Металлокерамический биметаллический электрический контакт

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннз

Соцналнстнчесннк

Р4спублнк

<щ1001207 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 240781 (21} 3324055/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 280283. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 280283 (И) М. Ка.з

Н 01 Í 1/02

Государственный комнтет

СССР по делам изобретеннй н открытнй (ЙЗ УДК 621. 3.066. . 6(088. 8) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (71) Заявитель (5 м) 1 ЫТАЛЛОКЕРАИИЧЕСКИИ БИИЕТАЛЛИЧЕСКИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ

Изобретение относится к электро- технике, в частности к биметаллическим контактам, и предназначено для использования в электроаппаратостроении в низковольтных электрических аппаратах.

Известен металлокерамический биметаллический контакт с подслоем из меди 1).

Недостатком этого контакта является низкое качество, обусловленное низкой температурой спекания. Для получения высокого качества контактов с рабочим слоем из серебросодержащего материала спекание спрессованных заготовок контактов необходимо производить при 800-950оС.

Спекание . этого контакта можно производить только при температуре ниже 780 С, так как образующаяся на границе рабочего слоя и подслоя

Ag-Ni эвтектика при 780 С плавится. о

Известен также металлокерамический биметаллический электрический контакт, включающий рабочий слой из материала на основе серебра и подслой из никеля (Ni 100%). (2 3.

Недостаток известного контакта обусловлен ферромагнитностью материала подслоя. Во время прессования на высокопроизводительных роторных пресс-автоматах частицы порошка никеля налипают на пресс-инструмент„

5 всегда имеющий остаточную намагниченность несмотря на принимаемые меры по его размагничиванию. В результате постоянного отрыва налипших на прессинструмент скоплений частиц никеля последние попадают в материал рабочего слоя контактов и контакты бракуют по микроструктуре. Чтобы ослабить отрицательный эффект отрыва

Скоплений никеля с пуансонов прессинструмента, и ибегают к уменьшению скорости движения пресс-инструмента, что снижает производительность прессования в 3-4 раза.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является металлокерамический биметаллический контакт с серебросодержащим рабочим слоем и с подслоем из сплава медьникель с содержанием, мас.Ъ: Ni 1025, Си остальное. Контакт с-таким подслоем способен спекаться при температуре порядка 850-950 CD материал подслоя немагнитен и хорошо паяется к контактодержателю (из латуни или бронзы ) припоями как на основе серебра, так и бессеребряными t.3).

1001207

Продолжение табл. 1 тов, Состав ель

30

60

50

70

15 Прототип

20

Т а блица 1

Состав

Никель

Медь

90

Предлагаемый

20

Однако более производительный и качественный способ точечной сварки для контактов с медноникелевым подслоем указанного состава непригоден, так как сварное соединение получается недостаточно прочным.

Прочности соединения контакта с контактодержателем придается большое значение. На контакт сотни тысяч раэ воздействуют одновременно механический и злектродинамический удары и нестационарные тепловые нагрузки.

При отслаивании хотя бы одного контакта (в пускателях, например, типов ПИЕ-200, IIAE-300, IIMA- 2000 и др.) весь аппарат выходит иэ строя.

Цель изобретения — обеспечение свариваемости контакта с контактодержателем из материала на основе меди. 20

Указанная цель достигается тем, что в металлокерамическом биметаллическом электрическом контакте, включающим рабочий слой из материала на основе серебра и подслой из спла- 25 ва меди с никелем, материал подслоя содержит укаэанные компоненты в следующих количествах, мас.%:

Медь 30-50

Никель Остальное

ЗО

По типовому технологическому процессу изготавливают образцы металло« керамических контактов размером диаметр б мм, высота 2 мм с рабочим слоем иэ серебросодержащего материала марки KMK-л.10м (ГОСТ 19725-74) и с подслоем из сплавов медь — никель различного состава.

В табл. 1 приведено содержание компонентов в различных составах подслоя металлокерамических контактов.

Содержание компонентов, мас.В

Технологические параметры изготовления всех образцов металлокерамических контактов следующие: давление прессования 6 т/см, температура спе2 кания 850 + 10 С, продолжительность спекания 1,0 ч, среда спекания и отжига азот, давление допрессования

10 т/см, температура отжига 450 +

+10 С, продолжительность отжига 0,75 ч.

