真空灭弧室CuCr触头抗电弧烧蚀和抗熔焊研究与改进

CuCr触头材料的抗烧蚀和抗熔焊性是影响真空灭弧室寿命的重要因素。文中以CuCr触头材料在真空电弧下的烧蚀为立足点,对烧蚀过程和机理进行叙述,并从CuCr触头的微观组织以及真空灭弧室的磁场类型论述影响CuCr触头烧蚀的相关机理。同时指出抗熔焊性能与触头材料的抗拉以及热导率等因素有关。最后从表面改性和合金化角度总结了提高触头抗烧蚀的研究进展,并总结改进触头抗烧蚀性能的研究方向。

细晶—超细晶CuCr触头材料的研究进展

介绍了目前对细晶—超细晶CuCr触头材料的研究进展。CuCr材料组织细化后,特别是Cr相细化可以解决触头材料耐电压与截流等性能间此消彼长的矛盾。为了得到细晶、超细晶CuCr合金人们已采取了多种制备工艺。细晶、超细晶CuCr触头的发展将能满足真空断路器向高电压、大容量、小型化发展的需要。

选择性相强化对CuCr触头材料在真空小间隙中耐电压强度的影响

研究了合金元素Ｗ、Ｃｏ的加入对ＣｕＣｒ触头材料在真空小间隙中耐电压强度的影响。研究结果表明，合金元素选择强化ＣｕＣｒ材料的Ｃｒ相能够显著提高触头间隙的耐电压强度，而强化Ｃｕ相对间隙的耐电压强度没有明显作用。文章认为制备ＣｕＣｒ系触头材料时应选择适当的制备工艺，使合金元素能够选择强化材料中的Ｃｒ相。

细晶CuCr系触头材料的研究

研究了电弧熔炼法、激光表面重熔法和机械球磨粉末后热压烧结法制备的CuCr5 0触头材料。结果表明 ,三种方法获取的CuCr5 0材料中Cr颗粒均得到细化 ,远远小于原始尺寸 ,其中激光表面重熔法的Cr颗粒尺寸最小 ,为 3～ 5 μm ;从含氧量、硬度、电导率综合性能看 ,以激光表面重熔法最为适宜 ;在激光输出功率为 3 2kW时 ,材料的组织与性能最佳。

CuCr触头材料微观特性对其宏观性能的影响

本文总结和分析了ＣｕＣｒ真空开关触头材料的含气量、晶粒尺寸、致密度及成分均匀分布等微观特性对其分断能力、耐压性能、截流值等宏现性能的影响，并简要分析了现有的一些工艺方法，为真空开关ＣｕＣｒ触头材料的研究开发和应用提供参考。

电弧熔炼法制造CuCr系触头材料的组织与性能

采用电弧溶炼法制备了CuCr10 CuCr50假两相合金 ,并对其组织、性能进行了研究。结果表明 :电弧熔炼法可以制备出组织均匀、颗粒小、性能优良、致密度高的CuCr假合金。

CuCr触头材料电弧腐蚀速率的测定

自行设计了电弧腐蚀速率的测量方法,避免了一般电弧腐蚀速率测量中存在的不足,并对真空断路器中常用的 CuCr25,CuCr50 触头材料以及纯 Cu 和纯 Cr 的电弧腐蚀速率进行了测量。研究结果表明, 纯 Cu,CuCr25,CuCr50和纯 Cr 的电弧腐蚀速率分别为 52.9 μg/C,33.2 μg/C,31μg/C 和 25.9 μg/C。CuCr25 和 CuCr50 的电弧腐蚀速率相差不大,都较纯 Cu 有大幅度的降低,而与纯 Cr 的电弧腐蚀速率比较接近。此外,用 SEM 对 4 种触头材料经 100 次燃弧之后的电极表面进行了现测,清楚地反映了经电弧腐蚀之后触角材料的表面特征。

CuCr触头材料小电流下阴极斑点与截流值研究

研究了在峰值电流分别为10A和80A的小击穿电流下,CuCr25与CuCr50合金阴极斑点蚀坑形貌的差异。通过比较阴极斑点蚀坑的大小和分布,分析了CuCr触头材料显微组织中Cr相尺寸的大小对阴极斑点运动和蚀坑形貌的影响。采用示波器直接测量出截流值和电弧寿命,结合CuCr合金阴极斑点蚀坑形貌的分布,从现象和机理上解释了CuCr25合金截流值低于CuCr50合金的原因。这些结果对通过优化CuCr合金的显微组织以降低触头材料的截流值提供了有力的依据。

CuCr触头材料纳米晶化对真空放电性能的影响

研究了纳米晶CuCr25和CuCr50触头材料在峰值电流为10A时,真空电弧的截流值、稳定性及其寿命。结果表明,纳米晶CuCr合金的真空电弧稳定性要高于其常规合金,纳米晶CuCr合金截流值远小于常规合金的截流值。从理论分析可得出,纳米晶CuCr合金的蒸汽压为其常规合金蒸汽压的10倍多。由于蒸汽压与电弧放电特性密切相关,所以CuCr触头材料纳米晶化可以有效地增加电弧稳定性和降低材料的截流值。

