Скользящий контакт для электрических машин и аппаратов
Использование: узлы токосъема в электрических машинах, аппаратах и схемах автоматики . Сущность изобретения: на основу нанесен слой из сплава рений-никель-палладий , на который нанесен слой из чистого металла, выбранного из группы: никель, кадмий, медь, толщиной от 0,2 до 1,0 мкм, затем следует слой из сплава рений-никельпалладий толщиной от 10 до 12 мкм. 1 ил.,1 табл.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)я Н 01 R 39/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР )1 li n(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4687797/07 (22) 28.04.89 (46) 07.06.92, Бюл. N 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Г.Н.Фридман. Е.М.Козлов, В,Г.Гершковская, Е.К).Прибылова, А.А.Каэайн, Е.М.Гнутов и Л.M.Äóáèíñêèé . (53) 621.313.047.69 (088.8) Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к узлам токосьема с электрическим скользящим контактом, и может быть использовано в машинах, аппаратах и схемах автоматики, Известны скользящие контакты, которые выполнены из литой бронзы с покрытием палладий-никель в один слой и с покрытием палладий-рений так же в один слой.
Недостатками этих скользя.цих контактов являются низкая твердость -200-350 кгс/мм по . Виккерсу и недостаточная стабильность контактных свойств в различных окружающих средах, а также высокий коэффициент трения при работе в вакууме -0,60,7.
Наиболее близким к предлагаемому является скользящий контакт, который может быть выполнен нанесением на металлическую основу контактного покрытия сплавом рений-никель-палладий., Известный скользящий контакт обладает высокой коррозийной стойкостью. иэносостойкостью и низким коэффициентом (Ж 1739421 А1
2 (54) СКОЛЬЗЯЩИЙ КОНТАКТ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И АППАРАТОВ (57) Использование, узлы токосъема в электрических машинах, аппаратах и схемах автоматики. Сущность изобретения; на основу нанесен слой из сплава рений-никель-палладий, на который нанесен слой из чистого металла, выбранного из группы: никель, кадмий,. медь, толщиной от 0,2 до 1,0 мкм, затем следует слой из сплава рений-никельпалладий толщиной от 10.до 12 мкм, 1 ил.,1 табл. трения при работе в нормальной атмосфере и в глубоком вакууме.
Однако толщина слоя сплава рений-никель-палладий, получаемая методом гальва. нической высадки, ограничена 15 мкм.
Дальнейшее увеличение толщины покрытия этим сплавом методом гальванической высадки неизбежно приводит к раэрыхлению слоя покрытия и нарушению стабильности электрических и физических свойств контактной поверхности, Критическим пределом толщины покрытия сплавов рений-никельпалладий является толщина 15 мкм, при которой гарантируются оптимальные качества этого сплава: твердость, стабильности электрических характеристик. Попытки получить покрытия толщиной свыше 15 мкм традиционным методом гальванической высадки, сплавом этого состава, приводили к тому, что резко менялись основные характеристики: уменьшалась твердость, нарушалась стабильность переходного сопротивления.
При наращивании толщины покрытия свыше 20 мкм начиналось шелушение поверх3
1739421 ности, в дальнейшем приводящее к полному разрушению покрытия.
Целью изобретения является увеличение ресурса скользящего контакта, При этом увеличение ресурса пропорционально толщине наносимого покрытия, которое сохраняет качество покрытия, прочность и устойчивость электрических и физических свойств поверхности покрытия.
Поставленная цель достигается тем, что скользящий контакт для электрических машин и аппаратов содержит основу, на которую нанесен слой из сплава рений-никель-палладий, Скользящий контакт снабжен по крайней мере одним слоем из сплава рений-никель-палладий толщиной от 10 до
12 мкм, причем между указанными слоями расположен дополнительно введенный слой из чистого металла, выбранного из . группы: никель, медь, кадмий, толщиной от . 0,2до10мкм.
Применение выравнивающего эквипотенциального слоя меди, никеля или кадмия позволяет многократно наносить одно и тоже покрытие сплавом рений-никель-палладий(йе-Nl — Pd) толщиной до 15 мкм на контактную поверхность, увеличивая таким образом толщину покрытия до величин, обеспечива»ощих полный ресурс работы скользящего контакта вплоть до полного ресурса изделия.
На чертеже представлены контактные элементы пары с нанесенными покрытиями во взаимодействии (для наглядности и простоты восприятия, неподвижный контакт изображен с однослойным покрытием, хотя количество слоев на нем также может быть многократным). . На чертеже изображены зона 1 взаимодействия подвижного контакта с неподвижным, основной слой 2 покрытия (рений-никель-палладий) на неподвижном контакте, второй слой 3 основного покрытия на неподвижном контакте, разделительный 4 (эквипотенциальный) слой чистого металла, первый слой 5 основного покрытия (рений-никель-палладий) на подвижном контакте.
