整体烧结自力型CuW/CrCu弧触头的静态性能

1前言触头是高压开关的关键部件,其质量高低对开关的整体质量至关重要,开关厂对其性能的要求和检测历来十分严格,西安高压开关厂（以下简称西开厂）是国内对触头质量要求极其严格的厂家之一,这一点在为西开户提供LWB－500动静弧触头样品的过程中深有体会。西开厂曾对国内有些厂家粉末冶金整体式CuW／CrCu触头的静态性能作过检测[1],认为CrCu尾部的抗张强度偏低,需要改进。文献[2]中指出动弧触头触指的变形不均或变形大,会导致电烧损增大或开断失败,因而自力型CuW／CrCu整体触头的综合性能有待提高。本文介绍采用整体烧结方法…     

铜钨(70)自力型触头的研制

本文对CuW（80）／CrCu与CuW（70）／CrCu两种自力型触头界面结合强度作了比较。研究了不同W粒粒度对CuW（70）硬度、电阻率、抗弯强度及抗电弧烧损性能的影响，用扫描电镜观察了触头烧损后的组织结构。阐述了电子束焊接方法的优点，探讨了焊后的检验手段。制造的CuW（70）／CrCu自力型触头装于ELF．SL2－1Ⅱ断路器上，通过了全部开关试验。     

铬含量对铬青铜性能及CuW/CrCu结合面强度的影响

1前言整体式自力型触头的尾部导电端现均为铬铜合金,经固溶时效处理的铬铜合金强度、硬度均显著高于纯铜,弹性非常好,因而能为触指与静触头的良好接触提供足够的接触压力。过去铬铜尾铜是通过焊接与CUW触头连接起来的,结合面处因焊接造成回火软化,降低了结合面的强度,再则铬铜尾铜在焊接时易出现气孔及夹渣等缺陷,因而烧结熔渗整体式自力型CuW／CrCu触头正在取代焊接自力型触头[1-4]。烧结熔渗的整体式CuW自力型触头除可克服上述缺点外,还具有CuW／CrCu结合面形状可以设计成各种有利于界面结合的形状的优点[3]。然而烧结熔渗…     

CuW/CrCu触头材料抗拉强度的研究

重点研究了真空烧结方法制造的Cuw／CrCu高压开关弧触头材料的结合强度，并分析了制造方法对Cuw／CrCu触头材料结合强度的影响。在万能材料试验机上进行抗拉强度试验，结果显示，真空烧结方法制造Cuw／CrCu触头材料的抗拉强度最好，可以达到400MPa以上，能够满足超、特高电压和特大容量高压开关的技术要求。通过对断口的扫描电镜分析，发现真空烧结的触头材料结合面杂质含量少、无氧化物、孔隙少，这可能是导致真空烧结Cuw／CrCu触头材料的结合强度高的主要原因。     

制造整体式粉末冶金Cu-W/CrCu触头元件的方法

本文介绍了用整体熔渗技术制造CU－W／CrCu触头元件的可行性及其工业化生产的工艺特点，同时比较了目前国内外制造Cu－W／CrCu触头元件常用的钎焊、电子束焊及整体熔渗等工艺方法所能达到的性能指标及其优缺点，并特别强调了整体熔渗工艺是制造Cu—W／CrCu自力型触头元件的最佳工艺。     

CuW复合材料的超声波探伤研究(三)

本文是CuW复合材料的超声波探伤研究的第二部分。主要研究了如何利用超声波探伤法检测CuW／CuCr(Cu)整体触头结合面的方法。对比选择了超声探测面，分析了CuW／CuCr(Cu)结合面探伤特点，并着重针对结合面氧化缺陷，对比采用B／S法和采用单独比较结合面反射渡法的探伤效果，提出了采用单独比较结合面反射波法对CuW／CuCr(Cu)结合面进行探伤的参数，并给出了相应的检测效果图。     

2005年度国家科学技术进步奖推介

“立式烧结熔渗技术及制备自力型CuW／CrCu整体电触头的研究与应用”获国家科学技术进步奖二等奖，“几种无机纳米材料的制备及应用研究”获国家科学技术进步奖二等奖，“粒子与光电材料相互作用的应用基础研究”获国家科学技术进步奖二等奖，“镍氢电池、电池组及相关材料产业化关键技术的研究与系统集成”获国家科学技术进步奖二等奖……     

CuW触头着色探伤缺陷的研究

重点研究了CuW触头产品着色探伤缺陷的种类、缺陷材料机械性能、缺陷材料断口形貌宏观分析,提出了CuW触头着色探伤缺陷的判定原则和方法。材料性能试验结果表明,着色探伤缺陷产品中具有CuW疏松、CuW-Cu界面裂纹、Cu端裂纹和Cu端疏松缺陷的材料其抗拉强度、硬度低于无缺陷材料,不符合CuW触头的技术要求;具有CuW-Cu界面气孔缺陷的材料其抗拉强度与无缺陷材料相当,符合CuW触头的技术要求。通过对CuW触头着色探伤缺陷断口组织形貌宏观分析,发现着色探伤缺陷部位是CuW触头的内部缺陷组织,材料缺陷具有一定的深度,在材料受力时预先开裂,产生了应力集中,减少了材料的受力面积,使CuW触头的机械性能降低,这是导致CuW触头着色探伤缺陷机械性能低的原因。     

