專利名稱：氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料及其制造方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料及其制造方法、在制造焊接機(jī)器用的導(dǎo)電嘴與電極帽的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在銅中添加少量鉻，通過(guò)固溶處理后的鉻銅，體現(xiàn)出很高的強(qiáng)度及導(dǎo)電率。因此被使用于焊接機(jī)用導(dǎo)電嘴、點(diǎn)焊頭等電器接點(diǎn)用的材料。
焊接機(jī)用的導(dǎo)電嘴、電極帽有各種各樣的形式。如圖14所示的電弧焊接機(jī)(MGI或二氧化碳保護(hù)焊機(jī)等)所用的子彈狀導(dǎo)電嘴(1)是中心軸部有一個(gè)貫穿孔(2)，通過(guò)貫穿孔(2)送出焊絲(3)的電極耗材。在導(dǎo)電嘴(1)及其外套(4)的中間，通入二氧化碳、Ar、He等惰性氣體(5)為保護(hù)性氣體下，焊接母材(6)。
例在導(dǎo)電嘴(1)的軸徑方向有一個(gè)長(zhǎng)約45mm，口徑為1.0mm的貫穿孔。焊絲(3)是線徑為0.9mm的鋼線，此鋼線表面有銅鍍層或防銹油。還有中心部填有焊劑的鋼線。導(dǎo)電嘴(1)的材料現(xiàn)主要使用的鉻銅，其他也有用鋯銅、鉻鋯銅、鈹銅、電解銅、彌散強(qiáng)化銅等。
氧化鋁彌散銅有著(如附圖15)優(yōu)越的高溫特性，因?yàn)樵诮饘僦袕浬⒅墙饘傺趸X，比較脆，在導(dǎo)電嘴、點(diǎn)焊頭等成型加工中引起較多的破損故障。還有在金屬中彌散著氧化鋁，制造工藝復(fù)雜，因此價(jià)格是鉻銅的3倍。
氧化鋁彌散銅雖然具有優(yōu)越的高溫特性，但其制造工藝復(fù)雜，材料價(jià)格貴，導(dǎo)電嘴、點(diǎn)焊頭等成型加工性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用優(yōu)良特性的彌散銅用在電極的接觸部，其他部位利用成型加工性良好及高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度銅合金的組合材料。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案得以實(shí)施一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料，由位于芯部的氧化鋁彌散銅和包覆在所述的芯部外周的鉻銅合金組成，所述的氧化鋁彌散銅的體積百分比為10～70％，鉻銅合金的體積比為30～90％；其中，所述的氧化鋁彌散銅中鋁的重量百分含量為0.10～0.70％，所述的鉻銅合金中鉻的重量百分含量為0.4～1.2％。
為了達(dá)成本發(fā)明上述的目的，本發(fā)明還可以通過(guò)如下技術(shù)方案進(jìn)一步得以實(shí)施
一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料的制造方法，包括如下工藝流程a、取鉻銅合金坯料并在其芯部打上體積百分比為10～70％的芯孔；b、在所述的芯孔內(nèi)插入彌散銅形成組合材料坯料，對(duì)插入彌散銅的芯孔進(jìn)行抽真空，再將所述的組合材料坯料中鉻銅合金坯料與彌散銅的兩端接觸部進(jìn)行封接使得所述的芯孔內(nèi)保持真空狀態(tài)；c、將所述的組合材料坯料放置到熱擠壓機(jī)的擠壓筒內(nèi)，在850～950℃下擠壓成型；在步驟c中，在所述的擠壓過(guò)程前，要在所述的擠壓筒與所述的組合材料坯料之間放置玻璃使其潤(rùn)滑擠壓筒與組合材料坯料之間的接觸部。
本發(fā)明的第一種技術(shù)方案中的銅合金在用于制造焊接機(jī)器用的導(dǎo)電嘴的應(yīng)用。
