异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺

铜钨合金电触头是高压断路器、开关柜、隔离开关、接地开关的重要部件。铜钨合金电触头具有“开断、导通”的作用。

铜钨合金电触头是开关电器的重要部件之一，是产品的“心脏“部件。那么我们现在就来详细介绍下“异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺”。

选择铜钨合金作为电触头材料的原因：钨铜合金综合铜和钨的优点,高强度、高比重、耐高温、耐电弧烧蚀、导电电热性能好、加工性能好。采用高品质钨粉及无氧铜粉,应用等静压成型(高温烧结-渗铜),保证产品纯度及准确配比,组织细密,性能优异.断弧性能好，导电性好,导热性好,热膨胀小。是作为电触头的优良之选。

　　异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺：

　　1、异型高导电性铜钨合金电触头材料：铜粉和钨粉。

　　2、异型高导电性铜钨合金电触头加工工艺：

　　（1）首先选择合适颗粒度的铜粉和钨粉按比例进行混合；

　　（2）对混合后的原料粉进行多次往复的热处理、压制成型和破碎，再等静压成型所需要的形状，并烧结成铜钨合金坯料；

　　（3）最后将准备好的铜与烧结后的坯料进行真空熔渗，确保材料生产时铜完全渗入坯体中，生产出孔隙率小于0.15％的异型高导电性铜钨合金电触头材料。

异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺的注意事项：

　　1、上述热处理的温度为580--700℃，时间为2--4小时。

　　2、上述压制成型的压力为4.5～8.5吨/平方厘米的压力。

　　3、上述采用的铜粉过400目筛，钨粉的颗粒在3--6μm之间。

　　4、上述铜粉和钨粉混合的重量比为0.3--0.8∶99.7--99.2。

　　5、采用上述工艺生产的异型高导电性铜钨合金电触头材料中铜的含量为8--17％。

　异型高导电性铜钨合金电触头材料的应用：该材料广泛应用于耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料等等。

　　异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺的优势：

　　1、该电触头材料由于采用钨为骨架，具有硬度高、耐磨损性好的特点。

　　2、由于材料采用铜材料，使制作的电气触头的电流分断能力、导电能力和电流断续特性等综合性能高得到提高；材料在使用寿命周期内，性能均匀性高。

　　3、采用该触头材料可制作成各种形状的异型触头，简化电器开关结构，消除了开关中弹簧的分散性，大幅度提高部件的可靠性。

　　4、通过创新的制粒工艺以及对工艺参数的精心选择控制了材料中钨颗粒之间的距离，解决材料成型困难及熔渗困难的问题，在整个烧结过程中无需加助烧剂。

　　5、通过创新的工艺确保材料生产时铜完全渗入坯体中，生产出孔隙率小于0.15％的电触头材料。

　　异型高导电性铜钨合金电触头材料及其加工工艺的举例：

　　1、首先将铜粉过400目筛，选择3--6μm的钨粉按重量比0.3--0.8∶99.7--99.2的比例混合

　　2、对混合后的原料粉在580--620℃的温度下热处理2--4小时，以4.5--8.5吨/cm2的压力成型，破碎；

　　3、再在620--670℃的温度下热处理2--4小时，以6--8.5吨/cm2的压力成型，破碎；

　　4、在670--700℃的温度下进行第三次热处理2--4小时，以6--8.5吨/cm2的压力成型，破碎；

　　5、最后等静压成型成所需要的形状，再电火花烧结成铜钨合金坯料。

　　6、将准备好的纯铜和烧结后的坯料进行真空熔渗，使铜的含量达到8--17％，制作成各种形状的孔隙率小于0.15％的异型铜钨电触头材料。

　　影响异型高导电性铜钨合金电触头材料的因素：

　　1、内部影响因素：

　　（1）结构尺寸：理论上认为，触头的结构尺寸越大，在使用中由于能量比较分敢的缘故，其抗电弧烧损的能力就越强。但实际中，由于受到整个电器开关结构的限制，触头的尺寸不可能很大。近来有人研究出中空触头、插入式触头或加装引弧角或引弧环的触头，其目的一来使产生电弧后，散热较快;二来使觖头在烧损后仍能保持良好的接触状态。

　　（2）制造工艺：目前，铜钨系电触头材料国内的制造商普遍使用的都是混料、压制、烧结熔渗法(或浸渍法)，所不同的是有的用预烧钨骨架熔融工艺制取，而有的不用。比较而言，用預烧钨骨架较一般不预烧钨骨架而直接熔浸渍制得的铜钨触头材料性能要理想。近年来，国外为了提高电触头材料的使用寿命，采用了更为先进的制造工艺，如纤维强化法、等静压制—浸溃法、烧结轧制工艺、离子注人、电弧熔炼法等,但我国对上述新工艺还停留在试验室阶段。

　　（3）钨粉粒度:关于粉末粒度组成,即钨粉粒度的大小对铜钨系电触头材料性能的影响，研究表明，用较细或较粗的钨粉制造的触头其抗电弧烧损都很差，最理想的是粗细钨粉以一定的比例混合来制造，但需要注意的是不同成分的触头材料（如CuW50、CuW90)应有不同的比例配合。在当前的实际生产中，为了减少工艺的难度，通常选择尺寸在某一很广范围内的钨粉混合来烧结钨铜材料的办法。

　　（4）应用场合：实验发现，不同成分的触头材料有其最佳的适用场合。例如，在六氟化硫断路器中以Cu20~?30/W80?~70，在空气或真空开关中以Cu10/W90,在袖断路器中以Cu15~20/W85~80的组分最为抗烧损。

　　2、外部影响因素：研究认为，不同特性的电流，在通断过程中产生的暂态特性不同，对触头的烧损强度也不同，但当触头选定以后，其电流特性就是一定值；周围介质对电触头的灭弧能力影响较大。如杲介质的灭弧能力强，就可大大减少触头材料的电孤烧损(它是点触头失效的主要原因之一）。例如，在中低压开关中常用的灭弧介质是空气或真空，而在中高压断路器中常用油或六氟化硫来做为灭弧介质就是这个道理;另外，触头的开断、闭合速度及关合初压力对触头也有很大影响。因为开断速度特别是初开速度决定着燃弧时间，提高初开速度会缩短燃弧时间，减少触头烧损。而增加初压力，可以减弱触头因撞击而引起的机械振动，从而减少机械磨损和电弧烧损。