一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo-Cu合金制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
‑
Cu合金制备方法


[0001]本专利技术属于电触头材料领域，具体涉及一种高致密的Mo
‑
Cu合金制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家电网特高压输电网络的不断完善发展与新能源发电比重的逐渐增大，高压输电逐渐成为远距离输电主流模式，因而高压电触头材料服役工况更加苛刻，对Mo
‑
Cu合金材料的致密度、组织与性能的均匀性、力学性能及热电性能也提出了新的要求。Mo
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Cu合金电触头材料作为高压输电器件的“心脏”，其主要承担着接通和断开高压电路的工作。目前高压输电器件主要失效原因是高压电触头的失效，一旦电触头材料发生失效问题，必然会影响高压输电线路的正常输电工作，因而制备高致密、性能优异的Mo
‑
Cu电触头材料具有深远意义。Mo
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Cu电触头材料制备过程中孔隙率高的问题一直是亟待解决的技术难题，为提高Mo
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Cu合金致密度，实现Mo
‑
Cu合金组织与性能的调控，利用表面包覆技术和火焰喷涂技术制备Mo
‑
Cu合金，不仅能够提高Mo
‑
Cu合金致密度，也能实现Mo
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Cu合金组织与性能的调控，通过控制Mo、Cu的成分配比及粉末粒径，提高Mo
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Cu合金服役寿命。
[0003]目前，针对于Mo
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Cu合金主要的制备技术为粉末冶金法，其主要步骤如下：通过机械合金化制备Mo
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Cu复合粉体，利用压力机模压成型，在真空热压烧结炉中进行烧结制备Mo
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Cu合金。通过粉末冶金法制备的Mo
‑
Cu合金具有较高的孔隙率，组织成分均匀性差，易出现成分偏析、团聚现象。国内外相关研究学者也针对Mo
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Cu合金及其复合粉体制备技术进行了相关研究，从复合粉体制备技术入手，探究了不同复合粉末制备技术对Mo
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Cu合金组织与性能的影响，但通过粉末冶金法所制备的Mo
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Cu合金普遍存在致密度低等问题，像金属粉末注射成型等新型Mo
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Cu合金制备方法还处于起步阶段，未能实现工业化批量生产。
[0004]鉴于Mo
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Cu合金制备方法所存在的工艺弊端，本专利技术提出一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
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Cu合金制备方法。本专利技术通过对化学
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还原法溶液配比、喷涂工艺、还原工艺、烧结工艺的优化调控，制备高致密的Mo
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Cu合金，为实现Mo
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Cu合金组织与性能的调控，提高Mo
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Cu合金服役寿命具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有的Mo
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Cu合金制备技术所存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
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Cu合金制备方法，Mo
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Cu合金致密度高，组织与性能均匀，热膨胀系数可调控，导电导热性能优异，此技术提高了Mo
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Cu合金致密度，实现了Mo
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Cu合金组织与性能的优化控制，使其得到广泛的应用。
[0006]本专利技术提供一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
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Cu合金制备方法，所提出的技术方案为：包括以下步骤：
[0007]S1：将四钼酸铵粉末和硝酸铜粉末按质量比例混合，加入氨水和去离子水混合液中并进行持续搅拌加热，制备出反应产物
[0008]S2：采用去离子水洗涤反应产物并进行分离，用无水乙醇洗涤反应产物并进行加热干燥，制备出反应产物粉末，对干燥完成后的反应产物粉末进行煅烧实验，制备出具有Mo包覆层的Mo
‑
Cu复合粉体
[0009]S3：采用砂纸打磨基体表面，并对基体表面进行喷砂处理，采用氧
‑
乙炔火焰喷涂技术将制备的具有Mo包覆层的Mo
‑
Cu复合粉体喷涂在基体表面，并进行多层喷涂累积，制备出Mo
‑
Cu合金
[0010]S4：将制备出的Mo
‑
Cu合金进行氢还原实验及真空烧结实验，即可制备出高致密度的Mo
‑
Cu合金
[0011]进一步的，所述步骤S1中四钼酸铵与硝酸铜质量比按Mo
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Cu合金Cu含量30％
‑
70％的比例称取，氨水为去离子水两倍，水浴加热温度为20
‑
80℃，搅拌速度100
‑
200r/min，搅拌时间20
‑
40min。
[0012]进一步的，所述步骤S2中干燥温度为80
‑
120℃，干燥时间2
‑
4h。
[0013]进一步的，所述步骤S2中煅烧实验的煅烧温度240
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600℃，保温时间为1
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2h，升温速率2
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5℃/min，降温速率5
‑
10℃/min。
[0014]进一步的，所述步骤S3中氧
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乙炔火焰喷涂的乙炔流量200
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400L/h，氧气流量100
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200L/h，喷涂距离20
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50mm，喷涂速度50
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150mm/s，乙炔压力0.1
‑
0.2MPa，氧气压力0.4
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0.8MPa，送分量10g/min，基体预热温度600
‑
700℃。
[0015]进一步的，所述步骤S4中氢还原实验的氢还原温度1050
‑
1200℃，保温时间2
‑
6h，氢气流量0.5
‑
1.5L/min，升温速率5
‑
10℃/min，降温速率5
‑
10℃/min。
[0016]进一步的，：所述步骤S4中真空烧结实验的真空度10
‑2‑
10
‑
6Pa，烧结温度1150
‑
1350℃，保温时间2
‑
4h，升温速率2
‑
5℃/min，随炉冷却。
[0017]进一步的，所述的Mo
‑
Cu合金致密度在98％以上。
[0018]进一步的，所述基体为304不锈钢。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020](1)本专利技术所制备的具有Mo包覆层的复合粉体，可通过调节粉末原料比例实现制备不同配比的Mo
‑
Cu复合粉体，且在Mo
‑
Cu合金在制备过程中能够抑制Cu相生长，并使得两相分布均匀，无团聚偏析现象。
[0021](2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
‑
Cu合金制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将四钼酸铵粉末和硝酸铜粉末按质量比例混合，加入氨水和去离子水混合液中并进行持续搅拌加热，制备出反应产物；S2：采用去离子水洗涤反应产物并进行分离，用无水乙醇洗涤反应产物并进行加热干燥，制备出反应产物粉末，对干燥完成后的反应产物粉末进行煅烧实验，制备出具有Mo包覆层的Mo
‑
Cu复合粉体；S3：采用砂纸打磨基体表面，并对基体表面进行喷砂处理，采用氧
‑
乙炔火焰喷涂技术将制备的具有Mo包覆层的Mo
‑
Cu复合粉体喷涂在基体表面，并进行多层喷涂累积，制备出Mo
‑
Cu合金；S4：将制备出的Mo
‑
Cu合金进行氢还原实验及真空烧结实验，即可制备出高致密度的Mo
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Cu合金。2.根据权利要求1所述的一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
‑
Cu合金制备方法，其特征在于：所述步骤S1中四钼酸铵与硝酸铜质量比按Mo
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Cu合金Cu含量30％
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70％的比例称取，氨水为去离子水两倍，水浴加热温度为20
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80℃，搅拌速度100
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200r/min，搅拌时间20
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40min。3.根据权利要求1所述的一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
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Cu合金制备方法，其特征在于：所述步骤S2中干燥温度为80
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120℃，干燥时间2
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4h。4.根据权利要求1所述的一种基于表面包覆技术和火焰喷涂技术的Mo
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Cu合金制备方法，其特征在于：所述步骤S2中煅烧实验的煅烧温度240
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600℃，保温时间为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚建洮，高成，董会，王丽爽，刘晓刚，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：