本發(fā)明涉及，具體是涉及一種銅鉻合金的熱擠壓制備方法。

背景技術(shù)：

1、銅鉻合金通常作為真空滅弧室觸頭；在真空滅弧室的開斷過程中，銅鉻合金觸頭起著關(guān)鍵作用，其確保了電流的有效傳導(dǎo)和電弧的穩(wěn)定熄滅。因此銅鉻合金觸頭需要良好的機(jī)械加工性能，以實現(xiàn)復(fù)雜而精確的觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2、現(xiàn)有的技術(shù)中，主要制備銅鉻觸頭的方法為真空感應(yīng)熔煉，真空感應(yīng)熔鑄工藝是將銅和鉻等元素在高溫下熔化，以坩堝為載體，然后倒入模具中冷卻凝固的工藝。然后鍛造，使合金材料結(jié)構(gòu)緊密化，而后熱處理，調(diào)控參數(shù)優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)與性能，最后機(jī)械加工為特定形狀尺寸，完成制備。但是上述方法易造成合金棒邊部產(chǎn)生邊裂缺陷，且現(xiàn)有的擠壓工藝中易產(chǎn)生變形不均勻情況，導(dǎo)致合金內(nèi)部組織鉻顆粒均勻度差，降低了材料的強(qiáng)度以及導(dǎo)電等性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種銅鉻合金的熱擠壓制備方法。

2、一種銅鉻合金的熱擠壓制備方法，包括：

3、s1、配料：取10～40wt％的鉻，余量為銅備用；

4、s2、熔煉：

5、s2-1、將銅、鉻裝入氧化鎂坩堝中，然后放入真空感應(yīng)爐；

6、s2-2、將真空感應(yīng)爐真空度抽至10-2pa，然后按照梯度加熱的方式將功率分別升至20kw、30kw、40kw，每階段保溫3～6min；

7、s2-3、然后在加熱功率為40kw下，靜置1～2h；

8、s2-4、向真空感應(yīng)爐充入高純氬氣至-0.07～-0.05pa，待氧化鎂坩堝內(nèi)的合金液完全熔化后，將功率降低至30～35kw，保持20～40s，再按預(yù)設(shè)澆鑄速度進(jìn)行澆鑄，得到銅鉻鑄錠；

9、s3、后處理：對銅鉻鑄錠表面車外圓處理；車外圓尺寸為3-5mm；

10、s4、熱擠壓：在溫度為300～500℃，擠壓壓力為300～800t下進(jìn)行熱擠壓，至熱擠壓的變形量為50～80％后，得到擠壓材料；

11、s5、退火加工：對所述擠壓材料進(jìn)行退火處理，退火溫度為600～900℃，保溫3～5h，然后經(jīng)多線切割、成品加工，即得到銅鉻材料。

12、說明：上述方法中真空感應(yīng)熔煉、熱擠壓工藝的工藝處理，可以使合金的金相組織更加均勻、細(xì)化，進(jìn)而能夠提高合金材料的強(qiáng)度、致密度等性能，此外上述方法還能夠避免合金鍛造后的開裂缺陷；得到的合金具有光滑度較高、高材料利用率的優(yōu)勢。

13、進(jìn)一步地，所述氧化鎂坩堝中，氧化鎂含量≥95％。

14、說明：氧化鎂坩堝在高溫下具有較好的高溫穩(wěn)定性，可以有效降低合金錠氣體含量和夾雜數(shù)量。

15、進(jìn)一步地，s2-2中，所述梯度加熱的功率上升速度為4～5kw/min。

16、說明：上述梯度加熱的設(shè)定能夠逐步排除合金液吸附的氣體，避免合金與坩堝的反應(yīng)，降低合金中的氣體含量和夾雜數(shù)量，進(jìn)而提高合金材料的組織均勻度、致密度，同時通過具體的升溫速度的設(shè)定，能夠進(jìn)一步優(yōu)化合金材料的組織均勻度。

17、進(jìn)一步地，s2-4中，所述預(yù)設(shè)澆鑄速度為：首先按照0.8-1.5kg/s的澆鑄速度傾倒合金液，至合金液占用于澆鑄的容器體積的20～30％，然后按照3.5-4.5kg/s的澆鑄速度傾倒合金液，至合金液占所述容器體積的60～70％，最后再按照2.0-3.0kg/s的澆鑄速度傾倒合金液至合金液填滿所述容器。

18、說明：上述預(yù)設(shè)速度能夠利用按照慢-快-慢方式，可以有效的保證鑄錠均一性和提高材料利用率，開始時較慢可以減少氣體夾雜和氧化皮的形成；中間加快澆鑄速度可以提高金屬液的充型能力；最后再次減慢澆鑄速度有助于減少鑄件冷卻凝固時產(chǎn)生的縮孔和縮松現(xiàn)象，通過控制澆鑄速度，可以改善鑄件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少缺陷，提高鑄件的機(jī)械性能和表面質(zhì)量。

