[发明专利]形成压块的方法

说明书

本发明涉及一种形成压块的方法。

在断路器和其它电气设备中使用的电气触头含有一些成分，能够有效地从燃弧表面传导高通量的能量，同时触头能耐受在电弧附着点由于熔化和/或汽化而产生的磨蚀。在遮断过程中，电流可能高达200,000安培，局部电流密度在触头阳极表面可达10⁵安/厘米²，在阴极表面可达10⁸安/厘米²。暂态热通量在电弧根部可达10⁶千瓦/厘米²，这进一步突出了对触头材料的要求，应具有最高的导热率和导电率，通常选择银或铜。在应用空气断路器时一般选用银作为触头材料，否则电弧后产生的表面氧化在触头闭合状态下必然伴有高电阻。在用其它遮断介质(油、真空或六氟化硫)防止表面氧化的场合，通常优先选用铜作为触头材料。

尽管选用具有最高导热率的触头金属，如果仅采用一种金属材料的话，如上所述的暂态热通量水平将导致局部表面温度远远超过触头的熔点(对银和铜分别为962℃和1083℃)，并且很快就会产生磨蚀。由于这个原因，第二种材料，一般为石墨，或具有高熔点的耐熔金属例如钨和钼，或耐熔的硬质合金、氮化物和/或硼化物与这种导体配合使用，以阻止整体的熔化和粘结。

常规的触头制造工艺通常包括：将具有高导热率和高熔点的粉末状材料混合在一起，将该混合物加压制成压块，然后在还原媒质或惰性气体中进行热烧结。在烧结后，触头将渗入导电金属，它包括将一种金属小块放在每个触头上，然后在一种还原(或惰性)气体媒质中进行炉内加热，这次的加热温度高于该导体的熔点。然后触头可进行再加压，使其密度增加到理论值的96％至98％，并进行后处理，以便最后安装到开关设备上。

这种方法有一些缺点：它限制了工艺的通用性，它包含许多工序导致较高的生产成本，并且限制了可达到的密度和性能指标。美国专利说明书4,810,289号(N.S.Hoyer等人)解决了很多这方面的问题，该专利采用高导电性的银(Ag)或铜(Cu)，与氧化镉(CdO)、钨(W)、碳化钨(WC)、钴(Co)，铬(Cr)，镍(Ni)，或碳(C)混合，并与受控的温度、热均衡加压操作相结合，提供了清洁的氧化物金属表面。该专利的工序包括：冷态的单向加压；将加压后的触头装入一个容器中，使用有助于分离的粉剂；抽空该容器；将触头热均衡地加热。

Hoyer等人的工艺流程提供了高密度、高强度的触头，具有强化了的金属与金属之间的结合力。这种触头在燃弧后具有极小的剥离，在电弧根部的磨蚀率也减小了。然而，这种触头在加工过程中因体积收缩而受到损害。需要有一种方法提供尺寸上可再加工的触头，而仍然保持其高强度、耐剥离、以及强化的金属与金属之间结合力的特性。提供制造这种高级触头的方法是本发明的主要目的。