sf6断路器用铬青铜的固溶时效工艺

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1、SF6断路器用铬青铜的固溶时效工艺陈世俊（天水213机床电器厂，甘肃天水741001）TECHNIQUESOFSOLUTIONANDAGINGTREATMENTOFCuCrALLOYUSEDFORSF6CIRCUITBREAKERCHENShi-jun（Tianshui213ElectricApparatusFactoryforMachineTool,Tianshui741001,China）摘要：分析了固溶时效过程中铬青铜的变化，研究了铬含量及固溶时效工艺对铬青铜的影响，确定了铬青铜的固溶时效工艺。关键词：铬青铜

2、；固溶；时效；工艺中图分类号：TM205.1文献标识码：BAbstract:ThechangesofCuCralloyintheprocessofsolutionandagingtreatmentareanalysed.TheinfluenceofCrcontentaswellastechniqueofsolutionandagingtreatmentonCuCralloyisstudied.ThetechniqueofsolutionandagingtreatmentforCuCralloyisdefined.K

3、eywords:Cucralloy;solution;aging;technique1引言铬青铜以其高强度、高硬度、耐磨、耐热、易于压力加工，导电和导热性均较好，被广泛应用于SF6断路器自力型触头的生产。但是由于铬青铜组织结构简单，使用范围较窄，对其工艺性能的研究不多，所以在自力型触头的生产中，经常出现触头涨缩、开裂等现象，影响了触头的正常使用。为此，有必要研究铬青铜的工艺性能，以便很好的实现铬青铜的性能强化，使其达到使用要求。2铬青铜的相图及强化方法从图1可以看出，铬在铜中的最大溶解度为1076.2℃的0.65%

4、。随着温度的下降，铬在同种的溶解度急剧下降，在1000℃时为0.37%，在800℃时为0.15%，所以，可借沉淀硬化来提高机械性能，同时，在沉淀后，固溶体中保留的溶质原子减少，可大大降低铬青铜的电阻率，从而使其导电性变好[1]。3铬青铜的强化工艺3.1基本原理将铬青铜加热到低于固相线的温度，保温合适的时间，铬将融入铜中，此时立即淬火，则铬来不及析出而保留在铜中，从而形成过饱和固溶体，这一过程一般被称为固溶处理。经固溶处理后的铬青铜在一定温度下保温一段时间，铬将以富铬的高弥散的铜铬化合物或融入铜中的固溶物的形式，自过

5、饱和固溶体中析出，而使过饱和固溶体中的铬含量逐渐下降的饱和状态。由于弥撒的新相析出使硬度、强度提高[2]。3.2固溶处理参数的确定在固溶处理过程中，在固相线下，随着温度的升高，铬在铜中的溶解度显著增加，这有利于过饱和固溶体的形成，从而为铬青铜最终性能产生好的影响。同时，随着处理温度的升高，固溶的时间将以相对缩短，这有利于效率的提高。但在实际生产中，温度约接近固相线，越有可能导致铬青铜局部融化而致废，因此，一般采用约980℃的固溶温度，而时间则随产品体积的大小而相应增减。3.3时效处参数的确定铬青铜在时效过程中，主要

6、发生以下变化：①固溶体的贫化；②基本的回复与再结晶；③新相的析出[3]。在时效时间和温度的选择上，要充分考虑3个因素对铬青铜性能的综合影响。通常情况下。温度越高，原子活动能力越强，脱溶沉淀速度越快，越有利于生产效率的提高。但随着温度的升高，过饱和度降低，脱溶沉淀的速度又将变慢。而在一定温度下，随着时间的加长，尽管固溶体的贫化以及基本金属的回复再结晶会使硬度和强度下降，但析出相得析出越充分，越有利于硬度和强度的提高，其综合效果是硬度和强度的提高。但当时间超过一定值后，随着时间的延长。析出的相和母相的共格联系遭到破坏，

7、析出的相也开始粗化，其强度和硬度将会随之下降。图2(a)～(c)分别显示了铬青铜的硬度和抗拉强度、延伸率随时效温度变化的情况。由图2可以看出.随着失效温度的升高，铬青铜的硬度和抗拉强度随之提高，延伸率减小。在450℃～500℃之间时，硬度和抗拉强度达到最大值。而延伸率达到最低点。之后随着温度的升高，硬度和抗拉强度随之降低，而延伸率增大。 SF6断路器用铬青铜元件主要是自力型触头，对硬度和抗拉强度的要求较高，所以生产中时效的温度一般选用400℃～500℃。而时效的时间，一般采用4h的保温后随炉冷却至室温，此时铬青铜的

8、综合性能最佳。值得一提的是，由于形变可以增加晶内缺陷，从而促进脱溶沉淀过程，有利于效率的提高，同时，产品的形状也通常要求在固溶处理后进行冷挤压变形，所以在实际生产中，惊颤采用固溶处理→冷加压变形→时效处理的铬青铜强化工艺。这里需要注意，冷拉后的铬青铜会在随后的时效处理中发生开裂现象。图3为铬青铜在1000℃淬火，冷拉30%后时效开裂与温度的关系。从图3中可以