本發(fā)明的第一種技術(shù)方案中的銅合金在用于制造焊接機(jī)器用的電極帽的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明如附圖15所示有著優(yōu)越的高溫強(qiáng)度和高導(dǎo)電率，芯部的電氣接點(diǎn)部分用彌散銅，外部用冷加工優(yōu)良的鉻銅作為坯料，制造出低價(jià)格、高精度、高成材率的電焊機(jī)用的導(dǎo)電嘴、電極帽，特別是在高溫下，具有很高的硬度，大大提高了與焊絲等接觸面的耐磨性。圖8為未用玻璃潤(rùn)滑的熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)，圖9為用玻璃潤(rùn)滑的熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)。從圖中可以看出只有擠壓坯料的金屬流動(dòng)均勻，才能得到擠壓坯料一定的截面積比。


附圖1為本發(fā)明的的組合材料棒材的縱截面示意圖；附圖2為熱擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為附圖2在A處的放大示意圖；附圖4為本發(fā)明的一個(gè)加工組合材料實(shí)施例中鉻銅合金坯料的剖視圖；附圖5為附圖4的坯料經(jīng)過(guò)打孔加工后的剖視圖；附圖6為附圖5的坯料插入彌散銅后形成的組合材料坯料的剖視圖；附圖7為本發(fā)明的組合材料坯料的截面晶格示意圖；附圖8為本發(fā)明的組合材料坯料在不采用玻璃潤(rùn)滑時(shí)熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)圖；
附圖9為本發(fā)明的組合材料坯料在采用玻璃潤(rùn)滑的熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)圖；附圖10為本發(fā)明的一個(gè)加工導(dǎo)電嘴實(shí)施例中圓柱形組合材料坯錠的剖視圖；附圖11為附圖10中的坯錠經(jīng)過(guò)初步加工后的剖視圖；附圖12為附圖11中的坯錠經(jīng)過(guò)開(kāi)設(shè)通孔后的剖視圖；附圖13為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中加工成形的導(dǎo)電嘴剖視圖附圖14為現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電嘴的工作原理圖；附圖15氧化鋁彌散銅的高溫強(qiáng)度和導(dǎo)電率(特性)；其中10、鉻銅合金坯料； 11、芯孔； 12、彌散銅； 13、組合材料坯料；14、接觸部； 20、熱擠壓機(jī)； 21、擠壓筒； 30、玻璃； 22、擠壓桿；7、圓柱狀坯錠； 71、圓錐鉆孔； 72、螺紋； 73、通孔； 74、外錐面；1、導(dǎo)電嘴； 2、貫穿孔； 3、焊絲； 4、外套； 5、惰性氣體； 6、焊接母材；a、彌散銅； b、鉻銅；HV、維氏硬度； k、導(dǎo)電率；T、溫度；℃、溫度單位； ％IACS、導(dǎo)電率單位；Hr、時(shí)間單位(小時(shí))。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料，它由位于芯部的氧化鋁彌散銅和包覆在所述的芯部外周的鉻銅合金組成，所述的氧化鋁彌散銅的體積百分比為25％，鉻銅合金的體積比為75％；其中，所述的氧化鋁彌散銅中鋁的重量百分含量為0.10～0.70％，所述的鉻銅合金中鉻的重量百分含量為0.4～1.2％。
一種上述氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料的制造方法，如圖4～6所示，它包括如下工藝流程a、取鉻銅合金坯料10并在其芯部打上體積百分比為10～70％的芯孔11；b、在所述的芯孔11內(nèi)插入彌散銅12形成組合材料坯料13，為了增強(qiáng)彌散銅與鉻銅之間的緊密性，對(duì)插入彌散銅12的芯孔11進(jìn)行抽真空，再將所述的組合材料坯料13中鉻銅合金坯料與彌散銅的兩端接觸部14進(jìn)行封接使得所述的芯孔11內(nèi)保持真空狀態(tài)；c、將所述的組合材料坯料13放置到如圖2～3所示的熱擠壓機(jī)20的擠壓筒21內(nèi)，并在所述的擠壓筒21與所述的組合材料坯料13之間放置玻璃30使其潤(rùn)滑擠壓筒21與組合材料坯料13之間的接觸部，在850～950℃下，啟動(dòng)擠壓桿22將組合材料坯料13擠壓成如圖1所示的棒材。
