本技术涉及铜铬触头制备，特别涉及一种基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法及铜铬触头。
背景技术：
1、cucr材料由于具有良好的开断、耐压及抗熔焊性能而广泛应用于中高压真空断路器触头材料中。常见的制备cucr触头的方法有混粉烧结法、真空熔渗法、真空熔铸法以及电弧熔炼法等。混粉烧结法由于采用固相烧结，其颗粒结合强度较低，在灭弧室开断过程中cucr触头是从基体断开，使cucr触头更容易被拉开，其抗熔焊性能也是这几种工艺中最优的，且混粉烧结cucr触头由于制备过程中材料利用率高，故成本也相对较低，目前被广泛使用于10kv及以下真空灭弧室中。
2、然而，混粉烧结cucr触头由于是固相烧结，触头的致密度相对较低，致密度一般为97%，而cucr触头装进灭弧室的过程是配合触头杯、导电杆一起使用的，这些配件之前通常是通过钎焊技术连接起来的，钎焊过程中，触头致密度低，焊料会通过毛细效应渗透到触头内部，有的甚至会渗透到触头表面，导致cucr触头灭弧室开断失效；且在生产中混粉烧结cucr触头装入灭弧室过程中需要老炼处理，该工艺是利用放电的方式除去电极表面残留的气体、杂质和加工毛刺，钝化电极表面，老炼是否彻底直接关系到真空灭弧室弧后的动态介质恢复，目前老炼工艺根据不同的放电形式可分为电流老炼和电压老炼，前者是通过电弧放电、后者则为辉光放电或火花放电，但都存在灭弧室老炼过程时间较长的问题，一般需要7到8小时，且费用昂贵，导致成本较高。基于此，本技术提出一种基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法。
技术实现思路
1、本技术的主要目的是提供一种基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法及铜铬触头，旨在解决现有的混粉烧结铜铬触头表面致密化程度较低且生产成本较高的技术问题。
2、为实现上述目的，本技术提出了一种基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，包括以下步骤：
3、将混粉烧结cucr触头机加后置于3d打印设备的打印仓中；
4、建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数；其中，所述待打印区域包括正面燃弧面和背面焊接面，所述正面燃弧面包括触头中心平面区域和边缘倒圆弧区域，所述背面焊接面包括焊接区域；所述触头中心平面区域的打印功率和打印层数小于所述边缘倒圆弧区域；
5、将所述打印仓密封后，抽真空，再通入保护气体进行洗气，完成正压保护；
6、根据所述3d打印模型和所述待打印区域的打印参数，采用slm激光选区熔化成型技术对所述正面燃弧面和所述背面焊接面进行打印，以形成重熔层，再经冷却后，即得改性后的cucr触头。
7、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述触头中心平面区域的打印参数包括：
8、打印功率为200w-300w，打印速度为1300mm/s-1500mm/s，吹风角度为250°-300°，光斑间距为0.10-0.15，打印层数为1层-2层。
9、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述触头中心平面区域的打印参数包括：
10、打印功率为240w-260w，打印速度为1350mm/s-1450mm/s，吹风角度为270°-280°，光斑间距为0.12-0.14，打印层数为2层。
11、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述边缘倒圆弧区域的打印参数包括：
12、打印功率为300w-400w，打印速度为800mm/s-1300mm/s，吹风角度为250°-300°，光斑间距为0.05-0.10，打印层数为3层-5层。
13、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述边缘倒圆弧区域的打印参数包括：
14、打印功率为340w-360w，打印速度为1000mm/s-1100mm/s，吹风角度为270°-280°，光斑间距为0.07-0.09，打印层数为4层。
15、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述焊接区域的打印参数包括：
16、打印功率为300w-400w，打印速度为800mm/s-1300mm/s，吹风角度为250°-300°，光斑间距为0.05-0.10，打印层数为3层-5层。
17、可选地，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述焊接区域的打印参数包括：
18、打印功率为340w-360w，打印速度为1000mm/s-1100mm/s，吹风角度为270°-280°，光斑间距为0.07-0.09，打印层数为4层。
19、可选地，所述重熔层的厚度为50μm-100μm。
20、可选地，所述混粉烧结cucr触头的原料为铜铬混合粉、铜铬合金粉以及铜铬碲合金粉中的至少一种。
