王利剑，陈文革



钨铜合金表面粗糙度对抗电弧烧蚀性能的影响

王利剑，陈文革

(西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048)

将纯W、纯Cu和W70Cu30合金分别进行机械磨光、电解抛光和机械抛光后获得3种不同的表面状态，在专有设备上模拟电触头材料的电弧烧蚀过程，通过扫描电子显微镜观察首击穿烧蚀形貌。结果表明：通过机械抛光获得的表面粗糙度最小，对于W70Cu30合金可达到0.044 μm，电解抛光次之，机械磨光最大；随表面粗糙度降低，W70Cu30合金的击穿场强逐渐增大，烧蚀区域趋于规整化，烧蚀产物增加，烧蚀坑的分布更加集中，纯W、纯Cu也表现出相同的现象；在本实验条件下材料表面粗糙度在0.2～0.3 μm时，其抗电弧烧蚀性能最好。

表面状态；电弧烧蚀；钨铜合金；粗糙度；击穿场强

W-Cu合金是W和Cu的复合材料。由于W和Cu既不相互固溶也不形成金属间化合物，所以W-Cu合金实际是一种假合金，其性能是两种金属本征物理性能的综合叠加，既表现出W的高熔点、高密度、高的高温强度、较好的抗电蚀性和抗熔焊性，同时又表现出Cu的高导电导热性、良好的塑性及易加工性[1−3]。W-Cu合金的性能可以通过对合金成分灵活而准确的变化进行设计和控制，而且在高温条件下，合金中的Cu相蒸发吸热会产生自冷却作用[4−5]。因此，W-Cu合金被广泛应用于各种高压断路器中的电触头材 料[6−7]。电触头材料在分合电路时往往会产生电弧放电现象，电弧向电触头输入极高的能量，使电极在极短时间内迅速受热、熔化，形成熔池。……