铜铬触头生产用铬粉的制备方法

摘要

一种铜铬触头生产用铬粉的制备方法，它主要包括：原料铬块、粗碎、涡流细碎、真空球磨、振动过筛、铬粉；所述的粗碎过程是在装有空调和除湿机的房间内进行，使用专用的带水冷装置的液压粗碎机进行粗碎，粗碎后的最大颗粒直径小于3mm；它可以有效避免在粗碎过程中铬发热、氧化；所述的涡流细碎是在由自动加料器、涡轮式粉碎机、集粉器、真空泵、氩气进口和冷却器组成的封闭系统中进行；将涡流细碎后的铬粉装入真空球磨机中球磨，球料比＝(2－3)∶1，控制球磨机转速，使料球处于滚动状态，球磨时间在96±5小时；它具有铬粉质量稳定、生产效率高、能耗低、得粉率高等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种专用于真空开关铜铬触头材料的铬粉制造方法，属于金属材料的加工技术领域。

背景技术

铜铬触头具有优良的导电导热性能、较低的截流值、较高的耐电压水平、良好的抗电弧烧蚀和优异的抗熔焊能力，因而在中高压真空开关管的制造中得到了大量的使用。铬粉的颗粒大小、形状和氧、氮含量是影响铜铬触头性能的主要因素。目前在铜铬触头生产中使用的铬粉采用普通机械粉碎法制造，颗粒形状不规则，粒度分布范围较宽，氧、氮含量较高，从而造成铜铬触头材料中氧、氮偏高和微观下铜铬分布不均匀。电解法制造的铬粉由于生产成本和氧含量太高而没有在铜铬触头的生产中使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高效可行的、能满足铜铬触头优良性能的铜铬触头生产用铬粉的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的铬粉制备工艺流程包括：原料铬块、粗碎、涡流细碎、真空球磨、振动过筛、铬粉；所述的粗碎过程是在装有空调和除湿机的房间内进行，使用专用的带水冷装置的液压粗碎机进行粗碎，粗碎后的最大颗粒直径小于3mm；它可以有效避免在粗碎过程中铬发热、氧化。

所述的涡流细碎是在由自动加料器、涡轮式粉碎机、集粉器、真空泵、氩气进口和冷却器组成的封闭系统中进行，它可以保证铬粉不被氧化，涡轮式粉碎机中的磨块用钢结硬质合金制造，真空泵用来在粉碎前排除系统中的空气，氩气作为粉碎时的保护气体，冷却器用来带走粉碎时产生的热量。

本发明将涡流细碎后的铬粉装入真空球磨机中球磨，球料比＝(2-3)∶1，控制球磨机转速，使料球处于滚动状态，球磨时间在96±5小时。

将真空球磨后的铬粉进行振动过筛，经筛分后，+120目的铬粉返回到涡流细碎，-200目的铬粉用于其它场合(如人造金刚石的制造中)，-120～+200目的铬粉用来制造真空开关触头材料。

本发明可以将制备好的-120～+200目金属铬粉与铜粉按需要比例在真空下混合，再进行压制、烧结、复压、复烧及后续处理，制成真空开关用触头材料。

本发明采用的铬块粉碎工艺，在粉碎过程中不会增加0、N、AI、Si、S、P等杂质；铬粉颗粒呈球形，粒度分布范围：-120～+200目占85％以上，余为-200目；使用本发明的铬粉制备技术制造的铬粉，用粉末冶金工艺，如烧结或熔渗工艺，生产出来的铜铬触头具有电导率高、组织均匀、抗熔焊和抗电弧烧蚀等优点。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：一是铬粉质量稳定、生产效率高、能耗低、得粉率高；二是用本发明的铬粉制备技术制造的铬粉粒度分布范围可控、颗粒形状呈球形；三是用本发明的铬粉制备技术不会增加铬粉的氧、氮含量和其它有害杂质；四是用本发明的铬粉制备技术制造的铬粉与铜粉混合、压制、烧结及后续致密化处理后得到的铜铬合金具有密度高、组织均匀、电导率高、抗熔焊性能好。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：

本发明使用的铬块成分如下：

  主要成分％  Cr  Fe  Si  Al  S  C  P  O  N  铬块  99.80  0.049  0.018  0.018  0.005  0.006  0.0011  0.025  0.0012

本发明的铬粉制备工艺流程如下：原料铬块→粗碎→涡流细碎→真空球磨→振动过筛→铬粉。

为了避免在粗碎过程中铬发热、氧化，本发明的粗碎过程是在装有空调和除湿机的房间内进行，使用专用的带水冷装置的液压粗碎机进行粗碎，粗碎后的最大颗粒直径小于3mm。

涡流细碎是在由自动加料器、涡轮式粉碎机、集粉器、真空泵、氩气进口和冷却器组成的封闭系统中进行，可以保证铬粉不被氧化，涡轮式粉碎机中的磨块用钢结硬质合金制造，真空泵用来在粉碎前排除系统中的空气，氩气作为粉碎时的保护气体，冷却器用来带走粉碎时产生的热量。

将涡流细碎后的铬粉装入真空球磨机中球磨，球料比＝(2-3)∶1，控制球磨机转速，使料球处于滚动状态，球磨时间在96±5小时。

将真空球磨后的铬粉进行筛分，+120目的铬粉返回到涡流细碎，-200目的铬粉用于其它场合(如人造金刚石的制造中)，-120～+200目的铬粉用来制造真空开关触头材料。

用上述制备好的-120～+200目金属铬粉与铜粉按需要比例在真空下混合，再进行压制、烧结、复压、复烧及后续处理，制成真空开关用触头材料。

实施例

本发明的工艺流程包括：原料铬块→粗碎→涡流细碎→真空球磨→振动过筛→铬粉；

1、称取(如5.1所述成分的)前述成分的铬块20kg。

2、将上述20kg铬块放入水冷液压粗碎机中进行粗碎，粗碎后的最大颗粒直径小于3mm，实得重量19.95kg。

3、将上述19.95kg直径小于3mm的细铬粒置于涡轮式粉碎机中进行细碎，得-100目的铬粉19.75kg。

4、将上述19.75kg-100目的铬粉放入真空球磨机中球磨，球料比＝2.5∶1，控制球磨机转速使料球处于滚动状态，球磨时间为96小时。

5、把球磨后的粉料进行筛分，1.85kg+120目的铬粉可以返回使用，-200目的铬粉2.75kg另存作其它应用，得-120～+200目球形铬粉15.1kg；铬粉的收得率为98.5％，可用于生产铜铬触头的铬粉收得率为75.5％。

6、对上述所得的15.1kg铬粉进行粒度分布测定，在-120～+200目粒度范围内的粉末占85％以上。

7、将上述15.1kg-120～+200目球形铬粉与15.1kg还原好的-100目电解铜粉混合、压制、烧结、复压、复烧及后续处理，制得CuCr50触头材料，该触头材料具有密度高、组织均匀、电导率高、抗熔焊性能好等优点，其性能完全满足真空开关对触头材料的性能要求。

8、对制得的铬粉进行化学成分分析，结果如下：

  主要成分％  Cr  Fe  Si  Al  S  C  P  O  N  铬粉  99.80  0.051  0.018  0.018  0.005  0.006  0.0011  0.025  0.0012

本发明其它实施例，本领域技术人员可以通过对上述实施例的理解或得到技术启示，在前述范围内任意选择得到。因此本发明的保护范围并不限于上述实施例的范围，凡通过本发明的了解，能够得到的任何技术上的替换，均属于本发明的保护范围之内。