钨银系列电触头合金的概述及其制备方法
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- 发布于 2013年9月12日 星期四 09:57
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据报道,全世界生产的银有25%用于电子和电工,其中绝大部分用于制造钨银电触头。钨银电触头合金是由导电性高的银和难熔金属钨组成。金属钨和银之间只能形成假合金,因此,钨银合金呈现出钨的耐高温、高硬度、低膨胀系数和银的高导热导电性、好的塑性等综合优异性能。钨银假合金主要是用作电器行业中的交、直流接触器,断路器,继电器,起动器以及开关装置的电触头材料。钨银系列电触头是钨基电触头材料中常见的另一大类。属高、低压触头材料,耐电弧烧损、抗熔焊性好。其主要缺点是接触电阻不稳定。因此,近年来国外对银钨的研究,较多地放在改善其接触电阻方面。近期的研究表明,银钨触头接触电阻不稳定是由于触头在开断过程中,表面生成氧化银,钨酸银及其他一些非导电性的化合物,以及银钨触头表面的钨逐渐增高等原因所致。解决途径可从两个方面进行。其一是材料成分组成,通过在银钨触头材料中添加金属镉、锌、镁、氧化铝及铁族元素来改善,其中以添加钴对改善银钨接触电阻的效果较显著,接触电阻值比原来的银钨合金低1/3-1/2,但磨损率增大,耐电弧腐蚀性能有所降低。另一方面是从制造工艺方法着手。银钨组分,钨粉粒度,制造方法对银钨触头性能都有影响。在高银含量的银钨合金中,钨含量越高,接触电阻越大,钨颗粒越粗,硬度越低,耐电弧腐蚀性越差。
对低钨银触头材料而言,不能仅靠提高压制压力来使产品致密,提高密度,因为当压制压力增大到一定程度后,制品烧结出现膨胀。这是由于银粉内的气体在高温下膨胀,要排出体外,而孔隙却由于烧结而封闭,堵塞了气体出路,于是产生膨胀,烧结密度低于压坯密度。
钨银合金是由金属银和难熔金属钨组成。一般而言,银和钨可以按任意比例组合,银钨比例常见有70/30-20/80不等。
其制备方法与钨铜系列电触头合金基本一致,也是采用粉末冶金工艺来实现。一般来说低银(高钨)的钨银系列电触头,常采用压制-液相烧结法和熔渗法,特别是熔渗法;银(低钨)(w(银)> 60%)的钨银系列电触头,常采用压制-固相烧结-复压-复烧(退火)法。
此外,为了提高触头材料性能,近年采相继涌现出一些新工艺技术,如纤维强化法、等静压法、离子注入法、电弧熔炼法等。
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钨铜系列电触头合金制备方法
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- 发布于 2013年9月12日 星期四 09:42
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压制-烧结法
这是一种制备钨铜系列电触头合金的传统粉末冶金方法。首先将所需的钨粉和铜粉按一定比例配料,然后进行混合(同时加人润滑剂)。混合后进行压制成形,再进行烧结,经过或不经过辅助加工制得成品。烧结一般有两种方法,一种是固相烧结,压块在低于铜的熔点下烧结,在烧结过程中没有液相产生;一种是液相烧结,即烧结温度高于铜的熔点,烧结过程中有液相产生。后者较前者可获得较好的性能。除此之外,高钨的钨铜、钨银、碳化钨铜等触头还常采用压制一液相烧结法制造,而低钨的钨铜、钨银等触头可采用压制一固相烧结法制造,但由于不能很好地消除孔隙,故产品性能降低。
后来,人们多采用后处理如复压、复烧(退火)、挤压、锻造等手段来提高产品性能。由于制粉技术的改进,超细粉、纳米粉的应用,通过该法可获得密度高的烧结产品。
熔浸(渗)法
熔浸(渗)法是目前制造W-Cu系列电触头常用的方法。可以制得几乎无孔的触头,适于制造高钨的钨铜、钨银、钼银以及碳化钨银、碳化钨铜等高压触头材料。
首先,将所需的W粉或添加混合有少量铜粉的钨粉压制成坯,并将熔渗用金属铜与压坯叠置在一起。然后在还原气氛(如氢气)或真空中,在高于铜的熔点的温度下再进行烧结。在烧结过程中,依靠毛细管作用,使熔融的铜渗入W骨架。烧结和熔渗可分开进行,也可合为一个工序。但预先烧结骨架再熔渗的方式可获得较高强度的骨架使触头更耐电弧烧损。熔渗密度一般为理论密度的97%-98%,因为,烧结骨架中总存在极少量的封闭孔隙不能被熔渗金属填充,因此,熔浸制品不可能完全致密,熔浸后还可经冷、热加工,进一步提高密度。w(钨)<60%的材料塑性较好,可以冷加工,w(钨)> 60%的材料的加工温度应为600-800℃。熔浸温度一般超过铜熔点50-100℃。熔浸时,易熔金属可置于骨架的上部或下部,但置于下部对骨架内部气体的排出较有利,并可控制冷凝方向获得密度较高的制品。
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金属熔渗工艺方法
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- 发布于 2013年9月12日 星期四 09:10
