Контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при выполнении контактного покрытия на рабочей части контакт-деталей герконов. Целью изобретения является уменьшение расхода драгоценных металлов и увеличение срока службы магнитоуправляемых контактов. Контактное, покрытие получено последовательным электрохимическим осаждением слоя золота толщиной 0,1 мкм, слоя никеля толщиной 0,5-2 мкм, слоя золота толщиной 0,1 мкм и слоя родия толщиной 1-3 мкм с последующим отжигом при 375 - в течение 75-175 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, SU„, 1381614 (5l)4 Н Ol Н 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 4 (Х

О Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4014974/24-07 (22) 30.01.86 (46) 15.03.88. Вюл. Ф 10 (72) И.З.Губайдуллин, А.М.Авидон и И.С.Шрагин (53) 621.3.066.6(088 ° 8) (56) Контакты магнитоуправляемые герметизированные типа K3M-l. Частные

ТУ СЯ 4.830.016. (54) КОНТАКТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫХ КОНТАКТОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при выполнении контактного покрытия на рабочей части контакт-деталей герконов. Целью. изобретения является уменьшение расхода драгоценных металлов и увеличение срока службы магнитоуправляемых контактов. Контактное, покрытие получено последовательным электрохимическим осаждением слоя золота толщиной 0,1 мкм, слоя никеля толщиной 0,5-2 мкм, слоя золота толщиной 0,1 мкм и слоя родия толщиной

1-3 мкм с последующим отжигом при

375 — 4950С в течение 75-175 мин.

1 з.п. ф — лы, 1 табл.

1381614

25

40

Изобретение относится к электротехнике, в частности касается выполнения контактного покрытия на рабочей части контакт-деталей магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов), которые применяются в yriравляющих устройствах и системах, таких как реле, логические элементы, счетно-решающие устройства.

Контактное покрытие получают последовательным осаждением металлов, образующих промежуточный слой контактного покрытия, — золота толщинои

0,05-0,1 мкм, никеля толщиной 0,52 мкм и вновь золота толщиной 0,050,1 мкм с последующим осаждением металла рабочего слоя — родня толщиной

1-3 мкм. Затем контакт-деталь геркона с нанесенным покрытием отжигают при 375 — 495 С в течение 75-175 мин.

При отжиге происходит взаимная диффузия осажденных металлов друг в друга, а также нижнего слоя золота в материал контакт-детали.

Указанные диапазоны толщин осаждаемых слоев являются оптимальными и отражают технологический разброс, возникающий при массовом производстве контакт-деталей. Меньшая толщина слоев золота не позволяет получить достаточного сцепления между рабочим и промежуточным слоями, между промежуточным слоем и основой, что приводит к вспучиванию покрытия под действием термоудара при заварке (сборке) геркона.

Большая толщина слоев золота приводит к нерациональному расходованию драгметалла. При толщинах никеля менее 0,5 мкм из-за возрастания пористости промежуточный слой не выполняет барьерную функцию (предотвращение диффузии железа из пермаллоя на контактную поверхность), что приводит к нестабильности контактного сопротинления. Кроме того, при нанесении рабочего слоя — родия электрохимическим способом, принятым в производстве герконов, из-за пористости промежуточного слоя происходит растравливание материала контакт-детали с образованием рыхлых, трудно удаляемых продуктов коррозии, также приводящих в дальнейшем к нестабильности сопротивления геркона. При толщинах никеля более 2 мкм возрастает немагнитный зазор в герконе между контактдеталями в замкнутом состоянии, что приводит к нарушению таких технических параметров геркона, как магнитоднижущая сила отпускания и коэффициент возврата.