如圖7～9所示，圖7是用組合材料坯料的截面晶格示意圖，圖8是不采用玻璃潤(rùn)滑時(shí)熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)圖，圖9是用玻璃潤(rùn)滑的熱擠壓法的材料的變形流動(dòng)圖，從圖中可以看出，只有用玻璃潤(rùn)滑時(shí)擠壓坯料的金屬流動(dòng)才均勻，才能得到擠壓坯料一定的截面積比。
上述的氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料可用于制造焊接機(jī)器用的導(dǎo)電嘴、電極帽。
如圖10～13所示的將用玻璃潤(rùn)滑的熱擠壓法制得的氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料來(lái)加工成子彈狀電焊機(jī)用的導(dǎo)電嘴，其具體過(guò)程為首先、鋸切如圖10所示的圓柱狀坯錠7。然后進(jìn)行初步加工，用絞刀在坯錠7的一端上加工一個(gè)以坯錠7中心點(diǎn)為頂點(diǎn)的圓錐鉆孔71及螺紋72，經(jīng)過(guò)初步加工后的坯錠7如圖11所示。緊接著再用鉆頭在坯錠7的中心部開(kāi)設(shè)一個(gè)通孔73。穿孔加工以坯錠7另一端的端面為基準(zhǔn)，穿設(shè)的通孔73的彎曲度(偏心)，可從圓錐鉆孔71處看出。最后加工外錐面74，最終加工好的導(dǎo)電嘴如圖13所示的截頂圓錐狀導(dǎo)電嘴。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料，由位于芯部的氧化鋁彌散銅和包覆在所述的芯部外周的鉻銅合金組成，其特征在于所述的氧化鋁彌散銅的體積百分比為10～70％，鉻銅合金的體積比為30～90％；其中，所述的氧化鋁彌散銅中鋁的重量百分含量為0.10～0.70％，所述的鉻銅合金中鉻的重量百分含量為0.4～1.2％。
2.一種如權(quán)利要求1所述的氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料的制造方法，包括如下工藝流程a、取鉻銅合金坯料(10)并在其芯部打上體積百分比為10～70％的芯孔(11)；b、在所述的芯孔(11)內(nèi)插入彌散銅(12)形成組合材料坯料(13)，對(duì)插入彌散銅(12)的芯孔(11)進(jìn)行抽真空，再將所述的組合材料坯料(13)中鉻銅合金坯料與彌散銅的兩端接觸部(14)進(jìn)行封接使得所述的芯孔(11)內(nèi)保持真空狀態(tài)；c、將所述的組合材料坯料(13)放置到熱擠壓機(jī)(20)的擠壓筒(21)內(nèi)，在850～950℃下擠壓成型；其特征在于在步驟c中，在所述的擠壓過(guò)程前，要在所述的擠壓筒(21)與所述的組合材料坯料(13)之間放置玻璃(30)使其潤(rùn)滑擠壓筒(21)與組合材料坯料(13)之間的接觸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料用于制造焊接機(jī)器用的導(dǎo)電嘴的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料用于制造焊接機(jī)器用的電極帽的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋁彌散銅與鉻銅合金的組合材料及其制造方法與應(yīng)用，其中組合材料由位于芯部的氧化鋁彌散銅和包覆在所述的芯部外周的鉻銅合金組成，所述的氧化鋁彌散銅的體積百分比為10～70％，鉻銅合金的體積比為30～90％；在組合材料的制造方法中，采用熱擠壓機(jī)擠壓成形，在擠壓時(shí)利用玻璃潤(rùn)滑組合材料坯料與擠壓筒，使得擠壓后氧化鋁彌散銅與鉻銅合金所滿足的截面積比；本發(fā)明的組合材料優(yōu)越的高溫強(qiáng)度和高導(dǎo)電率，芯部的電氣接點(diǎn)部分用彌散銅，外部用冷加工優(yōu)良的鉻銅作為坯料，制造出低價(jià)格、高精度、高成材率的電焊機(jī)用的導(dǎo)電嘴、電極帽，特別是在高溫下，具有很高的硬度，大大提高了與焊絲等接觸面的耐磨性。
文檔編號(hào)B21C23/00GK1988054SQ20061017139
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者松尾有恒 申請(qǐng)人:蘇州東金機(jī)械金屬有限公司, 松尾有恒