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1、CuCr合金触头材料的研究现状V01.28No.1铸造技术F0UNDRYTECHN0L0GY?今日铸造Today'SFoundry?CuCr合金触头材料的研究现状夏承东,田保红,刘平,任凤章(河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471OO3)摘要: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
2、头材料的发展方向之一.关键词:CuCr合金;真空开关;触头材料;Cr含量;新组分中田分类号:TG146.11文献标识码:A文章编号:1000—8365l2007}01—0139—03CurrentResearchStatusonCuCrAlloyforContactMateriaIXIACheng-dong,TIANBao-hong,LIUPing,RENFeng-zhang(SdIoolofMaterialsScienceandF_~ineering,He'nanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471~
3、3,China)Abstract:CuCrcontactmateriaIhasexcellentmechanicaIandelectricaIpropertiesandiSwidelyusedinvacuumswitchgear.Inthispaper,theeffectsofOrcontentonthebreakingcapacity,choppingcurrent,highvoltagewithstandingandanti—weldpropertyofCrCucontactmaterialarereviewed.Thefunctionofothe
4、rnewalloycompositiononitspropertiesiSalsosummarized.FortheexistingproblemsofCuCrcontactmaterialitispointedoutthatstrictcontrolofthepurityofrawmaterialsandadditionofnewalloyarethemaintrendfordevelopmentofhighperformanceCuCrcontactmateriaI.Keywords:CuCralloy;Vacuumswitchgear;Conta
5、ctmaterial;Orcontent;NewalloycompositionCuCr合金触头材料的优点源于Cu和Cr之间具有很小的互溶度.CuCr合金实际上是两相合金,从而使Cu和Cr都充分保留各自良好的性能,即:具有较低熔点,高导电率和热导率的Cu组元,有利于提高真空开关的分断能力;Cr组元具有较高的熔点,力学强度和较低的截流值,保证了真空开关具有良好的耐电压,抗烧损,抗熔焊和低截流等特性.在熔融状态下,由于弥散Cr粒子的作用,导致触头表面产生的熔池非常浅,且Cr冷却和固化后的形态是细小弥散的粒子.在这种机理的作用下,避免了触头高温阴极斑点的形成
6、,使触头间隙介质强度恢复极快,即使开断很大的短路电流,都能保证有很强的灭弧能力.此外,Cr还有很强的氧亲和力,它能有效地吸收开关操作过程中材料释放出来的氧气,在开关使用寿命内能自动保持真空灭弧室内的真空度口].收稿日期:2006-04-28;修订日期:2006-10-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(50571035);河南省杰出青年基金资助项目(0521002700)作者简介:夏承东(1982-),湖南郴州人,硕士生.研究方向:铜合金功能材料.Emall:xcd309@163.com由于CuCr属于偏晶系合金,Cr在Cu中的平衡溶解度极低.在凝
7、固过程中,Cr元素发生共晶化和比重偏析的趋向严重,极易产生宏观偏析.而且Cr对氧的亲和力极强,生成的Cr.O极其稳定.由于铜相对廉价且电学性能优异,是公认为最好的触头基体材料.因此,目前对CuCr合金触头材料合金元素的研究,主要集中于合金中Cr含量和添加新组元方面的研究.1CuCr合金中的Cr含量有两种铬含量的CuCr合金触头材料,早期采用CuCr50合金,即Cu与Cr的含量各为50,是我国目前广泛采用的触头材料;最近10年来,国外已采用CuCr25合金触头材料,CuCr25合金触头材料在开断电流能力方面比CuCr50合金触头材料高得多,但其抗熔焊能力
8、却比CuCr50合金触头材料差.1989年奥地利维也纳技术大学Rider等[2对Cu—Cr合金
