Металлокерамический биметаллический электрический контакт

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключателях. Цель изобретения - увеличение устойчивости контакта против ударных нагрузок. Для этого рабочий слой контакта выполнен из композиции, мас.%: никель 5 - 35, графит 2 - 3,5, серебро - остальное, а технологический слой из композиции, мас.%: серебро 15 - 35, титан 0,1 - 2,0, медь остальное. 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к металлокерамическим коммутирующим контактам на основе серебра, предназначенных для использования в низковольтных автоматических выключателях (АВ). Цель изобретения увеличение устойчивости контакта против ударных нагрузок. Рабочий слой контактов готовят путем перемешивания порошков углекислого серебра (Ag₂CO₃) и углекислого никеля (NiCO₃) в вибромельнице в течение 30 мин, затем в смесь добавляют графит и спирт (50 мл на 100 г смеси) и перемешивают еще 10 мин. После этого смесь просушивают и подвергают термообработке в водороде при 470^оС 1 ч. При этом углекислые соли восстанавливаются до серебра и никеля. Окончательно смесь протирают через сито. Технологический подслой готовят путем перемешивания в вибромельнице порошков закиси меди, TiH₂ и серебра ПСр 1 в течение 30 мин. Затем полученную смесь смачивают спиртом (50 мл спирта на 100 г смеси), перемешивают еще 10 мин и выдерживают в атмосфере водорода при 400^оС в течение 1 ч. Полученную смесь протирают через сито. Контакты готовят путем последовательного насыпания в пресс-формы порошков рабочего слоя и подслоя, прессования при давлении 4-5 тс/см², спекания при 720-740^оС в течение 1,5 ч в атмосфере водорода, допрессовки при 8-9 тс/см² повторного спекания при 600-620^оС в течении ч, допрессовки 8-9 тс/см² окончательного отжига при 450^оС в течение 30 мин. Размеры контактов выбирают согласно ГОСТ 3884-77: для неподвижных контактов ЦП 050614, для подвижных ЦП 050516. Контакты испытывают на макетной установке, имитирующей автоматический выключатель АК 63 ТУ 16.522.140-78. Коммутируется переменный ток 32 А, 380 В, cos ϕ= 0,8. Пружина, замыкающая контакты, оказывает контактное нажатие 450-500 гс, контакты размыкаются электромагнитом на расстояние 0,7 см со средней скоростью 0,3 м/с. Измеряют потерю массы контактов в результате коммутационного износа (в г на цикл включение-отключение) после 1000, 20000, 40000 таких циклов, определяют наличие трещин в контактах при помощи микроскопа МБС-9. В ряде опытов число циклов 30000 и 65000. В автоматических выключателях с целью обеспечения несвариваемости контактов при отключении токов короткого замыкания всегда используют разнородные контактные пары. Из контактов, выпускаемых в настоящее время, наиболее целесообразной парой является Ag+3% C (КМК-А41, неподвижный контакт) Ag+29% Ni+2% C (КМК-А33 мд, подвижный контакт). Указанная контактная пара и принята в качестве базового образца. Полученные результаты сведены в таблицу, приведенную ниже. В каждой строке сверху указан состав рабочего слоя, снизу технологического подслоя. В двух графах верхняя цифра интенсивность износа подвижного контакта, нижняя неподвижного. Таким же образом обозначено наличие трещин. Из таблицы видно, что коммутационный износ базовых образцов (8) и контактов по изобретению (2, 3, и 4) происходит равномерно, трещин, направленных к границам рабочий слой-подслой, не образуется. В известных контактах (10 и 11) интенсивность износа по мере увеличения числа циклов включение-отключение сильно возрастает. Уже после 20 тыс. таких циклов наблюдается большое число трещин, дальнейшее повторение операций приводит к разрушению контактов (менее чем после 30 тыс. циклов). В контактах по прототипу (9) образование трещин идет значительно медленнее, износ более равномерный и такие контакты выдерживают 30 тыс. циклов включение-отключение. Это позволяет применить контакты по прототипу в целом ряде автоматических выключателей (например, АЕ 2040, АК 63). Однако в дальнейшем такие контакты также разрушаются, не обеспечивая 40 тыс. циклов. Таким образом, контакты по настоящему изобретению ценой введения небольшого количества серебра в технологический подслой (15-35% по массе) обеспечивают существенное увеличение стойкости против ударных нагрузок по сравнению с прототипом. Это дает возможность применить указанные контакты в автоматических выключателях, которые должны обеспечить по техническим условиям более 30 тыс. циклов включение-отключение. Дополнительные опыты показали, что число таких циклов не менее 65 тыс. В то же время контакты по настоящему изобретению содержат в технологическом подслое гораздо меньше серебра, чем базовые контакты (15-35 мас. вместо 100% в неподвижном КМК-А41 и 70% в подвижном КМК-А33 мд). Поэтому их применение в автоматических выключателях, которые должны допускать большое количество циклов включение-отключение (например, АЕ 2040М 63 тыс.), приведет к значительной экономии серебра.

Формула изобретения

МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ, содержащий рабочий слой из композиции, включающей мас. никель 5-35, графит 2-3,5, серебро остальное, а технологический подслой из композиции на основе меди с добавкой титана, отличающийся тем, что, с целью увеличения устойчивости контакта против ударных нагрузок, технологический подслой дополнительно содержит серебро при следующем соотношении компонентов, мас. Серебро 15-35 Титан 0,1-2,0 Медь Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2