[发明专利]一种高强高导高软化温度的铜包弥散铜导电杆的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强高导高软化温度的铜包弥散铜导电杆的制备方法，具体涉及真空开关用灭弧室导电杆类材料技术领域。具体方法步骤包括：1)弥散铜合金粉制备；2)冷等静压法制备心部弥散铜棒，压制压为150～300MPa，保压时间为3min～10min；3)真空烧结心部弥散铜棒，烧结最高温度800～1080℃，保温时间30～240min，真空度＞5pa；4)外层铜套的制备；5)心部弥散铜棒装嵌外层铜套内，并进行真空电子束封口；6)挤压，挤压温度600～1050℃；7)冷拉拔。总之，本发明具有具有高强度、高导电率、较高的软化温度、以及钎焊性能好等优点，完全满足灭弧室导电杆的使用要求。

技术领域

本发明属于真空开关用灭弧室导电杆类材料技术领域，具体涉及一种高强高导高软化温度的铜包弥散铜导电杆的制备方法。

背景技术

随着真空灭弧室的不断小型化发展，灭弧室所使用的导电杆尺寸也在不断减小，因此对导电杆材料的强度，导电性，以及软化温度等指标提出更为严格的要求，传统单一成分的无氧铜导电杆已经不能满足使用要求。目前的解决方案主要有两种：

(1)通过合金化来提高强度，如添加铬元素、锆元素等，虽然这些元素的添加能够改善其强度，但是添加量超过3％以后，就严重影响导电性能，添加量少又起不到强化作用，而且对软化温度没有太大的改善。

(2)通过添加陶瓷相来起到弥散强化作用，同样这种方法也面临着添加量对导电性能的影响，但是陶瓷相的添加能够明显的提高其软化温度的指标。所以仅仅通过传统的合金化及弥散强化不能很好的解决该问题。

传统真空灭弧室用导电杆主要使用材料为单一成分的无氧铜棒，其在硬态状态下的硬度指标在95HB左右，而在真空灭弧室封排后，其硬度降到40HB左右，在断路器等真空开关关合过程中，在合闸力的作用下，无氧铜棒在受到压缩力的作用下，出现墩粗变形现象，使得真空开关触头开距等指标发生变化，严重影响了真空开关的机械寿命。

而弥散铜具有高强度，高导电，高软化温度等特点，使用其做导电杆类材料，在灭弧室封排后，其硬度指标基本不发生变化，能够很好的解决无氧铜材料硬度严重降低的问题，但是弥散铜自身存在钎焊不良的缺点，限制了其作为导电杆类材料的使用。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种高强高导高软化温度的铜包弥散铜导电杆的制备方法，导电性能好、软化温度高、钎焊性能好，可完全满足灭弧室导电杆的使用要求。

本发明的技术方案为：一种高强高导高软化温度的铜包弥散铜导电杆的制备方法，包括以下步骤：

(1)弥散铜合金粉制备：采用内氧化法制备陶瓷增强相Al2O3含量为0.2％～0.4％的弥散铜合金粉，陶瓷增强相含量过低，增强效果不明显；含量过高，对导电性能影响严重；

(2)冷等静压法制备心部弥散铜棒：将步骤(1)中制备的所述弥散铜合金粉装入胶套内振实，振动时间＞30s，再将所述胶套放入钢箍套内，一起装入等静压机内压制，压制压为150～300MPa，保压时间为3min～10min，得到弥散铜棒；

(3)真空烧结心部弥散铜棒：将步骤(2)中所述的弥散铜棒装入真空烧结炉内进行烧结，烧结温度为800～1080℃，保温时间30～240min，真空度＞5pa，得到烧结弥散铜棒；

(4)外层铜套的制备：按设计要求制备相应规格的铜套；

(5)组装真空封口：将步骤(3)中所述的烧结弥散铜棒装嵌在步骤(4)中所述的铜套内，由于烧结弥散铜棒和铜套存在间隙，封口前必须排除间隙内的气体，再并装入电子束焊机里进行真空电子束封口，封口时真空度＞5pa，得到组合料；

(6)挤压：将步骤(5)中所述的组合料加热至700～1050℃之后进行挤压，挤压比＞10；