高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料及其制备方法张琦

高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料及其制备方法张琦

张琦吴斌

1技术背景

锡铋合金是以锡和铋为主要合金元素的合金，是一种环保型合金，其突出特点是熔点低，易成型，同时还具有流动性好，固液间体积收缩率小，化学性能稳定，合金易制备，原材料可回收利用等优点，广泛应用于冲压模具，熔断器、保险丝等热敏元件等。锡铋合金中研究和应用比较多的是熔点低于232℃（Sn的熔点）。

2材料

锡铋合金材料中含有以下各元素，各元素及其质量百分比具体如下：

Bi：21.0-24.0%，

Zn：1.5-2.5%，

Cu：1.2-1.6%，

余量为：Sn和由于加入原料本身所含有的微量杂质。

当锡铋合金中加入适量的Zn和Cu，可显著提高合金的熔点及强度。

目前常见的配重块材料为铸铁，但是在高压电器控制柜中，用铸铁生产配重块有以下缺点：（1）不易成型；（2）铁的化学性能不是很稳定，易腐蚀；（3）铁在高压配电柜中容易产生磁场，存在安全隐患。因此，铸铁材料在高压电器控制柜配重块中的应用受到限制。一种能替代铸铁的新型材料对于高压电器配重块的应用推广就显得非常重要。

3具体实施方法

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方法不限于此。

实施例1

本实施例一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料，通过以下方法制得：

第一步、配料：配料成分为Sn-Bi23-Zn2-Cu1的合金（质量百分比），第二步、感应熔炼：在中频感应熔炼炉中熔炼，锡锭放在坩埚底部，在坩埚下部四周放入H62黄铜车屑，然后将锌锭放在坩埚的中部位置，再将剩余的锡锭全部放在最上面。将功率加至20KW开始加热，用干木棒进行搅拌，待料全部熔化后加入铋锭，加热至充分熔化，搅拌均匀，将熔液加热至400-450℃的温度范围内进行浇注，浇注的原则是“先慢后快再慢”，浇注完成后得到铸锭，进行成分分析。

第三步、下料：化学成分分析合格后，锯掉铸锭头部和底部的缺陷，车掉铸造表面缺陷，再锯断成30*30*60mm3的小料块。

第四步、压铸：压铸前，先根据配重块产品图纸设计模具，将模具装到压铸机上后开始装料，将第三步锯好的料块装入坩埚中开始加热，将炉温升至320℃，待料全部熔化后进行搅拌，将表面浮渣全部捞出，开始压铸。将压铸出的产品进行去毛刺。

将去毛刺后的配重块检测外观，检测尺寸、密度及单重。

实施例2

本实施例一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料，通过以下方法制得：

第一步、配料：配料成分为Sn-Bi23-Zn2-Cu1的合金（质量百分比），第二步、感应熔炼：在中频感应熔炼炉中熔炼，锡锭放在坩埚底部，在坩埚下部四周放入H62黄铜车屑，然后将锌锭放在坩埚的中部位置，再将剩余的锡锭全部放在最上面。将功率加至20KW开始加热，用干木棒进行搅拌，待料全部熔化后加入铋锭，加热至充分熔化，搅拌均匀，将熔液加热至400-450℃的温度范围内进行浇注，浇注的原则是“先慢后快再慢”，浇注完成后得到铸锭，进行成分分析。

第三步、下料：化学成分分析合格后，锯掉铸锭头部和底部的缺陷，车掉铸造表面缺陷，再锯断成30*30*60mm3的小料块。

第四步、压铸：压铸前，先根据配重块产品图纸设计模具，将模具装到压铸机上后开始装料，将第三步锯好的料块装入坩埚中开始加热，将炉温升至310℃，待料全部熔化后进行搅拌，将表面浮渣全部捞出，开始压铸。将压铸出的产品进行去毛刺。

将去毛刺后的配重块检测外观，检测尺寸、密度及单重。

4结束语

如上所述，便可较好的实施本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所做的均等变化与修饰，都为本发明权利要求保护的范围所涵盖。

参考文献

[1]蔡积庆.光亮电镀铜-锡合金[J].电镀与环保,1998,18(4)9-12.

[2]王丽丽编译.Sn-Bi合金电镀[J].电镀与精饰,1998,20(3)42-44.

[3]牛振江,吴杰,杨防祖等.锡铋合金电沉积的研究[J].第十一次全国电化学会议论文集(下集)南京,2001,F001.

作者简介：张琦，1983年4月，男，籍贯：陕西省咸阳市渭城区，工程师中级职称，从事机械设计及材料成型工程技术工作。

吴斌，1986年9月，男，籍贯：陕西省西安市长安区，工程师中级职称，从事金属材料技术工作。