电弧熔炼触头材料是一种金属功能材料

电弧熔炼金相组织对电气性能的影响

电弧熔炼触头材料是一种金属功能材料。在非纳米概念的范畴，当触头材料的结晶组织是假合金、机械混合物时，发挥和承担电接触功能的作用主要是靠触头材料组成元素本身的物理和化学性质。而理想的组织结构则能改善材料的性能，能更充分地发挥其有利的物理和化学性质的作用，同时抑制不利的物理和化学性质产生的影响。在触头材料研究中，首先要解决的两个问题是：（1）选择理想的组元和成分；（2）寻求理想的组织结构。其后才是如何实现理想的组元成分和组织结构，最终实现研究工作的目标。

由于铜和铬既不固溶，也不形成金属间化合物，使得铜铬材料不仅保持了铜和铬各自单一的特性，而且还保存着它们共同的特性。当铜铬材料用作真空断路器触头时，铜和铬的这些单一特性和共同特性承担着真空断路器触头的主要功能作用，也使其表现出比原先使用的铜中添加低熔点高蒸气压元素等其他触头材料更为优异的综合电气特性，即铜具有良好的导电和导热性能，是理想的触头材料组元（在真空下表现得更为突出），使铜铬材料具有承载和分断大电流的能力；铬具有较高的熔点和机械强度、低的截流水平和强的亲氧性，使铜铬材料具有耐电弧烧、抗熔、截流水平低和介质强度恢复快等特性；为难得的是，铜和铬具有相近的蒸气压，使得铜铬触头在真空电弧的作用下，表面的铜和铬蒸发和冷凝的速度相当，触头表面始终能基本保持其原有的成分，触头不会因为经过多次分断后，表面成分发生变化而导致触头电气性能的变化。这对保证电器可靠性是非常重要的。

经过电弧熔炼的铜铬触头材料与粉末冶金方法制造的铜铬触头材料相比，结晶组织中夹杂的数量要少得多、颗粒要小得多，这些夹杂主要是金属氧化物，如氧化铝、氧化铬和氧化硅，在电弧熔炼过程中，制成自耗电极的铜和铬逐渐被熔化，铜铬铸锭随之长高，为了保证整个铸锭组织的均匀性，在熔炼过程中铸锭必须始终保持一段连续的熔池。由于金属氧化物的熔点高、比重小，铜和铬熔化后，金属氧化物会上浮，聚积在熔池的表面，随熔池移至铸锭的顶端，直到熔炼结束后而被切除；或被电弧吹到熔池边缘，冷凝在铸锭外圆表面而被去除；电弧熔炼的真空氛围还有利于铜和铬中低熔点高蒸气压元素的去除。可见，真空自耗熔炼有区域熔炼的提纯效果。

文章内容来源于网络，如有问题，请与我们联络！