钨铜触头常见缺陷及消除方法

熔渗铜是粉末冶金工业领域中最常见的一种固结成型工艺,它是制备钨铜合金低熔点和高熔点金属两相假合金复合材料最为理想的成型工艺。与传统的混料烧结法相比,它能够有效消除所存在的孔隙缺陷,且无需后续加工(锻轧、复烧等)就能获得较高的致密度。因此在电触头制造领域有着较为广泛的运用。钨铜触头多用于一些高压或超高压电器、断路器、开关等领域。其制造工艺主要包括混粉、压制成型、烧结熔渗以及凝固等。每道工序所产生的缺陷都会直接影响到钨铜触头的最终性能。

其中最为常见的是铜的富集,即出现铜洼或铜池现象。产生这种现象的原因是由于在混粉时 加入了颗粒较大的诱导铜粉。该铜粉在压制时受力被压为带状,溶化后留下了带状孔隙,被铜液熔渗填充;另一个原因是由于混粉时加入了大磨球,或磨球加入过多的诱导铜粉在混合均匀前被压成薄片,而压制时又平行于压制方向造成的。

与之相对的钨的富集现象也是存在的。钨铜触头在熔渗过程中的钨骨架是具有一定强度的,由固体颗粒或晶粒的网络组成连通孔隙或孔道系统。若烧结温度过高或烧结时间过长,W颗粒烧结颈不断增大,其颗粒间的接触面积也不断增大,形成了孤立的孔隙,使得后期熔渗过程中铜液不能有效渗入,形成闭孔。这样触头在引弧过程中容易出现掉渣的现象,影响触头的使用寿命。加入适量的活化剂,调节适宜的烧结温度是最为有效的解决办法。

另外,还有一些其他常见的问题:微裂纹和气孔。其可以从平行于压制方向的剖面观察,宏观上可看到夹在钨铜材料间亮的铜线,微观上可观察到贯穿的铜带。微裂纹的产生大部分是由于压制时加压速度过快,粉料中的气体来不及逸出,泄压后所产生的弹性后效膨胀导致的。其次是由于粉料中含有的有机溶剂未完全挥发,压制成型后气体缓慢挥发导致微裂纹的产生。相应的解决方法是减缓加压速度,并给予一定的保压时间。

钨铜触头

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