П р и м е.р 1. На элементы скользящих контактов, изготовленных из литой бронзы . толщиной 0,8 мм, наносят покрытие состава рений-никель-палладий из ванны с электролитом (ванна 1),содержащим в пересчете на металл, г/л:
Тетрааминохлорид палладия 20,0 . Перренат аммония 3,0
Хлорид никеля 10,0
Хлррид аммония 10,0
Аммиак (мл/л) 30,0 рН электролита 8,5 при плотности тока
Дк-0,015 А/дм, температуре электролита
30 С, времени осаждения 25 мин, толщиной
9 мкм.
5 Покрытие ровное, глянцевое, чистое, без затеков, Затем наносят покрытие, например, в ванне никелирования (ванна 2) г/л:
Никель сернокислый 150 — 20
10 Натрий хлористый 5 — 15
Кислота борная 25-35
Натрий сернокислый 80 †1 при плотности тока Дк-0,7 А/дм, температуре элек2 тролита 19 С, в течение 1-й минуты на это .
15 покрытие высаживают слой никеля толщиной 0,2 мкм, После промывки контактов в ванне 1 снова при тех же условиях высаживают покрытие рений-никель-палладий толщиной 8
20 мкм. Суммарная толщина покрытия сплавов рений-никель-палладий составляет 17 мкм, Ресурс истирания при испытаниях скользящих контактов, изготовленных по примеру 1, составляет 1,2х10 оборотов (до
25 протирания одного иэ элементов). Толщина покрытия. учитывается по сплаву рений-никель-палладий, Подслой меди и никеля не учитывается, так как практически не оказывает влияния на износоустойчивость.
30 П р и м е. р 2, Из ванны 1 по условиям примера 1 на элементы контактов поочередно высаживают три слоя контактного покрытия состава рений-никель-палладий толщиной 10,8 и 9 мкм с перекрытием каж35 дога последующего слоя подслоем никеля толщиной 0,7 и 0,8 мкм по условиям примера 1 из ванны 2.
Суммарная толщина покрытия сплавом рений-никель-палладий составляет 27 мкм.
40 Ресурс истирания (до протирания одного из элементов) составляет для этой пары
2,0х10 оборотов.
Пример 3. Из ванны 1 по условиям примера 1 на элементы контактов поочеред-.
45 но высаживают два слоя контактного п»крытия состава рений-никель-палладий толщиной 9 и 8 мкм с перекрытием между слоями подслоем из кадмия толщиной 1;0 мкм. Подслой кадмия наносится из ванны
50 (ванна 3) состава, г/л:
0KMcb.кадмия 35-45
Цианистый натрий 90 — l35
Едкий натр 2.0-30
Сульфат никеля 1 — 2
Сульфат натрия 40-50 при плотности тока Дк — 1,0 Аlдм и темпе2 ратуре электролита 24 С.
Суммарная толщина покрытия сплавом рений-никель-палладий составляет 17 мкм.
1739421
Ос цЯСУ. A@ roea ст,; дЩ
Составитель Е.Козлов
Техред М,Моргентал
Корректор М.Пожо
Редактор М,Янкович
Заказ 2006 Тираж Подписное
8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж -35. Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул:.Гагарина, 101
Ресурс истирания составляет 1,2х10 оборотов (до протирания одного иэ элементов контактной пары)., Пример 4. Иэ ванны 1 по условиям примера 1 высаживают поочередно два слоя покрытия состава рений-никель-паппадий на элементы контактной пары толщиной 10 и 11 мкм с разделительным слоем между ними из меди толщиной 0,7 мкм.
Подслой меди высаживают. из ванны, г/л:
Серная кислота 50-75
Медь сернокислая 150-250
Спирт ректификованный 1 от объема ванны при Дк 0,8-1,0 Аlдм, температуре 18 — 25ОС.
Суммарная толщина покрытия 22 мкм. Ресурс истирания составляет 1,6х10 оборотов.
Иэ таблицы видно, что с увеличением толщины покрытия эа счет дополнительных слоев до 27 мкм (пример 3) ресурс возрастает по сравнению с известным в 4 раза.
Ф ар мул а и зо 6 рете н и я
Скользящий контакт для электрических машин и аппаратов, содержащий основу. на
10 которую нанесен слой:из сплава рений-никель-палладий, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса, он дополнительно снабжен по крайней мере одним слоем из сплава рений-никель-палладий
15 толщиной 10 — 12 мкм, причем между указан- ными слоями расположен дополнительно введенный слой из чистого металла, выбранного из группы: никель, кадмий, медь. толщиной 0,2-1,0 мкм.
