鎢銅觸點HIP工藝

鎢銅材料具有良好的導電導熱性能以及優良的化學穩定性，但是其無法達到完全緻密化的問題一直是阻礙其推廣使用的因素之一。而這種不完全緻密化會在一定程度上影響鎢銅觸點材料的硬度、強度、耐磨性以及耐電弧燒蝕性能。為此相關研究人員也提出了壓力燒結、化學共還原法以及爆炸壓實法等特殊工藝來對鎢銅觸點材料的緻密度進行改善。但是這些工藝都存在著一定的缺陷，如運維成本較高、適用於體積較小的零部件等等。為了改善鎢銅材料性能，我們結合了高壓斷路器所使用的鎢銅觸頭，研究了HIP處理對於鎢銅材料的影響，並對其消除孔隙、影響緻密化的機理和相關影響因素進行研究。

HIP（Hot Isostatic Pressing）,即熱等靜壓工藝，其是將製品放置到密閉的容器中，向製品施 加各向同等的壓力，同時施以高溫,在高溫高壓的作用下，製品得以燒結和緻密化。熱等靜壓技術優點在於集熱壓和等靜壓的優點于一身，成形溫度低，產品緻密，性能優異，是高性能材料製備的必要手段；目前在美國，日本，已經歐洲都實現了產業化，在海洋，航空，航太，汽車等領域都有著較為廣泛的應用。在開始HIP處理前，混料時將鎢粉混入一定量的銅粉，冷等靜壓成型，進行低溫預燒結，通過熔滲銅得到半成品。其以氬氣作為傳壓介質，控制溫度（鎢錸熱電偶測量）、壓力、保壓時間等相關參數，對HIP處理前後的鎢銅觸點材料的硬度、密度、抗彎強度以及電導率進行測量比較。密度採用傳統阿基米德排水法；硬度採用的是洛氏硬度HRB並參照布氏硬度HB；抗彎強度按國標電觸頭材料基本性能試驗方法進行測定；電導率則採用渦流導電測試儀進行測定。

實驗結果表明，鎢銅觸點材料HIP的緻密化機制與鑄造合金的HIP處理相似，都是通過高溫高壓下出現的形變-閉合-擴散使得合金內部的缺陷被消除，從而實現完全緻密化。因此也要求HIP所得到的熔滲材料需具有良好的封閉性，所有內部缺陷、疏鬆等都不能與外表面連通。若熔滲時不能保證所有缺陷都封閉在坯料內部，則HIP處理後其密度變化很小，甚至沒有變化。此外，HIP處理的效果還與銅含量有關，當HIP的溫度達到接近於銅熔點的溫度時，其表面會出現滲出銅珠的現象。總的來說，HIP處理能夠使鎢銅觸點接近完全緻密化，極大地提升了鎢銅觸點材料的機械性能與物理性能，並能有效解決其分散性和可靠性的問題。

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