鎢銅/鉻青銅自力型動弧整體觸頭

鎢銅觸頭材料因其具有良好的耐電弧侵蝕性、抗熔焊性及高強度而廣泛應用於各種斷路器、真空負荷開關和變壓器轉換開關上,尤其以可靠性更高的鎢銅/銅合金整體觸頭材料應用最為廣泛。隨著高壓開關電壓等級的升高以及開關設備小型化發展趨勢,對自力型動弧整體觸頭需求和要求逐漸增多,尤其隨著550Kv以上等級的高壓電器投入電網運行,對鎢銅/鉻青銅(QCr0.5)自力型動弧整體觸頭性能要求更加嚴格。自力型動弧整體觸頭在加工後,要進行線切割或者銑床加工,即切割後內徑會由於前期機械加工過程中形成的加工應力而發生顯著的變形,切割後內徑會根據應力性質的不同發生外擴或內擴。這種變形會影響動弧觸頭與靜弧觸頭的接觸彈性,降低高壓電器在開斷過程中弧觸頭的可靠性,從而影響高壓電器整機性能。尤其是生產鎢銅/鉻青銅(QCr0.5)自力型動弧整體觸頭時,在切割後內徑會發生顯著變形,變形經常高達0.2mm以上,觸頭生產廠家多數只是進行機械校正。經發現,機械校正方法只能短期有效,在裝機後會隨著應力鬆弛重新變形,從而降低整體觸頭的可靠性。

其基本的製作工藝是:首先,採用濕法機械混粉,將銅粉和鎢粉進行混合,將混合好的粉末制粒後在壓制模具型腔內進行壓制成型;將壓制好的生坯放入石墨舟中在氣氛燒結爐中進行燒結熔滲,制得觸頭部分的銅鎢合金,隨後進行燒結連接觸頭部分的銅鎢合金與鉻青銅材質的導電杆部分,得到鎢銅合金/鉻青銅動弧整體觸頭工件;然後,將銅鎢合金/鉻青銅動弧整體觸頭工件進行固溶處理,再進行粗加工,隨後進行時效處理;最後,進行精加工,並沿工件的圓周等分後進行局部線切割,得到銅鎢/鉻青銅自力型動弧整體觸頭。

鎢銅電觸頭

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鎢銅導衛板

鎢銅複合材料因其高硬度、高強度、高熔點以及優良的耐磨耐蝕性,使得其在許多高溫材料以及具有腐蝕性的領域有著廣泛的運用。鎢銅導衛板就是其中一項,作為軋機上控制材料進入和導出軋槽的關鍵部件,其性能的優劣以及使用壽命的長短將直接影響軋機整體的生產效率。導衛板工作時,與高溫軋件接觸並做相對高速運動,其主要的失效形式包括高溫氧化磨損以及疲勞剝落。因此就要求製作導衛板的材料需同時具有良好的抗高溫氧化性能、抗高溫磨損性能以及良好的韌性和抗衝擊性,這與鎢銅複合材料的特點相當契合。

相比于合金鋼導衛板,鎢銅導衛板通過鑄滲表面合金化工藝將合金粉末預先固定在特定位置並澆鑄使工件表面具有特殊組織和性能的耐磨、耐熱高合金層,而基材本身具有良好的韌性以承受衝擊力。採用新型無粘結劑合金粉末熔滲工藝,克服了目前普通鑄滲表面合金化工藝穩定性差、表面品質較差、結合面或鑄滲層易產生氣孔等缺點;採用特殊的合金粉末封裝預埋處理和合理的合金粉末配比,從而保證了鑄滲表面合金化層與基材的良好結合;基材本身具有足夠的強度和韌性,加上合金化層的抗氧化性能和抗高溫磨損性能;整體的表面合金化工藝具有設備簡單、生產週期短、生產成本低、零件不易變形、表面處理層厚等突出優點。