19、進(jìn)一步地，s4中，所述熱擠壓的過程中，溫度與擠壓壓力呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)溫度升高時，擠壓壓力相應(yīng)的減少，當(dāng)溫度下降時，擠壓壓力相應(yīng)地增加。

20、說明：當(dāng)溫度升高時，材料的塑性通常會提高，此時需要較低的壓力來實現(xiàn)所需的擠出速度和形狀。當(dāng)溫度降低時，提高擠壓壓力可以增加材料的填充速度和壓實度，有助于改善材料的密實性和表面質(zhì)量。過高的溫度、過高的壓力共同作用可能會導(dǎo)致潤滑劑失效增加摩擦和磨損、同時殘余應(yīng)力增大影響合金材料的穩(wěn)定性和后續(xù)加工，此外，還增加能源消耗。因此，采用上述方式進(jìn)行熱擠壓較為優(yōu)選。

21、進(jìn)一步地，s4中，當(dāng)所述溫度在300～400℃時，調(diào)節(jié)擠壓壓力為600～800t；當(dāng)溫度在400～500℃時，調(diào)節(jié)擠壓壓力為300～600t；調(diào)節(jié)過程中，溫度以2～8℃/min的速度升溫或降溫，擠壓壓力以4～12t/min的速度降低或升高。

22、說明：上述具體的范圍以及變溫、變壓的速度設(shè)定，能夠進(jìn)一步提升材料的力學(xué)性能，以及其致密度。

23、進(jìn)一步地，s4中，所述熱擠壓中，采用涂覆有石墨復(fù)合潤滑劑的銅鉻鑄錠，所述石墨復(fù)合潤滑劑為石墨粉末、二氧化硒粉末與硅酸鈉溶液形成的混合物。

24、說明：上述成分能夠起到良好的潤滑作用，通過二氧化硒粉末的添加，能夠提高石墨粉末的抗氧化性能，且硒元素能夠提高石墨粉末與硅酸鈉的潤滑性能。

25、進(jìn)一步地，所述石墨復(fù)合潤滑劑的制備方法為：將石墨粉末、二氧化硒粉末先進(jìn)行燒結(jié)、分散處理，得到復(fù)合固體粒子，然后將復(fù)合固體粒子與硅酸鈉溶液混合，形成漿料，即得到石墨復(fù)合潤滑劑；所述涂覆有石墨復(fù)合潤滑劑的銅鉻鑄錠的制備方法為：將所述漿料涂覆在銅鉻鑄錠表面，固化處理后得到涂覆有石墨復(fù)合潤滑劑的銅鉻鑄錠；硅酸鈉溶液為質(zhì)量濃度為20～30％硅酸鈉的水溶液。

26、說明：上述方法提高潤滑劑在高溫和高壓力下的附著性或穩(wěn)定性，形成的涂層可以在高溫下提供良好的潤滑性能，減少摩擦和磨損。

27、進(jìn)一步地，所述石墨復(fù)合潤滑劑的制備方法為：

28、首先將石墨粉末和二氧化硒粉末按照質(zhì)量比為3：1～2混合；然后在1200～1500℃下燒結(jié)，得到復(fù)合固體顆粒；

29、再將復(fù)合固體顆粒進(jìn)行球磨、超聲波分散形成復(fù)合粉末；球磨時間為2～5h，球磨速度：200r/min，超聲波功率為500w，分散時間30/min，分散介質(zhì)為乙醇；

30、最后將復(fù)合粉末與硅酸鈉溶液混合，形成漿料。

31、進(jìn)一步地，漿料可以通過噴涂、刷涂或浸涂等方式涂覆在銅鉻鑄錠表面，

32、固化處理為：在烘箱中60℃加熱干燥處理25～35min。

33、說明：上述的方法設(shè)定能夠分散處理有助于提高顆粒在涂層中的均勻性和附著力。

34、進(jìn)一步地，所述涂覆有石墨復(fù)合潤滑劑的銅鉻鑄錠中，涂層厚度為10～100μm。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、本發(fā)明方法合成的合金材料無宏觀偏析，組織結(jié)構(gòu)均勻、細(xì)小，而且氣體含量低，更加適當(dāng)高電壓長壽命觸頭應(yīng)用領(lǐng)域；通過設(shè)定方法工藝，能夠提高合金材料的組織結(jié)構(gòu)以及性能，可以提升合金質(zhì)量和材料利用率，降低過程生產(chǎn)成本，得到光滑度較高、高材料利用率的合金材料。避免現(xiàn)有技術(shù)中銅鉻合金材料利用率低，生產(chǎn)過程成本高，且鍛造后的合金棒表面易出現(xiàn)開裂缺陷等的問題。