[发明专利]一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法

权利要求书

1.一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、制备CuCr1棒芯：

S1-1、采用真空感应熔炼的方法，以CuCr中间合金块、Cu块为原料，制备CuCr1合金锭；

S1-2、热锻变形处理步骤S1-1制备的CuCr1合金锭，得到CuCr1棒芯；

S2、制备CuCr1/Cu棒材：制备能套接在步骤S1中CuCr1棒芯上的Cu套；将所述CuCr1棒芯嵌入Cu套中，排出间隙气体后得到CuCr1/Cu棒材；所述CuCr1/Cu棒材中，CuCr1棒芯轴截面面积与Cu套截面面积比为1：0.45～1：0.60；

S3、刻蚀熔池：采用机械加工的方式，在步骤S2制备CuCr1/Cu棒材的Cu套的四个棱面上，平行于中心轴方向等间隔刻出若干道宽度为1.2～1.5mm，深度为2～3mm的刻痕作为熔池；

S4、制备加筋层：采用激光熔覆的方式，激光束垂直于铜基体表面、沿熔池扫描，由里及外依次梯度熔覆CuCr10～50合金粉作为加筋层，得到CuCr1加筋棒材；

S5、热挤压及固溶处理：对步骤S4制备的CuCr1加筋棒材，在900～1100℃保温2～3h，挤压比＞10的参数下热挤压，随后使用水冷铜模固溶处理，得到过饱和CuCr1棒材；

S6、冷变形处理：将经步骤S5制备的过饱和CuCr1棒材，在常温下冷变形处理，变形量＞25％；

S7、欠时效处理：将经步骤S6处理后的CuCr1棒材在100～300℃下保温40～90min，消除内应力；

S8、机械加工：按照图纸要求将经步骤S7处理后的CuCr1棒材加工成所需的CuCr1复合导电杆。

2.如权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1-1中制备CuCr1棒芯具体步骤如下：

S1-1-1、以CuCr1导电杆中Cr含量为1％的质量比例，准备配比合适的CuCr中间合金块和Cu块；

S1-1-2、将步骤S1-1-1中准备的CuCr25合金块和Cu块装入CaO坩埚中，抽真空至10^-2Pa，按照10KW、20KW、30KW的梯度功率升温，每阶段保温3～5min，最终维持在40KW；

S1-1-3、当坩埚内合金开始熔化，关闭真空系统充入-0.03～-0.08MPa的氩气，待坩埚内合金完全熔化，降低功率至20～35KW，通过合金液预热坩埚口0.5min后，将合金液浇铸到水冷铜模冷却，得到CuCr1合金锭。

3.如权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1-2的具体参数如下：热锻变形的温度控制在600～900℃之间，热锻变形量＞25％。

4.如权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述Cu套的具体制备方法为：采用连铸工艺制备出截面外沿为正方形、截面中心拥有可供CuCr1棒芯穿过孔洞的Cu套坯件；将CuCr1棒芯嵌入所述Cu套坯件后，铣掉Cu套坯件的四条棱形成倒角，所述倒角半径为Cu套坯件截面正方形边长的1/5，至此得到Cu套。

5.如权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，排出CuCr1棒芯与Cu套间气体的方式为：在10Pa真空度下，于720℃下保温24h，随后使用电子束封闭CuCr1棒芯与Cu套的间隙。

6.如权利要求1所述的一种用于真空灭弧室的高机械强度复合导电杆的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，Cu套截面单边上熔池刻蚀数量的确定方式为：

单道熔池宽度×熔池刻蚀数量≤Cu套截面单边边长×1/3，向下取整。