超音速微粒轟擊製備納米表面鎢銅合金

鎢銅合金具有耐高溫、耐電弧燒蝕、抗熔焊、截止電流小、熱電子發射能力低等性能，廣泛應用於電接觸材料和航空航太中的耐高溫零件。

雖然鎢銅合金已得到廣泛應用，但其性能仍有待提高。鎢銅合金作為電接觸材料在服役時，由於高電壓大電流在開閉過程中產生的強電弧在材料表面聚集，導致表面出現嚴重的局部熔化，形成燒蝕坑而引起材料過早失效。

研究發現，鎢銅電接觸材料性能取決與其結構組織；細小且分佈均勻的顯微組織可提高擊穿電壓、降低截流值、使燒蝕坑更為分散，從而大幅提高材料使用性能和壽命。其主要方法如下：

1、對銅含量為10%-50%的鎢銅合金採用機械或化學方法對表面進行拋光並用丙酮或酒精清洗掉表面油污；

2、將經過步驟1預處理的鎢銅合金置於超音速微粒轟擊裝置內進行表面納米化處理；工藝參數為：氣體壓強為0.3-4.0MPa、氣體為空氣或氮氣、硬質微粒粒徑0.1-0.3mm、硬質微粒流量10-30g/s、硬質微粒為氧化鋁（α-Al2O3）、氮化硼（BN）或S110不銹鋼、電壓5-30V、處理時間10-60min；

3、將經過表面納米化處理的鎢銅合金置於真空爐中，在真空度為1×10^-4-1×10^-3Pa、退火溫度100-300℃、退火時間10-60min的條件下進行去應力退火即可。

用超音速噴嘴將壓縮氣體所攜帶的大量剛性微粒以超音速轟擊鎢銅合金表面，由於鎢以一定尺寸的顆粒形式分佈在銅基體上，當微粒以很高的動能連續轟擊鎢銅合金表面時，鎢顆粒發生破碎，並在具有一定塑性的銅基體中遷移，最終使細小的鎢顆粒均勻彌散的分佈在銅相中；同時，基體銅相發生劇烈的塑性變形產生大量的位錯、孿晶及亞結構導致晶粒細化；由於上述過程會引入一定的殘餘應力，材料處於一種亞穩定狀態，故而經超音速微粒轟擊處理後需在一定的溫度下進行去應力退火，最終得到一定深度的、結構穩定的納米層。

用此法，鎢銅合金表面納米化方法，操作簡單、能耗少、成本低、生產效率高、易於工業化生產。

• < 上页
• 下页 >