液相烧结和粉体轧制制备Cu-Cr合金

论文摘要

Cu-Cr合金是目前国内外真空开关触头的首选材料。由于Cu、Cr两组元熔点、比重相差较大且在固态下基本不互溶,所以Cu-Cr合金的制备存在很大困难。Cu-Cr合金的性能主要决定于其成分及微观结构,尤其是Cr颗粒的大小及分布。因此优化Cu-Cr触头材料的制备工艺,改善材料的组织,成为制备Cu-Cr触头材料的首要目标。本文采用粉末液相烧结制备CuCr25合金,分析烧结样品的外形尺寸变化和收缩情况。与熔铸样品对比分析其组织和性能情况。粉末轧制工艺是一种制取合金薄带材的重要的成形手段,本文还采用粉末轧制的方法制备CuCr25和CuCr50两种合金,并对其进行后续的重熔处理,分析Cr颗粒的细化情况及其对性能的影响。研究表明：混粉后直接进行液相烧结,样品会向坩埚的中心部位收缩,并能保持圆柱的外形,加入0.5%的石墨C可防止液相的溢出,并能获得更好的性能。若将粉末压制成坯后液相烧结能更好的保持外形,而且对液相烧结后样品进行复压,可以减少孔隙率,获得更好的性能。熔铸样品的组织中Cr相有一定的成分偏析,但与液相烧结样品相比,具有更好致密度和更高的硬度及电导率CuCr粉体轧制工艺为：轧制速度为2m/min,辊缝为0。按CuCr25和CuCr50两种配比粉末轧制后,发现样品上下表面成分都有轻微差别,而且CuCr50样品轧制后比CuCr25有更好的致密度和强度。对轧制后的薄板进行重熔处理后,可以获得均匀细小的Cr颗粒,硬度也得到了很大的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 铜铬触头材料简介
• 1.1.1 触头材料的发展历史
• 1.1.2 铜铬触头材料的特点
• 1.2 铜铬合金的制备方法简介
• 1.2.1 混粉烧结法
• 1.2.2 熔渗法
• 1.2.3 电弧熔炼法
• 1.2.4 等离子体喷涂
• 1.2.5 激光表面合金化
• 1.2.6 自蔓延熔铸
• 1.2.7 电火花烧结
• 1.3 影响铜铬合金性能的因数
• 1.3.1 Cr的含量
• 1.3.2 第三组元
• 1.3.3 气体及杂质元素
• 1.3.4 显微组织
• 1.3.5 热处理工艺
• 1.4 铜铬触头材料的发展方向
• 1.5 本论文研究的目的和意义
• 第2章 实验方法及原理
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 结构与性能分析
• 2.3.1 金相分析
• 2.3.2 电镜分析
• 2.3.3 硬度测试
• 2.3.4 电导率测试
• 2.3.5 相对密度的测试
• 第3章 CuCr合金的液相烧结
• 3.1 混粉液相烧结
• 3.1.1 粉末液相烧结的特点
• 3.1.2 液相烧结制备铜铬触头材料
• 3.1.2.1 原始粉末的SEM表征
• 3.1.2.2 样品制备
• 3.1.2.3 外形变化及收缩情况分析
• 3.1.2.4 组织分析
• 3.1.2.5 成分分析
• 3.1.2.6 性能分析
• 3.2 粉末压坯液相烧结
• 3.2.1 样品的制备
• 3.2.2 粉末压制样品的分析
• 3.2.3 压制样品烧结后分析
• 3.3 真空熔铸制备CuCr触头材料
• 3.3.1 真空熔铸的特点
• 3.3.2 样品的制备
• 3.3.3 熔铸样品分析
• 3.4 液相烧结样品与熔铸样品的对比
• 3.4.1 组织分析
• 3.4.2 成分分析
• 3.4.3 性能分析
• 3.4.3.1 致密度分析
• 3.4.3.2 导电率分析
• 3.4.3.3 硬度分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 CuCr合金的粉体轧制研究
• 4.1 粉末轧制简介
• 4.1.1 粉末轧制的特点
• 4.1.2 粉末轧制的原理
• 4.2 CuCr复合粉末的轧制
• 4.2.1 样品的制备
• 4.2.2 样品的分析
• 4.2.2.1 样品的宏观形貌分析
• 4.2.2.2 厚度与密度分析
• 4.3 轧制样品的重熔
• 4.3.1 炉熔后样品分析
• 4.3.2 火焰弧重熔
• 4.3.2.1 组织分析
• 4.3.2.2 硬度分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