航空发动机触点材料PtIr25工艺研究

论文摘要

PtIr25合金作为电触头材料,因其优异的综合性能在航空、航天领域得到广泛的应用。但目前我国PtIr25合金的生产普遍存在一些问题,如成分偏析、加工性能差、触点材料性能不稳定等。本文通过对传统工艺进行改进,生产出了性能优良、稳定的PtIr25触点材料。在工艺改进方面,主要采用高频、中频二次熔炼工艺和热处理工艺,使合金的成分均匀性得到明显改善;采用热轧工艺,提高材料的加工性能;对合金进行时效强化处理,提高材料的硬度,使材料的性能更加稳定。运用金相显微镜、MH-6型显微硬度仪、MTS858型材料拉伸试验机、ASTM电寿命试验机等手段,研究和分析了材料的微观组织、物理、力学和电学性能,在ASTM电寿命试验机上模拟实际应用条件,考核了PtIr25合金触点的电寿命。电性能强化实验装置上进行了抗电弧侵蚀及抗熔焊能力试验,并与纯铂触点材料的性能进行了比较。研究和分析了合金的接触电阻、抗氧化能力和抗腐蚀能力等。研究结果表明:本课题设计的工艺对PtIr25触点材料的生产是适宜的,生产出了满足航空发动机触点材料要求的PtIr25合金板材。合金中Pt和Ir的成分偏差能控制在0.5%以内;通过热处理和热轧工艺,使PtIr25的单次变形量达到10%,总变形量达到70%;时效强化处理使PtIr25合金的硬度得到比较明显的改善,合金在1500℃～1700℃淬火后,在800℃保温30分钟,硬度（Hv）值从280～290提高到320～335;通过熔炼工艺和热处理工艺的改进,使PtIr25合金的电学性能得到改善,电阻率低,其电阻率为0.34～0.37μ?.m;阻性负载试验条件下抗熔焊和耐电弧烧蚀能力强;满足10万次电寿命考核要求;燃弧能量低,变化趋势平稳;具有优异的抗氧化能力和耐腐蚀能力等特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本文的选题背景
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 电触头材料简介
• 1.2.2 开关电器对触头材料的基本要求
• 1.2.3 常用触头材料的种类及应用
• 1.2.4 触头材料的基本制造工艺
• 1.2.5 触头材料的新工艺、新技术
• 1.2.6 国内外对电接触理论的研究进展
• 1.3 本文工作概述
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 要达到的技术指标
• 1.3.3 需解决的关键技术问题
• 2 实验过程及方法
• 2.1 基本工艺路线
• 2.2 实验条件
• 2.2.1 材料制备设备
• 2.2.2 分析检测主要设备
• 2.3 材料的制备
• 2.3.1 配方设计
• 2.3.2 打结坩埚的制作与烧结
• 2.3.3 高频熔炼
• 2.3.4 铸锭清洗
• 2.3.5 中频熔炼
• 2.3.6 均匀化处理
• 2.3.7 锻打
• 2.3.8 轧制
• 2.3.9 时效处理
• 2.4 样品检测
• 2.4.1 成分分析
• 2.4.2 硬度测试
• 2.4.3 电学性能测试
• 2.4.4 电性能试验
• 2.4.5 耐腐蚀实验
• 2.4.6 抗氧化实验
• 3 实验结果及分析
• 3.1 配料对合金性能的影响
• 3.1.1 配料对合金成分的影响
• 3.1.2 配料对成分偏析的影响
• 3.2 熔炼工艺对合金锭性能的影响
• 3.2.1 熔炼温度的动态控制
• 3.2.2 中频炉真空度
• 3.2.3 熔炼时间
• 3.3 热处理工艺对合金加工性能的影响
• 3.3.1 均匀化退火工艺与锻打变形量的关系
• 3.3.2 退火工艺对热轧的影响
• 3.3.3 加工硬化率测定
• 3.3.4 时效强化对硬度的影响
• 3.4 电学性能分析
• 3.4.1 电阻率测定
• 3.4.2 退火工艺对电阻率的影响
• 3.5 电性能试验
• 3.5.1 电寿命考核
• 3.5.2 抗电弧侵蚀及抗熔焊性能
• 3.5.3 燃弧能量分析
• 3.6 接触电阻分析
• 3.6.1 接触电阻的简单模型
• 3.6.2 实际接触面的接触电阻
• 3.6.3 接触面的膜层电阻
• 3.6.4 PtIr25 接触电阻分析
• 3.7 耐腐蚀性能
• 3.8 抗氧化能力
• 4 结论和展望
• 4.1 结论
• 4.2 本课题的创新之处
• 4.3 展望
• 致谢
• 参考文献