專利名稱：一種鎢銅-銅整體式電觸頭材料缺陷修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢銅-銅整體式電觸頭材料缺陷修復(fù)方法
背景技術(shù)：
整體式電觸頭應(yīng)用于各種中高壓斷路器中，是各種電力開關(guān)的核心部件。整體式觸頭是 由兩種不同材質(zhì)組成的零件，頭部是鎢銅合金，用于滅?。晃膊繛殂~或銅合金，其作用是具 備一定彈性和良好的導(dǎo)電性能。鎢銅合金因良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及抗電弧腐蝕的性能被廣泛用 做電極材料、電子封裝和電觸頭材料，其在使用時，常常要求與導(dǎo)電性能更好的銅或銅合金 連成整體來應(yīng)用，而在整體燒結(jié)時會因一些不可控或不可預(yù)知的原因?qū)е掠|頭表面出現(xiàn)疏松 、縮孔、裂痕等缺陷。這些缺陷的存在影響整體電觸頭的外觀質(zhì)量，嚴重時還會影響使用性 能。目前，整體鎢銅-銅整體式電觸頭材料燒結(jié)過程中出現(xiàn)缺陷解決的辦法有兩種， 一種是 將缺陷部位完全切除，重新回爐進行二次或三次燒結(jié)；另一種是報廢，當(dāng)成廢金屬或切削來 處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鎢銅-銅整體式電觸頭材料缺陷修復(fù)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的鎢銅 -銅整體式電觸頭材料上的缺陷無法修復(fù)，造成浪費，增加成本的缺點。 為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 步驟l，清理缺陷部位中的夾雜物
先利用激光將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件的缺陷部位表面進行熔化，然后清理 缺陷部位中的夾雜物；
步驟2，在缺陷部位中添加填充材料
稱取與缺陷部位電觸頭材料相同的金屬粉末，如缺陷部位位于銅尾則稱取的金屬粉末為 銅粉，若缺陷部位位于鎢銅合金部分則稱取的金屬粉末為鎢銅合金粉末。金屬粉末的質(zhì)量為 缺陷部位體積與缺陷部位電觸頭材料密度乘積值的l. 2倍；然后將稱取好的金屬粉末與丙三 醇溶液均勻混合制得填充材料，再將填充材料涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；填充材料的配 比為每lg金屬粉末與O. 1 0. 5ml丙三醇溶液均勻混合；
步驟3，高能激光束重熔掃査在缺陷部位填補好填充材料后，在保護氣氛為氮氣的情況下，利用高能激光束掃査重熔 缺陷部位中的填充材料。重熔過程中采用氮氣作為保護氣體，因噴射氮氣時會吹走少量填充 材料，所以在重熔過程中要向缺陷部位中補充填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至 填滿缺陷部位并有微凸；所述的高能激光束是指激光的能量聚集在O. 2毫米左右一個點上， 同時在很短的時間內(nèi)達到106 1091:/3，能量范圍在O. 2-80J/ms。步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用打磨工具對修復(fù)區(qū)的微凸進行打磨直至與零件表面平齊，最后 再進行零件整體表面拋光即可。本發(fā)明采用高能激光束快速修復(fù)帶有缺陷的鎢銅-銅整體式電觸頭材料，為企業(yè)降低成 本、提高效率、避免浪費，節(jié)約資源，增強了產(chǎn)品的競爭力。本發(fā)明的優(yōu)點為(1)修復(fù) 件力學(xué)性能高，可以達到同原有構(gòu)件相當(dāng)?shù)挠捕?。零件本體和修復(fù)區(qū)域界面處為致密冶金結(jié) 合，不會出現(xiàn)脫落、剝離等問題；(2)柔性化程度高，可以對任意的損傷形狀進行現(xiàn)場修 復(fù)，修復(fù)區(qū)域形狀和零件缺損形狀接近，表面質(zhì)量好；(3)高能密度激光由于熱輸入小， 結(jié)果使零件修復(fù)區(qū)域的熱影響區(qū)小，應(yīng)力及變形小；(4)修復(fù)周期短，修復(fù)區(qū)域金屬沉積 速率為O. l-lKg/h;(5)操作簡單，成品率高，修復(fù)的產(chǎn)品性能穩(wěn)定、質(zhì)量高。