[发明专利]一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法

说明书

本发明公开了一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法，包括以下步骤：S1、钨粉前处理：球磨、雾化制粉、碱/酸洗，S2、超细钨粉表面包覆铜：一次电镀、二次电镀，S3、铜包钨粉还原，S4、预成型，S5、真空热压烧结。本发明的铜钨合金制备方法与其他方法制备的铜钨合金相比，具有更高的硬度、更高的强度、更高的耐磨性及更高的耐电弧烧蚀性能，通过使用超细粒度的钨粉进行包覆，使包覆颗粒更加稳定不容易发生偏析，包覆率更高，从而保证产品的均一性，提高了铜钨合金的使用寿命。

技术领域

本发明涉及铜钨合金触头制备技术领域，具体是涉及一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法。

背景技术

铜钨合金是由钨和铜两个物理性能差异很大的金属所组成的两相假合金，钨铜合金综合了金属钨和铜的优点，其中钨具有高熔点、高耐电弧烧蚀、高强度、低热膨胀系数的优点，铜具有高导电、导热性能，广泛应用于中高压开关触头材料、军用耐高温材料、电加工电极、电子封装材料和热沉材料。

由于钨的熔点很高，制备铜钨复合材料只能用粉末冶金方法制备。到目前为止，常规方法有以下三种方法：高温液相烧结法、活化液相烧结法、熔渗法。较为新型的钨铜合金制备工艺有微波烧结、金属注射成型、激光烧结法、电弧熔炼法等。然而采用这些方法获得的钨铜合金材料难以实现理论上的完全致密化；并且较高的烧结温度和较长的烧结时间往往会造成晶粒的异常长大，降低了性能，增加了能耗，成为其广泛应用的瓶颈。

专利CN104028771B公开了一种制备铜钨合金粉末的方法，以铜片为阳极，以惰性电极为阴极，以钨酸钠溶液为阳极液，以pH范围在0-14的溶液为阴极液，在恒电流为1-100mA/cm²或者恒电压为10-300V的条件下电解，阳离子膜电解钨酸钠溶液，然后将得到的产物清洗烘干，即得到铜钨化合物前驱体，将铜钨化合物前驱体在氢气氛围下高温还原，得到铜钨合金粉末。不仅仅解决了铜钨合金粉末的均匀性问题，而且将制备时间尤其是前驱体的制备时间大大缩短，并且得到了的纯净的铜钨合金粉末，但是没有对钨粉的粒度进行限定，当钨粉粒度过大或不规则时对铜钨合金的硬度及耐磨性能等均有影响。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法。

本发明的技术方案是：

一种采用超细钨粉制备铜钨合金的方法，包括以下步骤：

S1、钨粉前处理：

S1-1、球磨：将钨粉清洗后放入球磨机球磨8h，得到球磨后的钨粉；

S1-2、雾化制粉：使用高压水雾将球磨后的钨粉进行雾化，得到雾化后的超细钨粉；

S1-3、碱/酸洗：将雾化后的超细钨粉分别进行碱洗和酸洗；

S2、超细钨粉表面包覆铜：

S2-1、一次电镀：将一次电镀液和超细钨粉倒入电镀槽中，超细钨粉的装载量为20g/dm³，在常温下使用磁力搅拌机在500rpm的转速下磁力搅拌1min，静置3min，开启电流密度为1-5A/dm³的直流电源和超声波装置超声电镀2-4min，所述磁力搅拌-静置-超声电镀的过程重复5-7次，且每重复循环一次后添加混合酸液将pH值稳定在3.5-4之间，将一次电镀液与超细钨粉分离并清洗电镀槽；

S2-2、二次电镀：将二次电镀液和一次电镀后的超细钨粉倒入电镀槽中，进行双向脉冲电镀，分离二次电镀液得到铜包钨粉；

S3、铜包钨粉还原：将得到的铜包钨粉放入氢气炉中还原，还原温度为200℃-500℃，还原时间为0.5-2h；

S4、预成型：将还原后的铜包钨粉放入模具中进行冷压成型，压制成生坯；