【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及由金屬粉末制造制品，具體是涉及一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法。
技術(shù)介紹
1、目前制備銅鉻觸頭的方法常見的有混粉燒結(jié)法、真空熔鑄法、電弧熔煉法。混粉燒結(jié)法由于是采用固相燒結(jié)，顆粒結(jié)合強(qiáng)度較低，滅弧室開斷過程中，觸頭是從基體斷開，觸頭更容易被拉開，觸頭的抗熔焊性能是這幾種工藝中最優(yōu)的，傳統(tǒng)混粉觸頭的制備方法一般采用模壓成型，這種成型方式單一外加壓力成型，對(duì)于壓機(jī)的噸位及模具要求較高，尤其是大尺寸如直接尺寸大于70規(guī)格的觸頭材料，壓制需要800噸及以上噸位壓機(jī)，單臺(tái)壓機(jī)成本相對(duì)較高、且模具承壓要求較高費(fèi)用也相對(duì)增大，最主要壓制過程中潛在風(fēng)險(xiǎn)如噪音、模具炸裂造成的潛在危險(xiǎn)較大。
2、專利cn105018768a公布了一種高性能銅鉻觸頭材料及其制備方法，該方法采用銅鉻混合粉直接進(jìn)行冷等靜壓，再經(jīng)過真空包套，加熱，再經(jīng)過熱等靜壓制備混粉觸頭材料，該方法加工成銅鉻合金棒材，到觸頭成品需要經(jīng)過加工過程，材料利用率低，制備成本較高。
3、為了解決上述問題，本專利技術(shù)決定設(shè)計(jì)一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供了一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法。
2、一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，包括以下步驟：
3、s1、混料：
4、將質(zhì)量百分比為25~55%的鉻粉和余量的銅粉混合2~7h，得到混合料；
5、s2、冷等靜壓：
6、將
7、s3、真空燒結(jié)：
8、將步驟s2得到的坯體放入真空燒結(jié)爐中進(jìn)行梯度式燒結(jié)，真空度為1×10-4~1×10-1pa，得到棒料；
9、s4、真空除氣：
10、將步驟s3得到的棒料進(jìn)行包套，然后置于熱處理爐中加熱至500~600℃，再除氣8~20h至包套內(nèi)真空度達(dá)1×10-5~1×10-3pa后，用氬弧焊對(duì)包套進(jìn)行封焊，得到封焊后的棒料；
11、s5、熱等靜壓：
12、將封焊后的棒料連同包套一起進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)，熱等靜壓燒結(jié)完成后再去除包套，得到銅鉻觸頭材料。
13、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述鉻粉和銅粉的粉末粒徑為-200目。
14、說明：-200目的粉末可以使觸頭的頂部具有良好的致密性和化學(xué)穩(wěn)定性，提供額外的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。
15、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述混合的方法為：用雙棍螺旋混料機(jī)混料，雙棍螺旋混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為10~60r/min。
16、說明：雙螺旋結(jié)構(gòu)使物料在混合過程中能夠得到充分的攪拌、對(duì)流、剪切和擴(kuò)散，從而達(dá)到快速、均勻的混合效果，保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
17、進(jìn)一步地，步驟s2中，所述墩粉的方法為：機(jī)械振動(dòng)膠套30~50s，再墩粉8~10次，然后蓋上膠套塞搟料3~8min，使用鋼卡縮緊膠套口，膠套頭朝下，再反向墩粉2~3次。
18、說明：上述墩粉方法能夠使粉類原料在初始階段就得到較為充分的松散，振動(dòng)可以打破粉類可能存在的結(jié)塊現(xiàn)象，反向墩粉可以在一定程度上消除之前搟料過程中可能產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。
19、進(jìn)一步地，步驟s2中，所述膠套的材質(zhì)選自聚氨酯或丁腈橡膠。
20、說明：聚氨酯材料具有出色的耐磨性，在墩粉和搟料時(shí)，膠套可能會(huì)在粗糙的臺(tái)面上反復(fù)移動(dòng)，聚氨酯材質(zhì)能夠承受這種摩擦，減少磨損；丁腈橡膠具有良好的密封性能。當(dāng)使用鋼卡縮緊膠套口時(shí)，丁腈橡膠能夠緊密貼合，有效防止空氣進(jìn)入膠套內(nèi)部，保持內(nèi)部環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定。
21、進(jìn)一步地，步驟s3中，所述梯度式燒結(jié)的方法為：先從室溫升溫1.8~2.2h至290~310℃，保溫1.8~2.2h；再升溫2.8~3.2h至490~510℃，保溫1.8~2.2h；再升溫1.8~2.2h至890~910℃，保溫0.8~1.2h；最后升溫2.8~3.2h至1020~1060℃，保溫2~3h，停止加熱隨爐冷卻至60℃出爐。
22、說明：在真空燒結(jié)過程中，材料內(nèi)部會(huì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生熱應(yīng)力。如果一次性將銅鉻棒料升溫到最高溫，棒料內(nèi)外層會(huì)因?yàn)闇夭钸^大而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。采用梯度式升溫可以讓棒料的溫度逐漸上升，使內(nèi)外層的溫度差減小，從而有效降低熱應(yīng)力。
23、進(jìn)一步地，步驟s4中，所述包套的材質(zhì)選自鋼套或者銅套。
24、說明：鋼套和銅套可以降低除氣時(shí)氣體對(duì)包套的侵蝕，良好的熱傳導(dǎo)性也有助于棒料均勻受熱。
25、進(jìn)一步地，步驟s5所得到的銅鉻觸頭材料的直徑為70~100mm。
26、說明：在燒結(jié)過程中，大尺寸的觸頭更容易出現(xiàn)成分偏析現(xiàn)象，在燒結(jié)過程中，隨著觸頭尺寸的增大，內(nèi)部孔隙的消除變得更加復(fù)雜，因此本申請(qǐng)能夠降低大規(guī)格觸頭材料在制備過程中的困難，并保持大規(guī)格觸頭材料的良好性能。
