一种铜铬碲-铜铬复合触头的制备方法技术

本发明专利技术涉及冶金材料领域，本发明专利技术公开了一种铜铬碲

【技术实现步骤摘要】
一种铜铬碲
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铜铬复合触头的制备方法


[0001]本专利技术涉及冶金材料领域，尤其涉及一种铜铬碲
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铜铬复合触头的制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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：中国专利技术专利CN200410057837.6公开了一种铜铬碲触头的制备方法；《微量Te对Cu
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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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种铜铬碲
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铜铬复合触头的制备方法。本专利技术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。
[0006]本专利技术的具体技术方案为：一种铜铬碲
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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。
[0007]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，然而本专利技术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，本专利技术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。
[0008](2)铜铬碲
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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
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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
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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
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铜铬层结构的铜铬碲
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铜铬复合触头。
[0009]现有的铜铬碲单层触头因微量碲元素的存在，会严重影响触头和无氧铜杯座的焊接强度，固不适用长寿命要求的高性能真空开关。此外铜铬碲层和铜层直接进行复合的话，因铬和铜热膨胀系数差别巨大(铬热膨胀系数6.2，铜热膨胀系数16.5)，所以铜铬碲层和铜层之间热膨胀系数差别也较大，在加热时会出现严重变形甚至开裂，也不适用于真空开关的制备。为此，本专利技术提出具有铜铬碲层和铜铬层双层同质结构的铜铬碲
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铜铬复合触头，其中铜铬碲层作为燃弧面，具有优异的抗熔焊性能，铜铬层作为焊接面具有优异的焊接性能，同时两层之间热膨胀系数一样，不会产生变形。
[0010]除此之外，本专利技术在铜铬碲层和铜铬层添加少量的铜合金粉末A，在烧结时，铜合金粉末A熔化，能够更好地结合铜铬碲层和铜铬层，同时铜铬碲层和铜铬层处于固相烧结状态，不会熔化，从而能保持触头压坯的形状，不会坍塌或严重变形。
[0011]作为优选，步骤(1)中，所述二氧化碲的用量为铬粉重量的0.005～0.05％；所述混合溶液的用量为铬粉重量的0.5～5％。
[0012]作为优选，步骤(1)中，所述混合溶液中乙二醇和丙酮重量比为1∶3
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5。
[0013]作为优选，步骤(1)中，所述铬粉的粒径为120～500目。
[0014]作为优选，步骤(1)中，所述氢气还原的温度为350～500℃，时间为0.5～1.5小时。
[0015]作为优选，步骤(2)中，所述铜铬碲混合粉M1中电解铜粉的粒径为200
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350目，重量为铜铬碲
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铜铬复合触头中铜铬碲层的40～80％。
[0016]作为优选，步骤(2)中，所述铜铬混合粉M2中铬粉的粒径为120～500目，重量为铜铬碲
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铜铬复合触头中铜铬层的20～60％；电解铜粉的粒径为200
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350目，重量为铜铬碲
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铜铬复合触头中铜铬层的40～80％。
[0017]作为优选，步骤(2)中，所述铜铬合金粉末A的熔点为1076℃；成分为：铬1.28wt％，其余为铜；粒径为2～20μm。
[0018]作为优选，步骤(2)中，所述铜铬碲混合粉M1和铜铬混合粉M2的用量比为1∶1～1∶3。
[0019]作为优选，步骤(2)中，所述烧结的温度为1078～1082℃，时间为30～120min。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：(1)本专利技术将传统铜铬碲触头设计为两层结构的铜铬碲
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铜铬复合触头，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；此外避免了铜铬(碲)
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铜触头两层之间因热膨胀系数差别较大而产生的严重变形甚至开裂现象。
[0021](2)本专利技术在铬和微量二氧化碲混料时采用溶液喷雾法，再经氢气还原得到碲分布均匀的铬碲粉，由此制备的铜铬碲
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铜铬触头的铜铬碲层不均在碲富集现象。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1制得的铜铬25碲
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铜铬25复合触头的金相图。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0024]总实施例一种铜铬碲
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铜铬复合触头的制备方法，包括以下步骤：(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜铬碲
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铜铬复合触头的制备方法，其特征在于：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；（2）铜铬碲
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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
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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
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铜铬压坯在高于铜铬合金粉末A熔点且低于纯铜熔点的温度下真空或氢气气氛中烧结，得到具有铜铬碲层
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铜铬层结构的铜铬碲
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铜铬复合触头。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述二氧化碲的用量为铬粉重量的0.005～0.05%；所述混合溶液的用量为铬粉重量的0.5～5%。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述混合溶液中乙二醇和丙酮重量比为1∶3
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【专利技术属性】
技术研发人员：余贤旺，吴彩霞，骆仁智，潘君益，陶应啟，
申请(专利权)人：浙江省冶金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：