[发明专利]一种镁增强钨铜电触头材料及其制备方法

说明书

本发明提出的是一种镁增强钨铜电触头材料，其成分包括在钨铜合金层内加入镁元素形成增强型钨铜合金层。一种镁增强钨铜电触头材料的制备方法，该方法包括如下步骤：1、将钨粉、铜粉、镁粉按照一定的比例在真空气氛下球磨混合形成混合粉；2、用紫铜皮将混合粉包裹后制备成药芯焊丝；3、在钢基底表面沉积药芯焊丝形成增强型钨铜合金层。本发明制备的镁增强钨铜电触头材料致密度高、抗电弧烧蚀性能强、镁增强钨铜电触头材料与基板的结合强度高，且本发明的方法材料利用率高、便于自动化批量生产，对于制备高性能电触头材料具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种镁增强钨铜电触头材料及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

高压开关是电网的枢纽，电网的接通和断开依靠开关来实现，而实施这一重要作用的主要部件就是电触头；钨铜合金具有良好的抗电弧烧蚀性能，是特高压系统用电容器组开关弧触头关键材料，同时也广泛应用于火箭喷管耐高温喉衬及电磁弹射导轨等场合。

电触头在工作过程中的每一次接通和分断都会在电触头间产生电弧，电弧产生大量的热量，使电触头材料部分熔化，当电触头材料在反复的烧蚀过程中大量损耗后，电触头就会失效；因此电触头合金层的抗电弧烧蚀性能是电触头性能的重要指标，抗烧蚀性能差会导致频繁更换电触头，增加成本；因此，如何能进一步提高钨铜电触头的抗电弧烧蚀性能就显得非常重要。

发明内容

本发明提出的是一种镁增强钨铜电触头材料及其制备方法，其目的旨在提高钨铜电触头的抗电弧烧蚀性能。

本发明的技术解决方案：一种镁增强钨铜电触头材料，其成分包括在钨铜合金层内加入镁元素形成增强型钨铜合金层。

进一步地，所述增强型钨铜合金层的成分包括：W（钨），Mg（镁），Cu（铜）。

进一步地，所述增强型钨铜合金层的成分包括：W，Mg，Cu，Fe（铁）。

进一步地，所述增强型钨铜合金层的成分中：W占25%-35%，Mg占3%-5%；各组分所占的百分比为质量百分比。

进一步地，所述增强型钨铜合金层的成分中：W占25%-35 %，Mg3%-5%，Fe 2%-4%，余量为Cu，各组分的百分比总和为100%，所述百分比为质量百分比。

一种镁增强钨铜电触头材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1、将钨粉、铜粉、镁粉按照一定的比例在真空气氛下球磨混合形成混合粉；

2、用紫铜皮将混合粉包裹后制备成药芯焊丝；

3、在钢基底表面沉积药芯焊丝形成增强型钨铜合金层。

进一步地，一种镁增强钨铜电触头材料的制备方法，该方法还包括在步骤3前先清洗钢基底材料。

进一步地，所述在钢基底表面沉积钨铜合金层，具体包括:通过电弧沉积的方式在钢基底表面沉积增强型钨铜合金层。

进一步地，所述电弧沉积时，焊接电流为100 A～200A，焊接电压为10V～25V，焊接速度为15 mm/min～25mm/min，摆动幅度为5 mm～10mm。

进一步地，所述步骤3中钢基底的厚度为2mm～3mm。

进一步地，所述钢基底采用低碳钢，钢基底含碳量为0.1wt%～0.3 wt%。

本发明的有益效果：

1）在钢基底上电弧沉积药芯焊丝制造电触头，生产效率高、材料利用率高；

2）镁增强钨铜合金层的致密度高，抗电弧烧蚀性能强，相对密度最高可达98.9%，电弧烧蚀损失质量能够减少42.4%以上，如实施例5中电弧烧损量能够从1.91mg降到1.1mg；