影響鎢銅觸頭材料裂紋的主要因素

鎢銅合金材料因其具有鎢高硬度、高密度、高強度、低熱膨脹係數以及優良的耐磨耐蝕性，還具有銅優良的可塑性以及導電導熱性，在高壓開關、斷路器以及儀器儀錶中擔負著負載電流以及電路的連通與斷開的重要角色。由於原材料以及生產工藝中存在著一定的缺陷，使得材料的機械性能和物理性能受到一定的影響，從而在電弧侵蝕過程中發生熔化和飛濺並在熱力作用下產生裂紋或擴展，最終整個電觸頭髮生工作失效，電氣設備發生故障。因此，分析鎢銅觸頭材料裂紋產生的主要因素，在實際生產中有著十分重要的意義。

通常來說，鎢銅觸頭的主要生產工藝包括固相燒結-複壓-複燒、液相燒結-複壓-複燒、熔滲-機加工以及預燒W骨架-熔融浸漬-機加工等。這幾種工藝在電弧作用以前也會存在一定的顯微缺陷， 如閉孔、W顆粒內部裂紋、W/Cu介面等。而通過實驗發現，預燒W骨架的工藝對材料的機械和力學性能最為有利。因為此時的W顆粒不再是單獨分散的粒子，而是經過高溫燒結作用形成的骨架，這樣的結構對於抵抗機械衝擊以及抵抗裂紋擴展都是十分有效的。在電弧燃燒的過程中鎢銅觸頭內部因存在一定的孔隙缺陷而形成裂紋的起源以及裂紋的擴展。常溫下，孔隙中的氣體相對穩定，但是在電弧高溫作用下，氣體壓力大幅增加，對已存在的微裂紋產生撕裂力，促使其發生擴展。另外，W粉的在燒結作用也不能忽視。當鎢和銅所形成的毛細管中的Cu在電弧作用下飛濺或蒸發，表面的某些W粒子會裸露與介質中並發生在燒結的現象。表面效應使得W粒子球化或表面轉移，不可避免地會產生W骨架之間的裂紋，並逐漸深入至觸頭內部。

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