Материал для токоподводящих наконечников

 

Изобретение относится к электросварочному производству, в частности к составам материалов для токоподводящих наконечников (ТН), и может быть использовано в машиностроении, преимущественно при изготовлении ТН для полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Цель изобретения - улучшение теплофизических свойств материала , снижение его переходного электросопротивления и повьшзение -его износостойкости.Введение в состав материала для ТН железа (1,5-6,0%) и алюминия (1,0-4,0%) при следующем соотношении остальных компонентов материала: хррм 2,0-5,0%, дисульфид молибдена 1,0-2,0%, медь остальное, позволяет уменьшить оплавление и эле1(троэрозию ТН, что исключает приваривание проволоки к ТН, Уменьшение содержания дисульфида молибдена до 1,0-2,0% по сравнению с известным обеспечивает увеличение ресурса работы ТН. Предложенный материал в указаннък соотношениях, имеет наилучшие электрические характеристики и наименьший износ. Кроме того, в указанных пределах материал имеет хорошие теплофизические свойства, наилучшую плотность и однородность состава. 2 табл. i О) U) 65 00

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ВСР 1""-!

Ö Д(БЖЫй ::.Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3979318/25-27 ,(22) 11.10.85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (72) А.Я. Борисов, С.Е. Виноградов, Я.Н, Киселев, В.В. Михайлов, .К.С. Параева, И.И. Ткачев и Я.Г, Шишкин (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 327259, кл. С 22 С 9/01, 1970.

Авторское свидетельство СССР

¹ 988501, кл. В 23 К 35/30, 1981. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТОКОПОДВОДЯЩИХ

НАКОНЕЧНИКОВ (57) Изобретение относится к электросварочному производству, в частности к составам материалов для токоподводящих наконечников (ТН), и может быть использовано в машиностроении, преимущественно при изготовлении ТН для полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Цель изобретения— улучшение теплофизических свойств ма-, териала, снижение его переходного электросопротивпения и повышение его износостойкости.Введение в состав материала для ТН железа (1,5-6,07) и алюминия (1,0-4,0X) при следующем соотношении остальных компонентов материала: хром 2,0-5,0X., дисульфид молибдена 1,0-2,0Х медь остальное, позволяет уменьшить оплавление и электроэроэию ТН, что исключает приваривание проволоки к ТН. Уменьшение содержания днсульфида молибдена до

1,0-2,0Х по сравнению с известным обеспечивает увеличение ресурса работы ТН. Предложенный материал в указанных соотношениях. имеет наилучшие электрические характеристики и наименьший износ. Кроме того, в указанных пределах материал имеет хорошие теплофизические свойства, наилучшую плотность и однородность состава. 2 табл.

1316773

Изобретение относится к электросварочному производству, в частности к составам материалов для токоподводящих наконечников, и может быть использовано B машиностроении преимущественно при изготовлении наконечников для полуавтоматической сварки плавящимся электродом.

Цель изобретения — улучшение теплофизических свойств материала, снижение его переходного электросопротивления и повышение его износостойкости е

Введение в состав материала для токоподводящих наконечников железа и алюминия в предлагаемых пределах позволяет улучшить теплофизические характеристики материала, снизить переходное сопротивление и, следовательно, уменьшить оплавление и электроэрозию токоподводящего нако нечника, что исключает приваривание проволоки к наконечнику, Увеличение содержания железа выше 6,0 мас ° % .приводит к увеличению переходного сопротивления, а следовательно, к росту падения напряжения на наконечни-. ке и его оплавлению. При содержании железа в материале менее 1,5 мас.% наблюдается повышение пористости и неоднородности материала. При содержании алюминия менее 1,0 мас.7. наблюдается приваривание капель расплавленного металла к поверхности наконечника и интенсификация адгезионного взаимодействия в области контактирования проволоки с внутренним каналом наконечника, При содержании алюминия в материале более 4,0 мас.7. повышается нестабильность переходного сопротивления в связи с формированием во внутреннем канале наконечника нетокопроводящих пленок из окиси алюминия.

Уменьшение содержания дисульфида молибдена в материале для токоподводящих наконечников до 1,0-2„0 мас,7 по сравнению с содержанием данного компонента в известном материале (1,0-4,0 мас.%) обеспечивает увеличение ресурса работы токоподводящих наконечников, поскольку при температуре вьппе 300 С возможно превращение дисульфида молибдена в трисульфид молибдена, который обладает высокой твердостью и не имеет смазывающих свойств, Следовательно, с увеличением содержания трисульфида молиб40

55 дена выше установленного увеличивается износ наконечника, поскольку его частицы способствуют абразивному износу. Кроме того, трисульфид молибдена обладает высокими теплоизолирующими свойствами, что приводит к локальному разогреву наконечника и его разрушению, особенно в резьбовом соединении.

Исключение графита в предлагаемом материале по сравнению с извест— ным способствует повышению однородности структуры и прочностных свойств, В материале несколько сужены пределы содержания хрома по сравнению с известным материалом, поскольку хром в составе материала способствует развитию адгезионного взаимодействия в зоне контактирования и, как следствие, активизации схватывания и заедания при протягивании проволоки через наконечник.

Материал для токоподводящих наконечников получали спеканием следующих компонентов: медь марок

ПМС-1, ПМС-2, ПМСИ ГОСТ 4960-75; молотый хром марок XP-О, ХР-l ГОСТ

5905 †; железо марок ПЖЗ, ПЖ4 ГОСТ

98 49-74; алюминий марок ПА1, ПА2, ГОСТ 6058-73; дисульфид молибдена марки МВ-4 ЦМТУ 106-01-68.