21、可选地，所述混粉烧结cucr触头是由复压复烧工艺、单压单烧工艺以及单压单烧结合热等静压致密化工艺中的其中一种制备而成。
22、可选地，在所述将混粉烧结cucr触头机加后置于3d打印设备的打印仓中的步骤中，机加方式包括干加工、油加工、表面去油、去毛刺、防氧化处理和喷砂处理。
23、可选地，所述3d打印设备内部设有自动抓取机械手，所述自动抓取机械手能够在所述打印仓内实现连续上下料。
24、可选地，所述3d打印设备的激光头设置为2-3个。
25、可选地，所述通入保护气体进行洗气的步骤中，保护气体为氩气，洗气时间为15min-25min。
26、本技术还提出了一种铜铬触头，采用上述方法改性后所得。
27、本技术至少包括以下有益效果：
28、本技术为提高混粉烧结铜铬触头表面的致密度，采用slm激光选区熔化成型技术对混粉烧结cucr触头表面进行打印，并针对cucr触头在真空灭弧室中的电弧烧蚀程度来对cucr触头表面待打印区域的打印参数进行分区域设计，并分别对正面燃弧面和背面焊接面进行3d打印以形成致密的重熔层，其将正面燃弧面分为触头中心平面区域和边缘倒圆弧区域，触头中心平面区域由于电弧烧蚀程度较轻，其打印功率和打印层数小于边缘倒圆弧区域，而边缘倒圆弧区域由于烧蚀较为严重，则适度加大打印功率和打印层数，这样既能够提高打印效率，又能节约电能，降低打印成本，并在触头中心平面区域和边缘倒圆弧区域形成致密的重熔层；而背面焊接面可分为焊接区域和非焊接区域，本技术仅对焊接区域进行打印，在触头焊接面形成致密层，可以降低成本并且提高打印效率；
29、另外，焊接区域形成的致密层能够有效减少混粉烧结cucr触头本身不致密引起的焊料爬升问题，进而降低混粉烧结cucr触头在使用过程中由于焊料爬升至触头表面引起的灭弧室开断失效问题；
30、且本技术在cucr触头正面燃弧面和背面焊接面均形成致密的重熔层，可以有效去除cucr触头燃弧面的尖端、毛刺和加工痕迹，使得cucr触头表面的凸起、凹陷被削平，杂质被清除，从而有效替代灭弧室老炼过程，避免了老炼工艺时间过长和成本过高的问题；
31、经过本技术的方法对混粉烧结cucr触头表面改性后，可使cucr触头表面致密度得到较大程度的提升，经过验证，焊料几乎都在cucr触头重熔层以下富集，不再向cucr触头基体内部渗透，同时又能够提高打印效率并降低成本，适用于工业生产应用。
1.一种基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述触头中心平面区域的打印参数包括：
3.根据权利要求2所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述触头中心平面区域的打印参数包括：
4.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述边缘倒圆弧区域的打印参数包括：
5.根据权利要求4所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述边缘倒圆弧区域的打印参数包括：
6.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述焊接区域的打印参数包括：
7.根据权利要求6所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述建立3d打印模型，根据所述cucr触头表面尺寸设计待打印区域的打印参数的步骤中，所述焊接区域的打印参数包括：
8.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述重熔层的厚度为50μm-100μm。
9.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述混粉烧结cucr触头的原料为铜铬混合粉、铜铬合金粉以及铜铬碲合金粉中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述混粉烧结cucr触头是由复压复烧工艺、单压单烧工艺以及单压单烧结合热等静压致密化工艺中的其中一种制备而成。
11.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，在所述将混粉烧结cucr触头机加后置于3d打印设备的打印仓中的步骤中，机加方式包括干加工、油加工、表面去油、去毛刺、防氧化处理和喷砂处理。
12.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述3d打印设备内部设有自动抓取机械手，所述自动抓取机械手能够在所述打印仓内实现连续上下料。
13.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述3d打印设备的激光头设置为2-3个。
14.根据权利要求1所述的基于slm对混粉烧结铜铬触头表面致密度改性的方法，其特征在于，所述通入保护气体进行洗气的步骤中，保护气体为氩气，洗气时间为15min-25min。
15.一种铜铬触头，其特征在于，所述铜铬触头为采用如权利要求1-14任意一项所述的方法改性后所得。