鎢銅導衛板

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氧化鎢的形貌結構對納米碳化鎢粉末均勻性的影響

近些年來,硬質合金超細和超粗顆粒牌號取得了長足的進步和持續發展。與傳統硬質合金(中顆粒、細顆粒)相比,超細/ 納米晶硬質合金製品因具有強度高、硬度高,耐磨性好,不易發生脆斷等性能,在工業應用領域已引起了足夠的重視。高純、顆粒均勻、化學穩定性好的碳化鎢(WC)粉或WC-Co複合粉和添加適量晶粒長大抑制劑,並結合新型燒結技術是製備高性能細晶粒硬質合金製品的關鍵。目前國內外批量製備超細/ 納米WC粉末仍大多採用傳統氫還原工藝。作為WC粉末的生產原料,通常要求W 粉細微性分佈窄,呈正態分佈,結晶完整。研究也表明,鎢粉的細微性和均勻性是製造優質碳化鎢粉的關鍵因素,而氧化鎢的種類對鎢粉的結晶形貌、細微性及細微性分佈等有較大的影響,通過對原料種類的選擇與還原工藝的優化可以對鎢粉的性能進行較好的調控。

然而,這些研究對氧化鎢原料特性,尤其是原料形貌結構對納米鎢粉的均勻性和鬆散性特徵及其對納米碳化鎢粉末均勻性的影響沒有引起足夠重視。而這一點將最終決定其是否滿足超細納米晶硬質合金對原料粉末的需求。

科研工作者研究了在傳統氫還原工藝條件下,不同氧化鎢原料形貌結構對納米鎢粉和碳化鎢粉均勻性及其燒結性能的影響。1) 不同形貌結構的氧化鎢還原製備的納米 W 粉顆粒均較均勻,還原過程中顆粒燒結合併增粗而長大的現象也不明顯。晶粒聚集和異常粗大顆粒的產生,主要與碳化過程中納米鎢粉顆粒發生燒結合併增粗而長大有關。 2) 用顆粒細小,具有疏鬆、多孔形貌結構的氧化鎢(細黃鎢和紫鎢)更容易製備出結構較疏鬆,分散性較好的納米W 粉,繼而製備出細微性均勻、晶格缺陷少的納米WC 粉末,用其製備的WC-Co合金顯微組織結構均勻,為超細晶硬質合金,合金性能也更佳,洛氏硬度達93.7 ,抗彎強度為4350 MPa。氧化鎢的形貌結構對納米碳化鎢粉末均勻性的影響

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三氧化鎢薄膜光電極的製備

不同C含量的WO3-FTO樣品在硝酸鉀中的掃描曲綫三氧化鎢(w03)是一種n型間接帶隙半導體材料,因其禁帶寬度比較窄、空穴所在的價帶電位比較高(+3.10-3.20 V VS.NHE),是一種非常具有應用前景的氧化物半導體光催化制。w03薄膜除了可以作為光催化劑外,還可以作為光電極在外加電壓作用下,進行光與電的協同催化一一光電催化。WO3自身存在一些缺點如禁帶寬度相對較窄,使其在實際中的應用受到限制。為了克服或者降低WO3本身的缺陷,需要對W03進行修飾。分別採用添加Ni(OH)2催化劑,製備FTO/W03/BiV04複合膜和對W03薄膜的表面形貌進行改善的方法對W03薄膜進行改性,並進行光電化學研究,可得到一些初步的結果。

(1)通過簡單的溶膠凝膠一浸漬法,經過高溫退火後製備出FTO/W03/Ni(OH)2三氧化鎢薄膜光電極。產物經XRD, SEM, DRS, Raman, CV等方法表徵。通過該實驗,發現不修飾Ni(OH)2的裸露三氧化鎢電極幾乎沒有光電催化葡萄糖的效果;在三氧化鎢薄膜的表面修氫氧化亞鎳能夠增強三氧化鎢薄膜的光電效應。

(2)採用了比較簡便的溶膠一凝膠法方法:滴塗一鍛燒一滴塗一鍛燒的方法合成了FTO/W03/BiV04複合膜。通過XRD, DRS, SEM和拉曼的表徵方法,對複合膜和純WO3和純BiV04薄膜進行了比較,進而也對這三種光電極的光電化學性質進行了比較。發現FTO/W03/ BiV04複合膜電極在光解水反應中電流最大。

