Cu-Cr复合材料具有良好的开断能力、耐压、抗烧蚀、抗熔焊及低截流等特性,是真空高中压开关中理想的触头材料。但是,由于Cu-Cr是一种难混溶的“假合金”,传统的熔铸工艺一般难以获得理想的Cu-Cr合金组织。因此,Cu-Cr触头复合材料的制备技术一直是人们研究的热点。本文以廉价的铜铬氧化物为原料,并将自蔓延高温合成(SHS)技术与铸造成形工艺结合起来,提出了一种制备Cu-Cr触头复合材料的新工艺—SHS-熔铸技术。分析了CuO-Cr2O3-Al体系的SHS反应热力学、Cu-Cr合金熔体的形成及其凝固过程,研究了原料配比、添加剂、凝固速度和后续冷挤压处理对Cu-Cr复合材料的组织和性能的影响。结果表明,CuO-Cr2O3-Al体系的SHS反应能够顺利进行,其极高的燃烧温度(2848K)可使合成产物Cu、Cr和Al2O3熔化,并在重力场下实现Cu-Cr合金熔体与Al2O3的分离。随后,Cu-Cr合金熔体在铜模的激冷作用下凝固形成细小的Cr颗粒在Cu基体中均匀分布的Cu-Cr复合材料。而且,提高Cu-Cr熔体的冷却速度,可明显降低Cr粒子的尺寸,改善其分布;在反应体系中加入CaF2添加剂,可降低熔渣的熔点,改善熔渣的流动性,使熔渣和金属液有足够的分离时间,降低了合金中的夹渣,提高了合金的电导率;随着Cu-Cr复合材料中Cr含量的增加,Cr颗粒尺寸逐渐增大,硬度有所提高;对SHS-熔铸后的Cu-Cr复合材料进一步进行冷挤压处理,不仅可明显提高材料的致密性,改善Cr颗粒的形态和分布,而且可提高材料的硬度和电导率。SHS-熔铸技术可实现Cu-Cr复合材料的同步合成与液态成型一体化,并具有节约能源、工艺简便、成本低等特点,从而为Cu-Cr触头复合材料的制备提供了又一条新途径。