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Cu-Cr合金是目前世界上公认的最佳真空开关触头材料之一,具有开断能力大,耐电压能力强、抗熔焊性能好、截流水平低等优异性能,Cu-Cr合金中 Cr的细化能增强耐电压能力,降低截流值,综合性能显著提高。目前企业一般采取老练的方法使铜铬触头表面Cr晶粒细化,但该工艺生产效率低,且表面细化不均匀,改善效果有限。本文选用CuCr40、CuCr50触头作为研究对象,利用高能电子束表面扫描设备对其进行表层组织细化实验研究,探讨电子束扫描工艺参数对其重熔层组织形态的影响,得出最优工艺参数。本文的研究主要包括以下几方面的内容: (1)Cu-Cr合金触头表面重熔影响因素的机理研究。采用单变量实验法分别研究扫描束流、聚焦电流、扫描速度对重熔后试件外观形貌、重熔厚度及微观组织的影响。结果表明,在一定的参数范围内,减小扫描束流或增加扫描速度,试件重熔厚度变小,Cr晶粒细化程度和均匀性增加;增加扫描束流或降低扫描速度,试件重熔厚度增加,Cr晶粒细化程度和均匀性降低。 (2)利用正交实验法结合前面单因素实验结果进行实验设计,得出最优重熔工艺参数,并进行验证。结果表明,在合适的工艺参数下,电子束重熔的快速熔化和凝固能使Cu-Cr合金触头表面Cr晶粒细化获得Cr相均匀细化的重熔层,重熔后的生成的Cr晶粒尺寸约1~5μm。其中,CuCr40触头中Cr颗粒细化了约10倍,CuCr50触头中Cr颗粒细化了约30倍,重熔后重熔层中各元素成分比例基本未变。 (3)重熔层显微硬度分析。经电子束重熔处理后,材料表面硬度大幅增加,其中CuCr40表面微观硬度增加50%,CuCr50表面微观硬度增加40%。 (4)重熔层耐磨性分析。经电子束重熔处理后,材料表面耐磨性提高,CuCr40和CuCr50分别比重熔前耐磨性提高28%和27%。