(3)使用一種簡單的硬範本法一步制得了多孔三氧化鎢光電極用於光解水的實驗。通過XRD, DRS, SEM,拉曼和電化學性質的測試我們得出當硬膜板介空碳的百分含量為10%時,我們制得的三氧化鎢薄膜光電極具有較好的光電化學性質。

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一種利用鎢廢料制取氧化鎢進而製備碳化鎢耐磨塗層的方法

傳統碳化鎢的合成一般採用還原碳化兩步法,由含鎢前驅體製備鎢粉,再由鎢粉與碳黑在1400~1600°C高溫下混合碳化,最終制得碳化鎢粉末。但此法得到的碳化鎢顆粒形貌不規則,當鐳射熔覆此類材料時,由於碳化鎢顆粒分解,導致熔覆層性能差、容易開裂、 並形成裂紋,不能有效提高耐磨性。此外,鐳射熔覆的過程中,由於材料的加熱與冷卻都非常迅速,粘結劑或者碳素墨水很容易殘留在熔覆層,使得熔覆層易出現氣孔,甚至裂紋,直接影響到熔覆層的品質和應用。碳化鎢的鍍覆還可以採用傳統的磁控濺射技術實現,其工藝較易控制,膜層表面光滑,但缺點為離化率低,膜的緻密度低,膜基結合力差
 

為解決上述問題,科研工作者提供了一種利用鎢廢料制取氧化鎢進而製備碳化鎢耐磨塗層的方法。本方法利用鎢廢料作為原料,大大降低了生產成本,在獲得較好經濟效益的同時也促進了鎢廢料的迴圈利用。此方法採用溶膠凝膠技術製備的碳化鎢納米膜具有密度高、均勻性強、耐磨性強、處理溫度低、反應條件易於控制等優點,包括以下步驟(1) 取鎢廢料置於電解液中經電溶分解得到碳化鎢粒料,進行磁選,隨後進行脫碳、堿溶、加氨和煆燒制得氧化鎢粉末;(2)取氧化鎢粉末加入乙醇、乙酸和丙酮中的一種或幾種混合均勻,過濾去除反應剩餘物,制得淺黃色氧化鎢溶膠;(3)取氧化鎢溶膠加熱並攪拌蒸發,濃縮後制得氧化鎢凝膠;(4)取硬質合金浸漬在氧化鎢凝膠中,用提拉塗膜法在硬質合金表面提拉成膜,制得氧化鎢塗層;(5)取氧化鎢塗層和硬質合金乾燥、冷卻,制得鍍覆有氧化鎢納米膜的硬質合金;(6)取鍍覆有氧化鎢納米膜的硬質合金置於通入還原性氣體的還原爐中碳化,制得鍍覆在硬質合金表面的碳化鎢耐磨塗層。

此方法特徵在於,包括以下步驟(1)取鎢廢料置於電解液中經電溶分解得到碳化鎢粒料,進行磁選,隨後進行脫碳、堿溶、加氨和煆燒制得氧化鎢粉末;(2)取所述氧化鎢粉末加入乙醇、乙酸和丙酮中的一種或幾種混合均勻,過濾去除反應剩餘物,制得淺黃色氧化鎢溶膠;(3)取所述氧化鎢溶膠加熱並攪拌蒸發,濃縮後制得氧化鎢凝膠;(4)取硬質合金浸漬在所述氧化鎢凝膠中,用提拉塗膜法在所述硬質合金表面提拉成膜,制得氧化鎢塗層;(5)取所述氧化鎢塗層和所述硬質合金乾燥、冷卻,制得鍍覆有氧化鎢納米膜的硬質合(6)取所述鍍覆有氧化鎢納米膜的硬質合金置於通入還原性氣體的還原爐中碳化,制得鍍覆在硬質合金表面的碳化鎢耐磨塗層。一種利用鎢廢料制取氧化鎢進而製備碳化鎢耐磨塗層的方法

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