CuCr合金触头材料的研究现状

CuCr合金触头材料具有良好的力学和电学性能,广泛应用于真空开关。本文综述了不同Cr含量对CuCr触头材料开断能力、截流值、耐电压强度和抗熔焊性等性能的影响,并总结了添加其它新组分对其性能的作用。针对目前CuCr合金存在的问题,提出严格控制原材料成分及杂质含量、添加新组分,是目前改善或获得高性能CuCr触头材料的发展方向之一。

深冷处理对CuCr真空触头材料组织及性能的影响

研究了 ＣｕＣｒ真空触头材料在一定的深冷处理条件下，其组织发生的微结构变化。深冷处理引起的Ｃｕ相中的过饱和Ｃｒ弥散析出，使得微观组织分布更加均匀，Ｃｕ相的导电、导热能力进一步改善。同时Ｃｒ相发生明显细化。深冷处理使ＣｕＣｒ真空触头材料的耐电压强度及耐电弧侵蚀得到了一定的提高。

喷射成形CuCr25合金触头材料的制备及致密化处理

利用喷射成形技术制备了CuCr2 5合金触头材料 ,研究了雾化压力对显微组织、致密度和收得率的影响 ,对制得的沉积坯件进行了热锻压和热等静压致密化处理 ,并测试了触头材料的密度、硬度和电导率。研究结果表明 :最合适的雾化压力为 0 .6MPa ,沉积坯件经过 95 0℃锻压后再在 10 70℃ ,2 0 0MPa下热等静压 8h ,可以得到全致密的触头材料 ,铬颗粒平均直径小于 10 μm ,硬度达 10 0HB ,电导率 2 5～2 9Ms·m- 1 ,说明致密化处理后的喷射成形CuCr2 5合金是一种优良的触头材料。

不同铬含量的CuCr、CuCrFe真空触头材料性能研究

研究了用“混粉－CIP成形－烧结－HIP致密化”工艺制取的不同铬含量的CuCr、CuCrFe真空触头材料。测定并观察了它们的物理性能，力学性能和显微组织。着重研究了CuCr、CuCrFe合金中铬含量和添加少量铁元素对其性能的影响。

高温下 CuCr 触头材料对真空小间隙击穿强度的影响

测量了含不同合金元素的ＣｕＣｒ真空触头材料不同温度下的击穿强度，讨论了合金元素Ｗ、Ｃｏ及温度对ＣｕＣｒ真空触头材料高温下小间隙击穿性能的影响。

真空电弧重熔法制造CuCr触头材料

介绍了用真空电弧重熔法制造CuCr触头材料的原理、重熔炉的结构和控制电弧长度的几种方法、在重熔制造过程中对真空度的要求和自耗电极参数的选择以及重熔法的优点和缺点,最后还阐述了利造CuCr合金触头材料的过程和应用范围。

CuCr50触头材料优化热处理工艺研究

对CuCr50触头材料的优化热处理工艺进行了研究。结果表明 ,固溶后再时效处理的CuCr50的电导率、硬度高于只进行时效处理的试样 ,优化热处理工艺为 960℃固溶 30min后 530℃时效 3h ,硬度 12 8HB ,电导率为 19 0m·(Ω·mm2 ) - 1,此时Cu基体中过饱和的Cr以细小、点状质点大量均匀弥散析出 ,时效温度过高或过低 ,时间过长或过短 ,均不利于性能的提高 。

CuCr触头材料制造工艺的现状与新发展

概述了真空开关所用的CuCr触头材料制造工艺中的粉末冶金、真空熔炼等制造工艺的特点和存在的问题,并着重介绍了等离子体技术在CuCr材料制造中的应用。

大气熔铸CuCr25RE触头材料组织及时效性能的研究

在中频感应炉中采用大气熔铸法制备了CuCr25RE合金触头材料,利用扫描电镜对其铸态、锻态和固溶态的显微组织进行分析,测定了时效和变形量对电导率和显微硬度的影响。结果表明,CuCr25RE合金经锻造后可以获得均匀的组织;在950℃×1h固溶440℃时效6h可获得较好的综合性能;固溶后经40%冷变形在440℃时效2h后,电导率和显微硬度分别可达61%IACS和172HV,比固溶后直接时效分别高出11%IACS和23HV。

CuCr触头材料的等离子熔炼工艺研究

分析了CuCr触头材料等离子熔炼工艺的特点,详细介绍了等离子炬的设计和熔炼实验系统。熔炼试验的初步研究结果表明,采用等离子熔炼工艺可以获得比常规粉末冶金法更为细密的组织结构。

不同Cr含量CuCr触头材料的组织与性能对比(英文)

为研究Cr含量对CuCr触头材料组织和性能的影响,采用真空熔铸法制备三种(CuCr25、CuCr30、CuCr40)不同Cr含量的触头材料,并对这3种材料的显微组织、物理性能及电流开断性能进行对比研究。结果表明:随着Cr含量的增加,CuCr材料微观组织的致密度提高,Cr颗粒得到细化,但是Cu基体中固溶的Cr含量增加;材料的电导率和密度均降低,硬度增加,抗拉强度呈线性增加;CuCr25和CuCr30的电流开断能力相当,CuCr40较低。