Дураков В.Г.1, Гнюсов С.Ф.2, Дампилон Б.В. 1,2, Дехонова С.З. 1

КОНТАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЛУЧ В ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ CuCr30

1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия 2 Томский политехнический университет, Томск, Россия [email protected]

Меднохромовые композиты широко используются в качестве контактного материала вакуумных выключателей в классе среднего напряжения. Многочислен- ные исследования показали, что улучшение технических характеристик выключа- телей может быть достигнуто путем уменьшения размера зерна хромовой состав- ляющей. Измельчение размера зерна хрома до наноструктурного уровня позволяет повысить пробивное напряжение и уменьшить ток среза, что положительно сказы- вается на отключающей способности вакуумных выключателей. Применяемые в настоящее время неравновесные методы получения нанокристаллического кон- тактного материала, такие как спинингование или механическое легирование пока- зывают прекрасные результаты по отключающей способности на эксперименталь- ных образцах, но они пока ещё далеки от широкого коммерческого использования. Контакты, изготовленные методом индукционного плавления композита в вакуу- ме, не содержат недостатков спеченных композитов, связанных с плохой межфаз- ной связью на границе раздела между хромовыми частицами и медной матрицей. В то же время они обладают достаточно грубой структурой, обусловленной низкой скоростью кристаллизации слитка. Желаемого результата можно добиться путем уменьшения ванны расплава и увеличения скорости кристаллизации при охлажде- нии в массу заготовки. Определенными преимуществами обладает метод элек- тронно-лучевой наплавки, который позволяет формировать контактный меднохро- мовый сплав на поверхности медной подложки. В результате вакуумного плавле- ния меднохромовой смеси происходит рафинирование контактного материала, а быстрая кристаллизация небольшой ванны расплава способствует диспергации хромовой составляющей. Параметры микроструктуры зависят от скорости кри- сталлизации ванны расплава, которая определяется технологическими параметра- ми процесса электронно-лучевой наплавки. В процессе электронно-лучевой на- плавки образуется твердый раствор на основе хрома, содержащий 2,5–4,5 % ат. ме- ди и твердый раствор на основе меди, содержащий 3–5 % ат. хрома. В результате наплавки в покрытии формируется микроструктура с бимодальным распределени- ем по размерам частиц хрома в медной матрице, состоящая из первичных дендри- тообразных выделений хрома и вторичного хрома, выделившегося как по грани- цам, так и внутри зерен матрицы с размерами 2–5 мкм и 0,2–0,5 мкм соответствен- но. Процесс вторичного выделения начинается при кристаллизации ванны распла- ва и продолжается при старении наплавленного покрытия.

Используя неравновесный метод электронно-лучевой наплавки в сочетании с термической обработкой, удается сформировать стабильную мелкозернистую мик- роструктуру наплавленного меднохромового композита, обладающего более высо- кой отключающей способностью по сравнению с контактами, произведенными по общепринятой технологии порошковой металлургии.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фунда- ментальных исследований грант 11-08-00089-а.

ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА НА ЛОКАЛИЗАЦИЮ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ В СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ СПЛАВЕ Ti–6Al–4V

Дата добавления: 2017-01-14