Контакт-деталь для герметизированного магнитоуправляемого контакта

 

1 .КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОГО МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОГО КОНТАКТА, вьтолненная из ферромагнитного материала, имеющая на рабочем конце нанесенное через подслой эро зионностсййкое покрытие из тугоплав- . кого металла, отличающ.аяся тем, что, с целью уменьшения расхода драгоценных металлов и повьшения срока службы герметизированного магиитоуправляемого контакта, подслой выполнен из материала контакт-детали, легированного материалом эрозионностойкого покрытия. 2. Контакт-деталь по п. 1, отш личающаяся тем, что тоЛци подслоя находится в пределах 0,050 ,1 мкм.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYSflHH

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ф

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н АВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВ\Г (21) 3589981/24-07 (22) 13.05.83 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) Г.Ш. Мангутов, В.В. Фельмецгер и М.Г. Эрлихсон (53) 621.318.56(088.8) (56) 1. Proceedings 26 Annual National Relay Conference Stillwater, Oklahoma, 1978, р. 5/1-5/13.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 834789, кл. H 01 Н 1/66, 1979.

3. Контакты магнитоуправляемые герметизированные типа КЭМ-1. Частные технические условия СЯ 4.860.016 ТУ.,SU„„1105950 A

350 Н О1 Н 1/66 (54) (57) 1. КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗИРОВАННОГО МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОГО

КОНТАКТА, выполненная из ферромагнитного материала, имеющая на рабочем конце нанесенное через подслой эрозионностойкое покрытие из тугоплавкого металла, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода драгоценных металлов и повышения срока службы герметнзированного магнитоуправляемого контакта, подслой выполнен из материала контакт-детали, легированного материалом эрозионностойкого покрытия.

2. Контакт-деталь по п. 1, о т,Ф O л и ч а ю щ а я с я тем, что толщина 6 подслоя находится в пределах 0,050,1 мкм.

1105950

Изобретение относится к изготовлению элементов коммутационной техники, в частности касается выполнения контактной системы магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов и гезаконов), применяемых в управляющих устройствах, таких как реле, логические элементы, счетно" решающие устройства.

В известных серийно выпускаемых lp герметизированных контактах контактная система состоит, как правило, из двух контакт-деталей, заваренных консольно в герметичную камеру и имйощих на контактирующих поверхностях 15 однослойные или многослойные покрытия, которые должны иметь высокую устойчивость к электрической эрозии и обеспечивать низкое и стабильное переходное сопротивление контакта в 20 течение всего срока службы. Долговечность и низкое .сопротивление контакта обеспечивается обычно за счет применения покрытий из благородных металлов, таких как родий, платина, лалла-25 дий, рутений. . Известно также использование для контактных покрытий тугоплавких неблагородных металлов и их сплавов, отличающихся повьппенной износостойкостью. Приемлемые электрические характеристики контактов малой и средней мощности обеспечивают контактные покрьггия иэ молибдена, вольфрама, рения и их сплавов 513.

Нанесение контактного покрытия из тугоплавких металлов электролитическим способом, а также путем вакуумного испарения или катодного распыления непосредственно на поверхность контакт-детали представляет нередко сложную задачу из-за низкой адгезии между покрытием и контакт-деталью, растрескивания и отслаивания покрытия вследствии высокой напряженности 45

его, что не позволяет наносить достаточно толстые покрытия и приводит к большому проценту брака по операции нанесения покрытий. Поэтому на практике для обеспечения адгезии и 50 снижения напряженности покрьггия (его наносят через подслой из пластичного), обладающего высокой электро" и теплопроводностью металла, в частности из золота. 55

Известна контактная система гезаконов, рабочие концы контакт-деталей которых покрыты через подслой золота электролитическим бинарным сплавом реннй — никель (23.

Система эта обеспечивает достаточно высокую долговечность контактов при коммутации цепей мощностью порядка 10-12 Вт, но требует драгоценных металлов °

Наиболее близкой по технической сущности является контакт-деталь для герметизированного магнитоуправляемого контакта, имеющая на рабочем конце нанесенное через подслой эрозионностойкое покрытие из тугоплавкого металла (31.

Недостатками указанного устройства являются использование драгоценных металлов и относительно малый срок службы контактов.

Цель изобретения — уменьшение расхода драгоценных металлов и увеличение срока службы герметизированного магнитоуправляемого контакта.

Поставленная цель достигается тем, что в контакт-детали для герметизированного магнитоуправляемого контакта, выполненной из ферромагнитного материала, содержащей на рабочем конце, нанесенное через подслой эрозионностойкое покрытие из тугоплавкого металла, указанный подслой выполнен из материала контакт-детали, легированного материалом эрозионностойкого покрытия.