27、作為本專利技術(shù)的一種方案，步驟s5中，熱等靜壓燒結(jié)的溫度為800~960℃，壓力為110~130mpa，保壓時(shí)間為3~5h。
28、說明：上述熱等靜壓燒結(jié)參數(shù)使得材料內(nèi)部的氣體可以更充分地被排出。
29、作為本專利技術(shù)的另一種方案，所述步驟s5中，熱等靜壓采用分區(qū)域式壓制，方法如下：
30、以棒料的端面中心為圓心，在端面上畫出n個(gè)同心圓，將棒料端面分割成n+1個(gè)區(qū)域，n取4~7內(nèi)的整數(shù)；
31、位于最中心的第1個(gè)區(qū)域的半徑r1為棒料端面半徑rn的15~25%，由內(nèi)向外的第i個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的同心圓的半徑ri=(rn-ri-1)/a(n-1)；其中，a為常數(shù)，取0.6~0.7，2≤i≤n，各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的同心圓的半徑單位為mm；
32、從第1個(gè)區(qū)域開始，由內(nèi)向外對(duì)各個(gè)區(qū)域依次進(jìn)行熱等靜壓；
33、其中，第1個(gè)區(qū)域的熱等靜壓溫度t1=850~950℃，熱等靜壓壓力p1=120~130mpa；
34、第i個(gè)區(qū)域的熱等靜壓壓力pi=0.05(ri-ri-1)pi-1，熱等靜壓溫度ti=t1-（i-1）×δt1，δt1=150~200℃；
35、當(dāng)ti<100℃時(shí)，第i個(gè)區(qū)域至第n+1個(gè)區(qū)域的熱等靜壓壓力pi=1~10mpa，熱等靜壓溫度ti=ti-1-δt2，δt2=20~30℃；
36、各個(gè)區(qū)域的熱等靜壓時(shí)間均為30~60min。
37、說明：采用分區(qū)域式熱等靜壓，從棒料端面中心向外逐步進(jìn)行處理。棒料在整體一次熱等靜壓過程中，由于各部位同時(shí)承受壓力和溫度變化，不同區(qū)域的膨脹和收縮程度可能不同，容易在材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中。由于本申請(qǐng)是按照一定的半徑順序和壓力、溫度梯度對(duì)不同圓區(qū)域進(jìn)行熱等靜壓，能夠使材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)更加均勻；這種逐漸變化的條件可以使材料在不同區(qū)域的變形和致密化過程更加緩和，減少在后續(xù)使用過程中因內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生的裂紋等缺陷，因此通過分本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述鉻粉和銅粉的粉末粒徑為-200目。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述混合的方法為：用雙棍螺旋混料機(jī)混料，雙棍螺旋混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為10~60r/min。
4.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述墩粉的方法為：機(jī)械振動(dòng)膠套30~50s，再墩粉8~10次，然后蓋上膠套塞搟料3~8min，使用鋼卡縮緊膠套口，膠套頭朝下，再反向墩粉2~3次。
5.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述膠套的材質(zhì)選自聚氨酯或丁腈橡膠。
6.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述梯度式燒結(jié)的方法為：先從室溫升溫1.8~2.2h至290~310℃，保溫1.8~2.2h；再升溫2.8~
7.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述包套的材質(zhì)選自鋼套或者銅套。
8.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S5所得到的銅鉻觸頭材料的直徑為70~100mm。
9.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟S5中，熱等靜壓燒結(jié)的溫度為800~960℃，壓力為110~130MPa，保壓時(shí)間為3~5h。
10.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，熱等靜壓采用分區(qū)域式壓制，方法如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述鉻粉和銅粉的粉末粒徑為-200目。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述混合的方法為：用雙棍螺旋混料機(jī)混料，雙棍螺旋混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為10~60r/min。
4.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述墩粉的方法為：機(jī)械振動(dòng)膠套30~50s，再墩粉8~10次，然后蓋上膠套塞搟料3~8min，使用鋼卡縮緊膠套口，膠套頭朝下，再反向墩粉2~3次。
5.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述膠套的材質(zhì)選自聚氨酯或丁腈橡膠。
6.如權(quán)利要求1所述的一種大規(guī)格粉末冶金銅鉻觸頭材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述梯度式燒結(jié)的方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊曉青，王小軍，李鵬，張石松，余明，張毅豪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西斯瑞新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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