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在金属熔渗工艺的发展过程中,使用过许多方法。
(1)部分浸入熔渗法:它是将骨架体的一小部分浸于坩埚中的熔融金属浴内,其作用如同一根吸油绳。靠毛细管力将液体吸入并沿毛细管上升,排出孔隙中所含的气体。
(2)全浸入熔渗法:它是将骨架完全浸入熔体中,使熔体从各个方面向心部渗入。此时,骨架中的气体容积只能通过熔体的填补来消除。为避免裹带气体,必须将骨架缓慢地或分阶段地进行熔渗。采用真空气氛有利于进行脱气。
(3)接触熔渗法:可将熔渗剂置于骨架顶部或底部,当将熔渗剂置于骨架底部或者采用真空气氛时,有助于置换孔隙中的气体。
(4)重力-注入熔渗法:它是将骨架依序装在一失蜡铸造的惰性模型中,用外部压力来增强毛细管力,而外部压力是通过骨架上面蓄积的熔渗剂熔体的高度位差产生的。若压头的质量足够大,则可同时熔渗几个骨架,并可像乡失蜡铸造一样将骨架进行成组排列。该种方法适用于制造精密、异型与具有一定断面的金属陶瓷涡轮叶片。
(5)外部加压浸渍法:在润湿性差、孔隙的大小和分布不当,或者液体黏度高、毛细管力无效时,只有借助相当大的外力才能使熔融金属浸渍固体骨架。可用气体或液体、静载荷或油缸内的柱塞来提供这种外力,同时,必须使压力作用于熔体上。
(6)真空熔渗:可以采用两种方法产生真空。一种是通过骨架的连通孔隙系统抽吸液相,从而产生一压力梯度,这就使作用于熔融熔渗剂上的大气压力变成了驱动力。这需要一装熔融熔渗剂与骨架的密闭系统,然后对骨架端面抽真空,而不与熔体相接触。第二个方法是仅仅将整个熔渗装置置于真空炉中,这种方法对含有强烈脱气组分的系统是实用的。
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钨-镍-铜系高密度合金坯块制备
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- 发布于 2013年9月12日 星期四 09:29
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钨-镍-铜系高密度合金制备拄要采用粉末冶金方法来实现,包括原料粉末准备、混合料制备、压制成形、烧结、后处理等几方面。
原料粉末准备
原料粉末主要是钨、镍、铜粉,也可以加入少量其他元素粉末,视需要而定。粉末纯度要高,同时应避免潮湿氧化,钨粉的纯度应大于99. 7%。杂质含量对钨合金的塑性和冲击韧性影响很大。特别是非金属杂质微量元素会引起2一黏结相界面出现杂质偏析,造成合金脆化。由于钨基高密度合金的烧结密度和金属粉末的粒度及组成有密切关系,一般要求粉末粒度细,平均费氏粒度应小于4~51μm,而且粒度组成要适当,不然会降低合金的烧结密度,影响合金的力学性能。一般用还原钨粉,羰基镍粉、铁粉和电解铜粉。
混合料制备:球磨混料法、二次热解还原法、机械合金化
压制成形
传纺统的成形方法多采用模压成形。只要模具设计适当,可以压制成形状简单而整齐、特别是尺寸较菠小的生坯。
烧结
钨--镍-铜系高密度合金烧结是邑一类典型的液相烧结。烧结的目的是尽量接近理论密度,应具备下列条件:(1)钨合元中有足够的液相;(2)固体在液体中有相当大的溶解度;(3)固相(钨颗粒)完全被液相所润湿。
钨合金的后处理
钨合金的后处理是指对烧结态钨合金进行处理,主要目的是改善合金性能,提高合金质量。包括:热处理和形变加工(旋锻)等。 热处理是调节改善合金性能绅有效手段。烧结后的变形加工(旋锻)可大大提高合金的强度,但塑性却有所降低。应根据实际要求来决定采取何种后处理手段。
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碳化钨球
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- 发布于 2013年9月12日 星期四 09:05
- 作者:zwc
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碳化钨球也叫做钨球、纯钨球、纯碳化钨球和钨合金球。
碳化钨球可用于制作猎枪子弹。猎枪的子弹与常规子弹不同,猎枪子弹是由一个个小球填充而成的。但子弹射出枪口时,子弹分散成一个个小球。火药的威力作用在每个小球上,每个小球上的能量很低。狩猎活动中,主要用于狩猎鸟类或者其他小动物。
碳化钨球是用纯钨材料,其密度超过19.2g/cm3,它是最高密度碳化钨球。使用纯碳化钨球撒施的另一个原因是,碳化钨球具有最高的熔点。
碳化钨球,钨合金,镍和铁球或其他金属元素,以提高其他属性,如钨unbrittle和容易处理。钨合金球,可显著球的话,但纯碳化钨球有没有这样的的属性。
碳化钨球需要用极端的硬度和耐磨性;轴承,滚珠丝杠,阀门,流量计等应用。也可用于压印和支点,制动器和计和示踪的技巧训练班球。被广泛用于上浆ballizing或整个十进制英寸大小碳化碳化钨球。训练班球也可用于测量和检查。
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