Для улучшения равномерности перемешивания компонентов шихты на 1 кг шихты добавляли 1-2 мл керосина марки КО-1 ГОСТ 4753-68.

Первое прессование .проводили при относительно низком давлении

2-3 т/см, что способствовало получению пористой заготовки. В процессе первого спекания, которое проводили при 850-950 С в течение 1,0-1,5 ч в защитной или защитно- -восстановительной атмосфере (диссоциированный. аммиак, аргон), через открытую и разветвленную пористость происходит удаление с поверхности частиц окислов, летучих веществ и других зàrpяз. нений, которые могут ухудшить электро" и теплопроводность, а также электроконтактные свойства материалов.

Второе прессование проводили при более высоком давлении — 5-6 т/см

2 что привело к получению структуры с минимальной пористостью. Для улучшения свойств материала, в частности улучшения контакта между частицами

1316773 витию адгезионного взаимодействия в зоне контактиров ния проволоки и увеличению износа. Состав 2, несмотря на увеличение. статической нестабильности, обладает однородностью структуры, удовлетворительной прочнос адью и низким износом. У состава 4 содержание железа и алюминия находится в предельных соотношениях растворимости железа в меди и в микроструктуре материала отмечены отдельные микрочастицы нерастворенного железа, что и способствует увеличению динамической нестабильности. Следовательно, соотношение компонентов, состава 4 является предельным в формуле, хотя все свойства его выше известного материала.

При содержании компонентов менее

20 нижних пределов (состав 1) динами ческая нестабильность ниже, чем у состава 4,однако материал состава 1 обладает повьппенной пористостью и повьппенным износом. Кроме того, происходит налипание брызг расплавленного металла к наконечнику, что сни"- жает его ресурс. Как видно из табл. 2, предлагаемый материал (составы 2, 3 и 4) в пределах соотношений, указанных в формуле, имеет наилучшие элЕктрические характЕристики и наименьший износ. Кроме того, в этих пределах материал имеет наилучшую плотность, однородность и хорошие теплофизи- 30 ческие свойства, что повьппает ре сурс работы наконечников.

Однако в составе.2 статическая нестабильность несколько вьппе, чем в составе 5, но снижение только ста-. 35 тической нестабильности для состава

5 не является определяющим .для ресурса работы наконечников из этого материала. Этот материал (состав 5) имеет неравномерность свойства и 40 химсостава, на поверхности внутреннего канала наконечника образуются окисные пленки алюминия, и, как следствие, повьппается переходное сопротивление, динамическая нестабильность, электроэрозия и износ. При сварке происходит налипание брызг расплавленного металла и приваривание проволоки к наконечнику.

Это объясняется тем, что при со" 50 держании 57. алюминия растворимость железа уменьшается до 5-5,57. Поэтому при 77. железа и 57. алюминия ухудшается растворимость железа в меди, что и способствует ухудшению свойств материана. Кроме того, в этом составе и хром и дисульфид молибдена в указанных пределах способствуют разшихты, допрессовку сопровождали пластической деформацией в направлении, перпендикулярном направлению спекания. Второе спекание проводили о при 950-1000 С, что обеспечивало максимальное трипекание частиц друг к другу и, следовательно, наилучшие механические, электрические и. теплопроводные свойства материала.

Применение такой технологии дает возможность получить наилучшее сочетание свойств материала для токоподводящих наконечников.

Изготовление токоподводящих наконечников производили в спецформах, обеспечивающих чужную форму и размеры наконечников.

В табл. 1 приведены составы предлагаемого и известного материалов.

В табл. 2 даны свойства предлагаемых и известного .материалов.

Материал хорошо обрабатывается ре занием. Процесс сварки с использованием токоподводящего наконечника из данного материала протекает стабиль" но, уменьшается электроэрозия, проволока не приваривается к наконечнику, оплавление наконечника незначиI тельное, налипания обрызг нет, формирование сварного шва хорошее, в резьбовом соединении разрушений нет.

Формула изобретения

Материал для токоподводящих наконечников, содержащий медь, хром, дисульфид молибдена, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения теплофизических свойств материала, снижения его . переходного электросопротивления и повьппения его износостойкости, материал дополнительно содержит железо и алюминий, при следующем соотношении компонентов материала, мас.X:

Железо 1,5-6,0

Алюминий 1,0-4,0

Хром 2,0-5 0

Дисульфид молибдена 1,0-2,0

Медь Остальное

1316773

Т а б л и ц а 1

Предложенный материал

Компоненты, мас.7

Известный материал

2 3 4

4,3

Алюминий

Хром

7,0

Дисульфид молибдена 0,5 1,0

4,0

96,5 94,5 90,5 83,0 79,0

Медь

81,2

Таблица 2

Предлагаемый материал

Свойства

Известный материал

2 3

Переходное электросопротивление, мОм 10 8

12,8

10,5 7,8 9,0 ll Z

Статическая нестабильность электросопротивления, мОм 4,6

4,9

4,0 2,3 2,7 3,2

Динамическая нестабильность электросопротивления,Ж

19,2 18,0 12,8 23,6 25,3

31,9

Налипание брызг расплавленного металла

Есть

Есть Нет Нет Нет Есть

„Износ наконечника

r/êã проволоки

0,040

09019 0 013 0 012 0 017 090э — 1 —

Составитель Н. Гершанова

РеДактоР М. Товтин ТехРед Н,Глущенко Корректор Е. Рошко

Заказ 2384/11 Тираж 975 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Олово

Графит . Железо

1,0 1,5

0 5 1,0

1, 5 2, О

3,0 6,0 7,0

2,0 4,0 5,0

ЗуО 590 690

),5 2 0 3,0