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明 實施例l:對鴨銅-銅整體式電觸頭材料表面銅尾部分寬0.5毫米、深2毫米、長20毫米的裂紋進行 修復(fù)，包括以下操作步驟步驟l，清理缺陷部位中的夾雜物將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件放在激光焊機工作臺上，利用激光對零件缺陷部 位表面進行快速熔化，然后清理掉缺陷部位中的夾雜物； 步驟2，在缺陷部位中添加填充材料本實施例的缺陷部位位于銅尾，缺陷部位的體積是20立方毫米；先稱取一定量的銅粉，銅粉的質(zhì)量為缺陷部位體積與銅尾密度乘積值的1.2倍，經(jīng)計算，確定要稱取的銅粉為0.2克 。然后將0.2克的銅粉與0. lml的丙三醇溶液均勻混合后制得填充材料，再將填充材料涂覆在 電觸頭零件的缺陷部位；步驟3，高能激光束重熔掃査在缺陷部位填補好填充材料后，利用通有保護氣氛為氮氣的激光焊機，用高能激光束掃4査重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時用送料機構(gòu)向缺陷部位補充因噴射氮氣而 吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸； 步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用手工銼刀對修復(fù)區(qū)的微凸起進行磨銼直至與零件表面平齊，最 后再進行整體表面拋光即可。經(jīng)修復(fù)后，測得修復(fù)區(qū)的硬度為HV80，而銅尾未修復(fù)地方的硬度為HB40-60，修復(fù)后的 電觸頭零件符合使用要求。實施例2:對鎢銅-銅整體式電觸頭材料銅尾端直徑2毫米、深10毫米的縮孔進行修復(fù)，包括以下操 作步驟步驟l，清理缺陷部位中的夾雜物將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件放在激光焊機工作臺上，利用激光對零件缺陷部 位表面進行快速熔化，然后清理掉缺陷部位中的夾雜物； 步驟2，在缺陷部位中添加填充材料本實施例的缺陷部位位于銅尾，缺損部位的體積是31.4立方毫米；先稱取一定量的銅粉，銅粉的質(zhì)量為缺陷部位體積與銅尾密度乘積值的1.2倍，經(jīng)計算，確定要稱取的銅粉為 0.34克。然后將O. 34克銅粉與0. 12ml的丙三醇溶液均勻混合后制得填充材料，再將填充材料 涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；步驟3，高能激光束重熔掃査在缺陷部位填補好填充材料后，利用通有保護氣氛為氮氣的激光焊機，用高能激光束掃 査重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時用送料機構(gòu)向缺陷部位補充因噴射氮氣而 吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸；步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用手工銼刀對修復(fù)區(qū)的微凸起進行磨銼直至與工件表面平齊，最 后再進行整體表面拋光即可。經(jīng)修復(fù)后，測得修復(fù)區(qū)的硬度為HV120，而銅尾未修復(fù)地方的硬度為HB100-110，修復(fù)后 的電觸頭零件符合使用要求。實施例3:對鎢銅-銅整體式電觸頭材料鎢銅與銅結(jié)合面處寬0.2毫米、深2毫米、長15毫米的微裂 紋進行修復(fù)，包括以下操作步驟步驟l，清理缺陷部位中的夾雜物將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件放在激光焊機工作臺上，利用激光對零件缺陷部 位表面進行快速熔化，然后清理掉缺陷部位中的夾雜物； 步驟2，在缺陷部位中添加填充材料本實施例的缺陷部位位于電觸頭鎢銅與銅的結(jié)合處，通常補充銅粉，缺陷部位的體積是 6立方毫米；先稱取一定量的銅粉，銅粉的質(zhì)量為缺陷部位體積與銅尾密度乘積值的1.2倍， 經(jīng)計算，確定要稱取的銅粉為O. 06克。然后將O. 06克的銅粉與0. 006ml的丙三醇溶液均勻混 合后制得填充材料，再將填充材料涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；步驟3，高能激光束重溶掃査在缺陷部位填補好填充材料后，利用通有保護氣氛為氮氣的激光焊機，用高能激光束掃 査重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時用送料機構(gòu)向缺陷部位補充因噴射氮氣而 吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸；步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用手工銼刀對修復(fù)區(qū)的微凸起進行磨銼直至與工件表面平齊，最 后再進行整體表面拋光即可。