[发明专利]一种WCu－CeO2触头材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种WCu-CeO₂触头材料的制备方法。

背景技术

高压电器开关的触头材料大量采用的是钨铜材料。在WCu合金中，高熔点W形成难熔的骨架，使材料具有抗电弧、耐磨损及耐高温的性能，而低熔点的Cu具有优良的导电、导热性和良好的塑性。在燃弧状态下，低熔点的Cu被熔化，由于毛细管作用，被吸附在W骨架的毛细孔中，即使局部温度很高，材料也不至产生熔焊和飞溅。因此，WCu合金具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性能和高强度、高硬度等优点。

随着电压等级的提高，对触头材料耐电弧烧蚀的能力提出更高的要求。如果在WCu合金以钨为基，掺入一些电子逸出功低的稀土金属氧化物，它们弥散存在于钨基体中，既起弥散强化作用，又能分散电弧的运动，减少电弧对触头材料的集中烧蚀，提高WCu合金抗电弧烧蚀性能和电弧稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种WCu-CeO₂触头材料的制备方法，该方法在在现有的钨铜合金触头材料中添加稀土金属氧化物，使触头材料的综合性能得到提高。

本发明所采用的技术方案是，WCu-CeO₂触头材料的制备方法，在WCu合金触头材料中添加WO₃和Cu粉总重量的0.2％～1％的CeO₂，具体按以下步骤进行：

步骤1、根据CeO₂的添加质量换算、称取Ce(NO₃)₄，配置成Ce(NO₃)₄水溶液，将该Ce(NO₃)₄溶液添加到WO₃粉和Cu粉中，搅拌至浆状后在200℃～400℃温度下干燥，得到混合粉末；

步骤2、将上步干燥后的粉末在温度为400℃～600℃进行裂解3～5小时，使Ce(NO₃)₄裂解为CeO₂，得到WO₃-CuO-CeO₂混合粉末；

步骤3、将上步得到的WO₃-CuO-CeO₂混合粉末置于气氛保护炉中，分别在400℃～600℃和850℃～1000℃下用氢气还原2～4小时，氢气流量分别为：0.08l/min和0.12l/min，得到W-Cu-CeO₂复合粉末；

步骤4、将上步得到的W-Cu-CeO₂复合粉末压坯、在1000℃～1200℃温度下烧结1小时、在1200℃～1400℃温度下熔渗铜1～4小时，即制得WCu-CeO₂触头材料。

本发明的方法，由于在现有的钨铜合金触头材料中加入了CeO₂，使CeO₂弥散存在于钨基体中，起到了弥散强化的作用，提高了WCu稀土合金的高温强度、再结晶温度和高温蠕变性能，使得到的触头材料具有优良的抗电弧烧蚀性能及良好的电弧稳定性。

附图说明

图1是本发明制备方法的工艺流程图；

图2，a是本发明方法得到的添加W+Cu粉重量的0.5％CeO₂的材料显微组织照片，b是本发明方法得到的添加W+Cu粉重量的1％CeO₂的材料显微组织照片；

图3，a是没有添加CeO₂的材料试样电击穿图片，b是本发明方法得到的添加W+Cu粉重量的0.5％CeO₂的材料试样电击穿图片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的WCu-CeO₂触头材料的制备方法，是在现有常规使用的WCu合金触头材料中添加稀土金属氧化物CeO₂，并控制CeO₂的添加量为W粉和Cu粉总重量的0.2％～1％，而且，CeO₂的添加不采用直接添加CeO₂粉末的方法，而是采用添加Ce(NO₃)₄，使Ce(NO₃)₄裂解得到CeO₂，该方法使CeO₂在钨基体中弥散得更充分，提高了强化的作用。

参照图1，具体按以下步骤进行：