Кроме того, в укаэанной контактдетали для герметизированного магнитоуправляемого контакта, толщина подслоя может быть в пределах 0,050,1 мкм.

Суть предложения заключается в том, что в контакт-детали предлагается исключить драгоценные металлы из состава покрытия. Вместо подслоя из золота на рабочем конце контакт-детали формируется тонкий слой из материала контакт.-детали, легированного металлом эрозионностойкого покрытия, который может быть получен путем ионной. бомбардировки в вакууме поверхности контакт-детали. При этом увеличивается адгезия покрытия в контакт-детали за счет того, что основное эрозионностойкое покрытие наносится на подслой, в котором может быть достигнута высокая концентрация атомов покрываемого металла. Так как долговечность герметизированных контактов определяется, в основном, эрозионной стойкостью контактного покрьггия, которая в свою очередь зави1105950

КоРРектоР В. Гирняк зыка

Заказ 5606/41

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 сит от материала, структуры, толщины и адгезии покрытия в контакт-детали, то увеличение адгезии ведет к повышению долговечности контактов.

Ионное легирование и нанесение 5 эрозионностойкого покрытия можно осуществить в одном технологическом цикле, например с помощью плазменного ускорителя с генерацией плазмы наносимого металла в вакуумном дуговом разряде. При этом легированный слой формируется за счет внедрения в материал контакт-детали ионов туго.плавкого металла, ускоренных до энергии (1-2) 10 эВ, с последующей диффузией этих атомов вглубь ферромагнитного материала (0,05-0,1 мкм) вследствие образования в поверхностном слое высокой концентрации внедренных атомов и нагрева поверхности, вызванного ионной бомбардировкой.

Оптимальная величина легированнного слоя выбирается экспериментально.

При глубине легирования меньше

0 05 мкм адгеэия основного покрытия недостаточна. С другой стороны, значительно увеличивать эту толщину (больше 0,1 мкм) нецелесообразно, так как к существенному улучшению адгезии это не приводит. Зрозионно- ЗО стойкое покрытие формируется при более низких энергиях бомбардирующих ионов (ниже пороговой энергии распыления для данного металла). В результате покрытие получается термодина- 35 мически устойчивым и представляет собой единое целое с контакт-деталью.

Пример. Контакт-деталь геркона выполнена в виде частично расплю- 40 щенного отрезка проволоки из ферромагнитного сплава 52Н-ВИ (пермаллой), содержащего, мас.Ж: железа 48; никель

52. Примерно половина длины контактдетали расплющена на штампе и подле- 45 жит герметизации в стеклянной капсуле.

Около 2/3 расплющенной части контактI детали покрыто слоем эрозионностойкого покрытия. Размеры контакт-детали соответствуют размерам контакт-детаСоставитель

Редактор Т. Парфенова Техред M.Ky

Филиал ППП "Патент", г. ли серийно выпускаемого геркона типа

КЗИ-1 (3 ). Эрозионностойкое покрытие серийных герконов КЭМ-1 представляет собой слой электролитического родия толщиной 4 мкм, .нанесенный через подслой электролитического золота толщиной 1 мкм. Эрозионностойкое покрытие экспериментальных герконов, в соответствии с изобретением, нане,сено из молибдена марки МЧВП методом вакуумного плазменно-дугового напыления через подслой легированного молибденом пермаллоя толщиной 0 07 мкм который получен путем бомбардировки покрываемой части контакт-детали ионами молибдена с энергией 10 эВ.

Эрозионностойкие покрытия экспериментальных герконов толщиной 10-12 мкм имеют шероховатость поверхности, не превышающую шероховатостЬ поверхности контакт-деталей, не подвержены растрескиванию, отслаиванию или вспучиванию.

Испытания экспериментальных герконов на долговечность и исследования эрозии контактных покрытий показывают, что в различных режимах коммутации, сопровождаемых дуговой эрозией и в микрорежиме, покрытия обеспечивают высокую износостойкость и низкое и стабильное переходное сопротивление.

Высокие наработки экспериментальных герконов при повышенной мощйости коммутации говорят о возможности создания герконов повышенной мощности на базе, например, герконов типа

K3M-f.

Использование изобретения позволяет значительно сократить расход дефицитных благородных металлов в серийном производстве герконов. При этом повышение долговечности герконов практически без увеличения их себестоимости может дать значительный экономический эффект. Например, предполагаемый экономический эффект в народном хозяйстве от увеличения долговечности приборов типа К3М-1 в два раза составит ориентировочно 1 млн. руб. в год.

С. Гордон

Ужгород, ул. Проектная, 4