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喷射成形技术突破高性能电接触材料的制造难点           ★★★
喷射成形技术突破高性能电接触材料的制造难点
文章来源:我的钢铁 点击数: 更新时间:2008-7-22 8:14:20

电接触材料在工业乃至整个国民经济中发挥着越来越重要的作用,随着电力、电子、通讯、机械等行业的快速发展,对电接触材料的质量、性能、经济性和环保性提出了很高的要求,这就要求材料工作者不断开发新的高性能电接触材料。

传统的电接触材料制造方法为熔铸法和粉末冶金法,但对于某些高合金易偏析材料,熔铸法几乎难以制备,粉末冶金法则过于复杂,生产成本很高。喷射成形工艺的快速凝固特点有效避免了成分偏析,表现出明显的优势及良好的发展前景。

瑞典SwissmetallBoillat公司和德国Weiland公司喷射成形设备生产最大尺寸达Φ300mm×2000mm的多种铜合金棒坯,最大年产能力可达2000吨,其中很重要的一个应用方向是利用上述喷射成形铜合金制造电子触头产品,特别是先进的无线通讯设施中所需要的各类触头产品。

我国昆明贵金属研究所和中科院金属研究所共同合作将喷射成形技术引入电接触材料的生产领域,并建立了配套生产线,以替代传统熔铸和粉末冶金生产工艺,获得了综合性能优异的电接触材料。.目前,昆明贵金属研究所建立的喷射成形生产线主要用于以下两类电接触材料的制备:

(1)固溶强化、细晶强化或时效强化的材料,如细晶银AgNi,高强高导电铜合金CuCr、CuCrZr及真空触头CuCr25等。以CuCr与CuCr25为例,该材料具有分断电流能力大、耐电压强度高、电弧烧损率低等优点,是目前国际上制造大功率真空断路开关触头的主导材料。我国近年来随着大规模城市电网基础设施改造的开展,对这一类大功率真空断路开关触头材料的需求急剧增加。但是由于Cu和Cr比重相差较大,在固态几乎不互溶,因此其制备一直是个难题,极易产生重力偏析、密度不够、含气量大等现象,严重影响了该合金的电接触性能。采用喷射成形技术,可充分体现喷射成形技术的优势,解决偏析、含气量大及密度低等问题,获得成分均匀、组织细密、晶粒细小、低含氧量和高密度(相对密度>97%)的材料。

(2)第二相弥散强化材料,如弥散强化铜CuAl2O3,AgSnO2等。以CuAl2O3为例,该合金主要用于电阻焊电极等领域,其原来的制造工艺工序繁杂,质量控制环节多,成本较高。采用喷雾共沉积技术,即在喷射成形过程中,通过数个喷嘴向雾化锥内喷入第二相增强相,由此获得第二相均匀弥散的CuAl2O3材料,既充分体现了弥散强化的作用,又兼具细晶强化的效果,且制备工艺简单,在保证材料优异性能的同时又具有很高的经济性。

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