Данное контактное покрытие обеспечивает работоспособность герконов во всех группах режимов: в режимах коммутирования микротоков, когда эрозионнае разрушение поверхности отсутствует и основным требованием к покрытию является стабильность переходного сопротивления; в режимах коммутирования, сопровождающихся электротермическим износом контактных поверхностей в виде тонкого переноса вещества с анода на катод; в режимах коммутиронания, которые сопронождаются дуговой .эрозией контактных поверхностей — испарением и разбрызгиванием материала покрытия °

В режимах, где электрическая эрозия отсутствует, родиевый рабочий слой обеспечивает стабильное переходное сопротивление геркона. Кроме того, промежуточный слой, выполняя барьерную функцию, предотвращает диффузию железа из материала контактдеталей — пермаллоя на поверхность контактного покрытия. За счет этого происходит дополнительная стабилизация переходного сопротивления.

В режимах коммутиронания, сопровождающихся развитием игольчатократерной эрозии (тонкий перенос") данное контактное покрытие характеризуется незначительным направленным переносом контактного материала и за счет этого повышенной износостойкостью. Это объясняется влиянием промежуточного слоя, а именно — специфическими свойствами сплава, образующегося при локальном расплавлении рабочего и промежуточного слоев в точке контактиронания в момент размыкания.

В режимах коммутирования, которые сопровождаются дуговой эрозией поверхностей, после некоторого числа коммутаций и частичного разрушения родиеного рабочего слоя геркон остается работоспособным и обладает дополнительным ресурсом, так как промежуточный слой, по которому происходит контактиронание, обеспечивает стабильное переходное сопротивление. В то же время в отличие от чисто золотого подслол промежуточный слой предлагаемо1381614

Формула и з о б р е т е н и я

Суммарная10ткаэы

Количество испы таиных герконов минимальная наработка серийных герконов

КЭМ-I, сраб.

Частота и коммутаВид нагруэки, род тока

Ре!ким испытания на переработку наработка в процессРаб. се нарацни 1/сраб боткн, сраб.

5 10-с А> 5 IO В

1 10 Нет

20

Активная

Постоянный

1 I O

1 10 Нет

100

0,5А; 30B

Активная

Постоянный

5 10

5 10с Нет

0,5 А; 30 В

20

Индуктивная

Постоянный

1,0 А; 30 В

3 101 1 5I 10 I 10 С

20

Активная

Составитель Н. Глеклер

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор M.Товтин

Заказ 1!88/50

Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го контактного покрытия более устойчив против сваривания.

Повышенная эрозионная устойчивость данного контактного покрытия позволяет снизить толщину слоя родия по срав5 нению с двухслойным покрытием "родий по золоту с одновременным увеличением срока службы магнитоуправляемых контактов в эрозионных режимах. Кроме того, снижается расход золота за счет уменьшения толщины осаждаемого золотого слоя.

В таблице приведены результаты испытаний на наработку герконов КЭМ-1

5 с контактным покрытием, выполненным согласно изобретению, и требования технических условий к минимальной наработке серийно выпускаемых герконов

КЭМ-I, имеющих двухслойное контактное покрытие, рабочий слой выполнен из родия толщиной 4-5 мкм, а промежуточный — из золота толщиной 1-2 мкм.

Как видно из приведенных в таблице данных, герконы с предлагаемым контактным покрытием обеспечивают минимальную, требуемую по техническим условиям, наработку во всем диапазоне режимов эксплуатации. При этом в эрозионных режимах, вызывающих разрушение контактной поверхности вследствие "тонкого переноса" (0,5 А; 30 В, индуктивная Harpy3Ka) и дугового разряда (1,0 А; 30 В) наработка значительно превышает минимальную.

l. Контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, состоящее из рабочего слоя, выполненного из родия, и промежуточного слоя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения расхода драгметаллов и увеличения срока службы магнитоуправляемых контактов, промежуточный слой выполнен из последовательно осажденных слоев золота, никеля, золота.

2. Покрытие по п.l, о т л и ч а ющ е е с я тем, что толщины слоев золота, никеля, золота составляют 0,050,1 0,5-2 и 0,05-1 мкм соответственно.