中将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A的具体过程为：将氮化硼粉末和铜粉按照一定比例装入混料机中，其中，氮化硼粉末占BN/Cu复合材料总质量的0.5-2％，然后按铜粉和氮化硼粉总质量的1:1加入不锈钢磨球，并向混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以120r/min的转速混粉4h，得到混合粉末A。步骤1中将混合粉末冷压成坯的具体过程为：将混合粉末A采用冷压模具冷压成坯，在冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s。步骤1中对冷压形成的坯进行热压烧结的具体过程为：将对冷压形成的坯放入气氛保护热压炉中，以20℃/min由室温升温至900℃，保温30min，随后以10℃/min加热至1000-1060℃，保温30-60min，并加压7-28MPa，最后随炉冷却至室温，得到BN/Cu复合材料毛坯，其中，烧结过程中在氢气保护气氛下进行烧结，降温在氮气气氛保护下降温。步骤2具体为：将钨粉和铜粉装入混料机中，按钨粉和铜粉总质量的1:2加入不锈钢磨球，再给混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以100r/min的转速混粉4h，得到混合粉末B，再将混合粉末B晾干后放入冷压模具中冷压成坯得到钨骨架，冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s；其中，钨粉为CuW合金总质量的70％，铜粉为钨粉的5％～15％。步骤3中在氢气气氛下烧结的过程为：将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中后，给气氛保护高温烧结炉中充入氢气，然后在室温下40min由室温升至950℃，保温30min，随后15min升至970℃，保温40min；再进行熔渗，具体为：在40min由970℃升至1350℃，保温2h，最后随炉冷却；烧结和熔渗过程均以氢气为保护气体。本专利技术的有益效果是：本专利技术改善了CuW合金的摩擦磨损性能，利用BN/Cu复合材料代替纯铜通过熔渗法所制备出的CuW合金组织分布均匀，相比于在添加润滑相氮化硼的钨骨架中熔渗纯铜，本专利技术所制备的CuW合金摩擦系数降低，合金的磨损率相对较小，制备出符合国标性能的CuW70合金。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的CuW合金组织形貌图；图2是本专利技术实施例1-4所制备的CuW合金的摩擦系数图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A，再将混合粉末A冷压成坯，然后对冷压形成的坯进行热压烧结，随后随炉冷却，得到BN/Cu复合材料毛坯；具体为：将氮化硼粉末和铜粉按照一定比例装入混料机中，其中，氮化硼粉末占BN/Cu复合材料总质量的0.5-2％，然后按铜粉和氮化硼粉总质量的1:1加入不锈钢磨球，并向混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以120r/min的转速混粉4h，得到混合粉末A；将混合粉末A采用冷压模具冷压成坯，在冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s；将对冷压形成的坯放入气氛保护热压炉中，以20℃/min由室温升温至900℃，保温30min，随后以10℃/min加热至1000-1060℃，保温30-60min，并加压7-28MPa，最后随炉冷却至室温，得到BN/Cu复合材料毛坯，其中，烧结过程中在氢气保护气氛下进行烧结，降温在氮气气氛保护下降温；步骤2，将钨粉和铜粉按照一定比例经过机械混合后晾干、筛粉，得到混合粉末B，将混合粉末B冷压成坯得到钨骨架；具体为：将钨粉和铜粉装入混料机中，按钨粉和铜粉总质量的1:2加入不锈钢磨球，再给混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以100r/min的转速混粉4h，得到混合粉末B，再将混合粉末B晾干后放入冷压模具中冷压成坯得到钨骨架，冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s；其中，钨粉为CuW合金总质量的70％，铜粉为钨粉的5％～15％；步骤3，将步骤1中得到的BN/Cu复合材料毛坯和步骤2中得到的钨骨架一起放到石墨坩埚中，然后将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中，最后在氢气气氛下烧结、熔渗，从而得到CuW合金；其中烧结的过程为：将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中后，给气氛保护高温烧结炉中充入氢气，然后在室温下40min由室温升至950℃，保温30min，随后15min升至970℃，保温40min；再进行熔渗，具体为：在40min由970℃升至1350℃，保温2h，最后随炉冷却；烧结和熔渗过程均以氢气为保护气体。本专利技术所使用的BN粉末的尺寸为100nm。实施例1称取纳米级氮化硼粉末0.5wt.％、余量为铜粉(40-60μm)，将放入混料机中，然后按铜粉和氮化硼粉总质量的1:1加入不锈钢磨球，并向混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以120r/min的转速混粉4h，得到混合粉末A；将混合粉末A采用冷压模具冷压成坯，在冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s；将对冷压形成的坯放入气氛保护热压炉中，以20℃/min由室温升温至900℃，保温30min，随后以10℃/min加热至1000℃，保温30min，并加压7MPa，最后随炉冷却至室温，得到BN/Cu复合材料毛坯，其中，烧结过程中在氢气保护气氛下进行烧结，降温在氮气气氛保护下降温；按照10:1的比例称取钨粉和诱导铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1，将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A，再将混合粉末A冷压成坯，然后对冷压形成的坯进行热压烧结，随后随炉冷却，得到BN/Cu复合材料毛坯；/n将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A的具体过程为：将氮化硼粉末和铜粉按照一定比例装入混料机中，其中，氮化硼粉末占BN/Cu复合材料总质量的0.5-2％，然后按铜粉和氮化硼粉总质量的1:1加入不锈钢磨球，并向混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以120r/min的转速混粉4h，得到混合粉末A；/n步骤2，将钨粉和铜粉按照一定比例经过机械混合后晾干、筛粉，得到混合粉末B，将混合粉末B冷压成坯得到钨骨架；/n步骤3，将步骤1中得到的BN/Cu复合材料毛坯和步骤2中得到的钨骨架一起放到石墨坩埚中，然后将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中，最后在氢气气氛下烧结、熔渗，从而得到CuW合金，所述步骤1中将混合粉末冷压成坯的具体过程为：/n将混合粉末A采用冷压模具冷压成坯，在冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A，再将混合粉末A冷压成坯，然后对冷压形成的坯进行热压烧结，随后随炉冷却，得到BN/Cu复合材料毛坯；
将铜粉和氮化硼粉末按照一定的比例机械混粉后，得到混合粉末A的具体过程为：将氮化硼粉末和铜粉按照一定比例装入混料机中，其中，氮化硼粉末占BN/Cu复合材料总质量的0.5-2％，然后按铜粉和氮化硼粉总质量的1:1加入不锈钢磨球，并向混料机中添加粉末总质量1％的无水乙醇作为粘合剂，以120r/min的转速混粉4h，得到混合粉末A；
步骤2，将钨粉和铜粉按照一定比例经过机械混合后晾干、筛粉，得到混合粉末B，将混合粉末B冷压成坯得到钨骨架；
步骤3，将步骤1中得到的BN/Cu复合材料毛坯和步骤2中得到的钨骨架一起放到石墨坩埚中，然后将坩埚置于气氛保护高温烧结炉中，最后在氢气气氛下烧结、熔渗，从而得到CuW合金，所述步骤1中将混合粉末冷压成坯的具体过程为：
将混合粉末A采用冷压模具冷压成坯，在冷压过程中压强为300MPa，保压时间为30s。


2.根据权利要求1所述的一种具有低摩擦系数CuW合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1中对冷压形成的坯进行热压烧结的具体过程为：
将对...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹军涛，雷艺，石浩，梁淑华，肖鹏，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61