高钨含量铜钨触头材料裂纹机理探讨

本文基于力学及热学观点，从CuW触头生产工艺出发结合电弧对触头的侵蚀作用，分析了CuW触头材料袭纹形成机理及在后续燃弧过程中的扩展路径及相关行为，认为影响裂纹形成及扩展的主要因素为：（1）钨粉粒度及空间架构，（2）Cu/W之间的界面，（3）表面润湿性。     

界面结构对触头可靠性影响的研究

以CuW-CuCr触头为研究对象,采用模拟仿真计算了CuW-CuCr触头不同界面结构时其界面的受力情况,同时验证了不同界面结构的触头的界面强度。结果表明,触头的CuW部分与CuCr界面的结合形式直接决定着界面处受力的大小,可以通过改变界面处的结合结构来改变界面处的受力。     

活化元素对CuW材料热变形性能及组织的影响

研究了含不同微量活化元素的CuW材料经热变形和退火处理后性能的变化。采用扫描电镜分析了材料变形和退火后的组织变化,探讨了活化元素对CuW材料热变形的影响机理。结果表明,在700℃下进行预热后,加入活化元素的CuW材料的热变形性较好。在450℃退火后,含活化元素Cr、Ti的CuW材料变形后具有较高的电导率和硬度。对Cu/W界面的EPMA分析表明,活化元素的添加使Cu/W界面实现了冶金结合,增强了变形中界面的抵抗力,减小了压缩变形中的界面断裂现象。     

Cu-25Cr合金触头材料中Cu/Cr相界面的特性

用透射电子显微镜(TEM)的选区电子衍射、衍衬及X射线能谱分析了真空熔铸Cu-25Cr合金触头材料和烧结CuCr25粉末合金触头材料中Cu/Cr两相界面及其显微组织。一些细小的Cr二次枝晶与Cu基体有择优取向关系,即(110)Cr∥(111)Cu和[011]Cr∥[112]Cu,间距约6nm的单列错配位错分布在Cr/Cu两相的半共格界面上,这表明Cu-25Cr合金材料中Cr/Cu两相的界面具有更好的协调性。与Cu-25Cr合金材料相反,CuCr25粉末合金烧结材料中Cu/Cr粒子之间形成的是非共格界面,且有少量的Al2O3和Cr2O3等夹杂物聚集在松散的Cu/Cr颗粒间的界面上。据此,本文讨论了CuCr触头材料中Cu/Cr两相间的界面结构对材料机械性能、断裂特性及电接触性能的影响。     

CuW/Cu整体触头气孔缺陷的消除

研制了CuW/Cu整体触头的加工工艺,同时探讨改善熔渗质量、消除熔渗气孔的方法,并对采用不同工艺制造CuW/Cu整体触头在性能和显微组织上作了对比分析。结果表明:采用氢气保护熔渗,并真空除气工艺研制的CuW/Cu整体触头密度达到理论密度的99％～100％,硬度、电阻率达到和超过国外相关标准规定的技术指标。在空气断路器、SF_6断路器上得到使用,能满足使用要求。     

CuW电触头材料研究综述

CuW电触头材料密度大、膨胀系数小,且具有良好的导电导热性,因此被广泛应用于开关电器领域。本文回顾了CuW电触头材料的发展历史,从制备工艺和优化改性两方面对国内外研究进展进行了总结,分析了国内外CuW电接触材料各种制备技术的优缺点及使用条件,最后提出了CuW电接触材料今后的发展方向,以期为CuW电触头材料的发展提供参考。     

CuW触头材料的制备

介绍了利用液-固润湿性制备两种CuW触头材料的工艺。利用液-固润湿性制备一端有细槽的CuW触头材料,可消除带凹槽CuW触头材料中Cu在凹槽中的堆积,解决凹槽中Cu难以去除的问题;利用液-固润湿性制造大径薄壁的CuW触头材料,可减少设备、模具的投入,从而大大降低产品成本,满足市场需求。     

氮气氛烧结CuW/Cu触头材料结合强度的研究

重点研究了氮气氛烧结方法制造的CuW/Cu高压开关触头材料的结合强度,并比较了不同制造方法对CuW/Cu触头材料结合强度的影响。材料抗拉强度试验结果显示,氮气氛烧结方法制造的CuW/Cu触头材料具有最高抗拉强度,达到275MPa以上,能够满足超高电压GIS的技术要求。通过对断口的扫描电镜分析,发现氮气氛烧结的CuW/Cu触头材料结合面无氧化、无碳化、无杂质析出,材料的组织致密、孔隙少,W颗粒大小分布均匀、被Cu均匀包覆。结合面纯净和Cu端材料的高硬度可能是导致氮气氛烧结CuW/Cu触头材料结合强度高的主要原因。     

机械合金化法制备CuW(85)电接触材料工艺研究

探索了机械合金化制备铜钨复合粉末、冷等静压成型、氢气气氛烧结制备CuW(85)电接触材料的工艺。对所制备的材料进行显微组织观察和性能测试,分析了不同工艺对材料性能的影响。     

CuW触头材料的制备及失效分析

总结了CuW触头的制备技术;探讨了CuW材料在电触头应用过程中的各种失效形式;提出了改进CuW触头材料性能的方向。