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《昆明理工大学》 2009年
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WCu电触头产品注射成型工艺与性能研究

韩波  
【摘要】:WCu复合材料既具有铜的高塑性、良好的导电和导热性等特性,又具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性。这些特有的综合性能使钨铜合金在电触头,特别是作为升级换代的新产品在高压开关触头材料、电阻焊电极材料、电子封装和热沉积材料、代银铜合金触头材料等方面获得广泛应用,成为一种重要的功能材料。 粉末注射成形源于塑料注射成形,是粉末冶金技术与塑料注射成形技术、金属压铸成形技术相结合而产生的一项新型近净成形技术,包括混料、成形、脱脂、烧结四道工序。利用金属粉末注射成形技术制造小尺寸且形状复杂的制品,相比较其他传统的成形方法具有技术上和成本上的优势。 本论文采用机械合金化、注射成形等先进材料加工技术,成功地制备了WCu40和WCu15系列合金材料。通过X-ray衍射分析仪、扫描电镜等先进分析检测手段,以及理论分析和实验相结合的方法,对WCu系列合金材料进行了分析研究。在选择合理的制备工艺参数的条件下,对机械合金化粉末的外观形貌特征、粒度分布、晶格常数等做了进一步的分析研究;同时对WCu15的触点材料在直流条件下的电弧腐蚀特性、电弧腐蚀后触点表面形貌变化等方面进行了研究。 研究结果表明:随着机械合金化过程的进行,Cu颗粒实现破碎且细小而均匀地分布在片状W基体上,随着球磨时间的延长,Cu的晶格常数增大,W的晶格常数减小,Cu扩散到W中形成不饱和固溶体。制备的WCu系列合金材料,第二相Cu颗粒细小均匀地分布在W基体上,具有弥散分布特征,组织细微;经过注射成形的产品,相对密度达到94.2%;随着W含量的增高,WCu系列合金材料的电导率和延伸率降低,硬度和强度提高;在17V,12A的条件下,WCu合金触点经过电接触试验后,触点表面出现富Cu区、富W区、孔洞、气孔等几种电侵蚀形貌。随着操作次数的增加,触点阴极的质量增加,随着W含量的增加,触点的总质量转移减少,WCu15合金触点的质量转移小于纯铜触点,WCu15触点的质量转移优于纯Ag触点,在代替贵金属Ag触点材料方面,进行了有意义的探索。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TF124.3

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