论文部分内容阅读
钨铜合金作为电极材料要求具有良好的致密性、耐磨耐腐蚀性和良好的导电性。本文探讨了细颗粒钨粉制备高性能钨铜电极的工艺技术路线，包括研究粉末粒度、高性能钨骨架的制备、合理的熔渗工艺、添加金属元素对性能的影响等四个部分。通过金相显微技术、扫描电镜分析等现代分析手段开展了大量的实验工作及理论分析，制备出了性能较高的钨铜复合材料。首先，研究了三种不同粒度的钨粉粉末(2.65μm、4.32μm、8.26μm)对钨铜合金性能的影响。实验表明，粉末粒度越细，其密度、硬度越高，但是导电性能较差，组织的不均匀度也随之增加。其中，对于W-30Cu合金，密度和硬度以钨粉粒径为2.65μm时最高，分别为14.70g/cm~3和HB222，但此时电导率较低，为22.6％IACS。其次，对粒径为2.65μm的钨粉进行了钨骨架制备的研究，考察了压力、烧结温度对骨架性能的影响，得出了制备钨骨架的最佳工艺条件：采用2.65μm的钨粉在410MPa压力下压制钨骨架，氢气氛下在1300℃温度下进行烧结。然后，对粒径为2.65μm的钨粉制备的钨骨架进行了熔渗工艺的研究，分别考察了不同工艺因素(温度、时间、气氛以及后处理)对钨铜合金性能的影响。通过实验，得到熔渗的最佳工艺条件：氢气氛下在1350℃熔渗钨骨架，熔渗时间为80min。熔渗后的样品在800℃下进行退火处理。添加活化元素通常有利于合金的烧结及性能的提高。基于此，本论文讨论了添加微量的Co粉及Ni粉对钨铜合金制备及其性能的影响。结果表明，添加微量的Co、Ni能显著提高钨铜合金的密度、硬度，但大大降低了合金的电导率，因此，添加Co、Ni不利于高性能钨铜电极的制备。通过上述研究及反复实验，最后确定了制备高性能钨铜合金(W-25Cu)的最佳工艺制度：采用粒径为2.65μm的钨粉和微量的诱导铜粉，在1300℃烧结制备高性能的钨骨架。然后，在氢气氛下，对钨骨架进行熔渗，熔渗温度为1350℃，熔渗时间为80min，熔渗后在800℃下进行退火处理，便可获得性能较好的钨铜复合材料。此时，W-25Cu合金的密度为14.78g／cm~3，硬度为HB240，电导率为41.6％IACS。其性能指标超过了国内同类产品，接近进口钨铜电极产品水平，使用效果良好。