鎢銅高壓電弧觸頭

簡介

進入21世紀以來，隨著經濟社會的迅速發展，人們對複合材料的要求越來越高。為了滿足高壓電弧所需的抗熔焊、耐電蝕、高電導、低含氣量等特點的要求，人們對傳統高壓電弧的生產技術進行了一系列工藝上的改進。具有高導電導熱性的銅和具有高溫強度、強抗電弧燒蝕的鎢的良好結合使得鎢銅複合材料具有一系列優異性能，廣泛應用於電接觸材料、電子封裝和熱沉材料中。通過採用將純淨鎢粉模壓成型、高溫燒結，一次完成滲銅和覆銅的加工工藝從而形成適合高壓電弧使用的鎢銅複合材料電觸頭。這種加工工藝使得鎢骨架的強度非常高，而且鋼呈網狀分佈，基體組織細小均勻，並且氣體含量低、覆銅層與鎢銅基體結合緊密，這些特 點不僅滿足了高壓電弧的使用要求，而且降低了高壓電弧觸頭的生產成本，從而獲得了較好的經濟效益。

性能

鎢銅高壓電弧觸頭是高壓斷路器，開關櫃，隔離開關，接地開關的核心部件。電觸頭尤其是弧觸頭品質的好壞，直接影響這些高壓電器的品質及使用壽命。因此，在高壓電弧使用的觸頭對於性能要求相對比較高。鎢銅觸頭具有優良的耐電弧燒損性和抗熔焊性，斷弧性能好，導電導熱好，熱膨脹小，高溫不軟化，高強度，高密度，高硬度等特點。具有很好的導電導熱性，較好的高溫強度和一定的塑性。在3000℃以上的溫度下，合金中的銅被液化蒸發，大量吸收熱量，降低材料表面溫度。由此可見，鎢銅觸頭是高壓電弧的最佳選擇。

工藝

在高壓電弧觸頭的使用上，鎢銅觸頭已經存在多年。鎢銅觸頭在高壓SF6，空氣和油介質以及大電流斷路器上用量比較大而且它們一般都採用混粉壓制燒結以及熔滲工藝生產相結合的辦法，成分以20%~30%Cu+80%~70%W居多。最近幾年以來，真空高壓開關得到了迅速的發展，同時真空高壓開關對觸頭材料的要求相對要高，除滿足一般開關的基本性能以外，基於真空中觸頭表面非常乾淨的特點，使得真空高壓開關觸頭更容易熔焊，因此對觸頭材料就不僅要有更高的抗熔焊性，還需要有足夠高的耐電弧壓強度、儘量低得截止電流和極低的含氣量。這些要求和材料特質使得真空高壓開關觸頭材料集中在鎢銅複合材料上。目前市場上一些觸頭材料的成分為90%W+10%Cu，性能較差，在使用中會出現熔焊現象。而鎢滲銅材料的性能特別適合真空高壓複合開關觸頭的要求，但是按傳統的生產工藝，材料利用率低，成本高。因此近年來，為了提高電觸頭材料的使用壽命採用了許多更為先進的製作工藝，如纖維強化法、等靜壓制-浸漬法，燒結軋製工藝、離子注入、電弧熔煉法等等。

鎢銅高壓電弧觸頭優點

觸頭基體和銅面的結合面是靠鎢和銅兩元素相互擴散進去的，兩者的結合強度非常高，在高溫電弧作用下不開裂(40.5KV 630A，電弧溫度大約3000度)。基面鎢銅做為耐電弧燒蝕的工作面，薄薄的銅層做為底座釺焊面，真正實現兩種不同材料的複合。