真空开关触头材料的深冷改性研究

研究工作以液氮作为冷剂，在专用设备中对铜铬合金材料进行深冷处理（-196℃）用SEM及X射线衍射仪等观测分析不同深冷处理条件对材料组织及机械性能的影响。研究了CuCr合金材料最佳的深冷处理工艺。通过一定条件的深冷处理，铜铬合金材料的组织可发生明显细化。铬相的细化可提高20%以上。铜中的过饱合铬以微细颗粒弥散析出，而分布于铜基表面。不但增强了铜相的弥散强化作用，使材料的机械强度提高，同时使铜相的导电、导热能力得到了改善。在可拆式真空灭弧室中及在合成回路型式实验中，对经过深冷处理的真空开关进行电弧烧损及耐压冲击实验，结果证明：深冷处理可使触头材料的耐电弧烧损及耐电压冲击能力有极大的提高。 2100433B

深冷制氮机1、空气过滤

器 为减少空气压缩机内部机械运动表面的磨损， 保证空气质量， 空气在进入空气压缩机之前，必须先经过空气过滤器以清除其中所含的灰尘和其他杂质。空气压缩机进气多采用粗效过滤器或中效过滤器。

深冷制氮机2、空气压缩机

按工作原理，空气压缩机可分为容积式和速度式两大类。空气压缩机多采用往复活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机和螺杆式空气压缩机。

深冷制氮机3、空气冷却器

是用来降低进入空气干燥净化器和空分塔前压缩空气的温度，避免进塔温度大幅度波动,并可析出压缩空气中的大部分水分。通常采用氮水冷却器（由水冷却塔和空气冷却塔组成：水冷塔是用空分塔内出来的废气冷却循环水，空冷塔是用水冷塔出来的循环水冷却空气）、氟里昂空冷器。

深冷制氮机4、空气干燥净化器

压缩空气经空气冷却器后仍含有一定的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氢化合物。被冷冻的水分和二氧化碳沉积在空分塔内会堵塞通道、管道和阀门，乙炔积聚在液氧内有爆炸的危险，灰尘会磨损运转机械。为了保证空分装置的长期安全运行，必须设置专门的净化设备，清除这些杂质。空气净化的最常用方法是吸附法和冻结法。国内在中小型制氮机装置中广泛采用分子筛吸附法。

深冷制氮机5、空分塔

空分塔内主要包括有主换热器、液化器、精馏塔、冷凝蒸发器等。主换热器、冷凝蒸发器和液化器为板翘式换热器是一种全铝金属结构新型组合式间壁式换热器，平均温差很小，换热效率高达98-99%。精馏塔为空气分离的设备，塔设备的类型按内件划分，设置筛孔板的称筛板塔，设置泡罩板的称泡罩塔，堆放填料的称填料塔。筛孔板结构简单、便于制造、塔板效率高，因此在空分精馏塔中被广泛使用。填料塔主要用于直径小于0.8m，高度不大于7m的精馏塔。泡罩塔由于结构复杂、制造困难现已很少使用。

深冷制氮机6、透平膨胀机

是制氮机装置用来产生冷量的旋转式叶片机械，是一种用于低温条件下的气体透平。透平膨胀机按气体在叶轮中的流向分为轴流式、向心径流式和向心径轴流式；按气体在叶轮中是否继续膨胀又分为反击式和冲击式，继续膨胀为反击式，不继续膨胀为冲击式。空分设备中广泛采用单级向心径轴流反击式透平膨胀机。 深冷空分制氮机设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3/h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%～50%。深冷制氮机装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。

随着液氮低温技术的发展和试验手段的完善，人们对深冷处理的研究逐步深入，研究范围已从钢铁延仲到粉末冶金、铜合金、铝合金及其它非金属材料。应用行业遍布于航空航天、五金、工具、模具、摩擦偶件、精密加工、量具、纺织、汽车等诸多领域。

应用范围常用于模具用钢、轴承用钢、刀具用钢、量具用钢、轧辊用钢及铝合金等各种金属材料的深冷，各种零部件的过盈冷装配及超低温环境模拟等用途。

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用作真空开关的触头材料，由于其不同于常规材料的特殊性能要求，使得对其服役过程，失效形式，性能指标等均已超出材料学一般概念范畴。就已获得大范围应用的诸多系列合金材料来说，并不能完全满足所有性能指标。这涉及到电弧过程与电接触、热过程等基础试验理论和方法的突破，以改变当前依靠研发人员的经验和大量型式试验对材料的筛选 。