Для оценки качества контактов в части механической прочности сцепления рабочего слоя с подслоем все изготовленные образцы контактов (табл. 1) подвергают испытаниям путем обжатия между плитами пресса при усилии 20 кг/мм2. После деформации (по диаметру) признаков отслаивания подслоя от рабочего слоя контактов не обнаруживают. Прочность сцепления между рабочим слоем контактов и медноникелевым подслоем всех указанных в табл. 1 составов соответствует требованиям-ТУ 16-638.339-79 на,контакты марки КИК-А10М с никелевым подслоем.

Для испытаний контактов на способность к свариванию с контактодержателем иэ материала на основе меди все изготовленные образцы контактов приваривают на машине точечной сварки ИТ-809 к. контактодержателям толщийой 0,5 мм иэ бронзы КМЦ. Испытания на сопротивление срезу по плоскости сварки выполняют по методике

ТУ 16-538.339-79, согласно которой сопротивление срезу нормируется не менее 4,5 кг/мм2.

Результаты испытаний на сопротивление срезу приваренных контактов с рабочим слоем иэ композиции марки

КМК-А10м и с подслоем иэ медноникелевых сплавов приведены в табл. 2.

1001207

Т а б л и ц а 2

Содержание компонентов в подслое, мас.Ъ

Сопротивление срезу, кг/мм

Разрушающая нагрузка, кг

Контакт

Результат

Си

5,5

152

Удовлетворительный

Предлагаемый

5,7

160

156

5 6

40

150

5с5

143

5 3

3,1

Неудовлетворительный

70

2,8

80 .

Прототип

Формула изобретения

Одно иэ граничных =начений содержания компонентов в материале подслоя контактов (50 мас.Ъ Ni, 50 мас.%

Си) выбирают из условия обеспечения свариваемости контакта с контактодержателем. Иэ табл. 2 следует, что сопротивление срезу у приваренных контактов с укаэанным содержанием компонентов в подслое составляет

5,3 кг/мм, что удовлетворяет требованию ТУ 16-538.339-?9 (не менее

4,5 кг/АР). При содержании меди более 50 мас.Ъ в подслое контакта прочность сварного соединения не удовлетворяет указанному требованию.

Второе граничное значение содержания компонентов в материале подслоя контактов (30 мас.% Cu; 70 мас.Ъ Ni) выбирают из условия обеспечения неферромагнитности материала подслоя.

По диаграмме магнитного превращения системы медь-никель область неферромагнитных сплавов начинается с концентраций 25-30 мас.Ъ Си осталь- з5 ное Ni. При увеличении содержания никеля система медь — никель стансвится ферромагнитной.

По сравнению с прототипом предлагаемые контакты более технологичны t60 при изготовлении низковольтных электричесхих аппаратов, так как позволяют заменить пайку более производительной операцией точечной сварки.

Так, производительность при сварке контактов к контактодержателям на сварочных автоматах достигает 60120 сварок в час, т.е. в 3-6 раз выше, чем при пайке.

По сравнению с прототипом предлагаемый контакт обеспечивает более высокую технологичность при изготовлении контактов. Благодаря отсутствию ферромагнитности у материала подслоя исключается налипание частиц никеля на пресс-инструмент, что способствует повышению производительности прессования. Кроме того, исключается попадание налипших на прессинструмент частиц никеля в рабочий слой, благодаря чему повышается выход годных изделий в процессе про иэводства.

Металлокерамический биметаллический электрический контакт, включающий рабочий слой из материала на ос-, нове серебра и подслой иэ сплава меди с никелем, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью обеспечения. свариваемости контакта с контактодержателем иэ матерчала на основе меди, материал подслоя содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.В:

1001207

Составитель Н„ Глеклер

Редактор A. Огар Техред О.Неце Корректор А. Ференц

Заказ 1408/61 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Медь 30"50

Никель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лльтман A.Б. и др. Металлокерамические электротехнические изделия. ЦБТИ НИИЭэлектропромышленности, 1959, с. 10.

2. Создание и освоение новых металлокерамических электрических материалов с повышенной нзносостойкостью и пониженным содержанием серебра для низковольтных аппаратов.

Отчет о НИР OA$.127,979, М Гос,регистр. 79004416, инв. 9 Б889826, 1980, с. 24-59.

3, авторское свидетельство СССР по заявке 9 2967103/07, кл. H 01 H 1/02, 1980 (прототип).