經(jīng)修復(fù)后，測得修復(fù)區(qū)的硬度為HV180，而銅尾未修復(fù)地方的硬度為HB100-110，修復(fù)后 的電觸頭零件符合使用要求。實施例4:對鴨銅-銅整體式電觸頭材料鴨銅部分直徑約O. 2毫米、深2毫米的針狀小孔進行修復(fù)， 包括以下操作步驟步驟l，清理缺陷部位中的夾雜物將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件放在激光焊機工作臺上，利用激光對零件缺陷部位表面進行快速熔化，然后清理掉缺陷部位中的夾雜物； 步驟2，在缺陷部位中添加填充材料本實施例的缺陷部位位于電觸頭零件鴨銅合金部分，缺陷部位的體積是O. 0628立方毫米 ;先稱取一定量的鎢銅合金粉末，鎢銅合金粉末中鎢和銅的質(zhì)量比為l: 1;鎢銅合金粉末的 質(zhì)量為缺陷部位體積與鎢銅合金部分密度乘積值的1.2倍，經(jīng)計算，確定要稱取的鎢銅合金 粉末的質(zhì)量為O. OOl克。然后將O. OOl克的鴨銅合金粉末與O. 00025ml的丙三醇溶液均勻混合 后制得填充材料，再將填充材料涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；步驟3，高能激光束重熔掃査在缺陷部位填補好填充材料后，利用通有保護氣氛為氮氣的激光焊機，用高能激光束掃 査重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時用送料機構(gòu)向缺陷部位補充因噴射氮氣而 吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸；步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用手工銼刀對修復(fù)區(qū)的微凸起進行磨銼直至與零件表面平齊，最 后再進行整體表面拋光即可。經(jīng)修復(fù)后，測得修復(fù)區(qū)的硬度為HV222，而鎢銅合金部分未修復(fù)地方的硬度為HB210-220 ，修復(fù)后的電觸頭零件符合使用要求。
權(quán)利要求
1.一種鎢銅-銅整體式電觸頭材料缺陷修復(fù)方法，其特征在于包括以下操作步驟步驟1，清理缺陷部位中的夾雜物先利用激光將待修復(fù)的鎢銅-銅整體式電觸頭零件的缺陷部位表面進行熔化，然后清理缺陷部位中的夾雜物；步驟2，在缺陷部位中添加填充材料稱取與缺陷部位電觸頭材料相同的金屬粉末，金屬粉末的質(zhì)量為缺陷部位體積與缺陷部位電觸頭材料密度乘積值的1.2倍；然后將稱取好的金屬粉末與丙三醇溶液均勻混合制得填充材料，再將填充材料涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；所述填充材料的配比為每1g金屬粉末與0.1～0.5ml丙三醇溶液均勻混合；步驟3，高能激光束重熔掃查在缺陷部位填補好填充材料后，在保護氣氛為氮氣的情況下，利用高能激光束掃查重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時向缺陷部位中補充因噴射氮氣而吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸；步驟4，后續(xù)處理將修復(fù)后的電觸頭零件用打磨工具對修復(fù)區(qū)的微凸進行打磨直至與零件表面平齊，最后再進行零件整體表面拋光即可。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎢銅-銅整體式電觸頭材料缺陷修復(fù)方法，首先，清理缺陷部位中的夾雜物。再稱取與缺陷部位電觸頭材料相同的金屬粉末，金屬粉末的質(zhì)量為缺陷部位體積與缺陷部位電觸頭材料密度乘積值的1.2倍；然后將稱取好的金屬粉末與丙三醇溶液均勻混合制得填充材料，再將填充材料涂覆在電觸頭零件的缺陷部位；在缺陷部位填補好填充材料后，在保護氣氛為氮氣的情況下，利用高能激光束掃查重熔缺陷部位中的填充材料，在重熔過程中同時向缺陷部位中補充因噴射氮氣而吹走的填充材料，將填充材料與母材熔合在一起直至填滿缺陷部位并有微凸；最后，將修復(fù)后的電觸頭零件打磨、拋光即可。本發(fā)明操作簡單，成品率高，修復(fù)的產(chǎn)品性能穩(wěn)定、質(zhì)量高。
文檔編號H01H11/04GK101635210SQ20091030599
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者張忠義, 陳文革 申請人:西安理工大學(xué)