Спеченный материал на основе железа для скользящих электрических контактов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 892495

Ж.

J (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 16.04.80 (21) 2904601/22-02 (5l)M. Кл.

H 0l Н 1/02

С 22 С 38/60//

С 22 С 33/02 с присоединением заявки ЭЙ

Гооударстеенный комитет

СССР (23)1 1риоритет

Опубликовано 23, 12.81. Бюллетень р1е 47 (53) ДК 621.318. .124:621.762 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 23 . 12. 81

В. В. Бельдей, В. Я. Берент, Н, А. Буше, А1 И. Годес, i0. И, Горошков, М. 10. Круминя, M. Е. Семенов . ( и Л. С. Шмелев 1

Всесоюзный ордена Трудового Красного Зн ени научно-исследовательский институт железнодорожйстго---....,.

«« транспорта (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПЕЧЕННЫЙ МАТЕРИАЛ HA ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

ДЛЯ СКОЛЬЗЯЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным материалам, используемым преимущественно в качестве контактных пластин. токоприемников электроподвижного состаза электрического транспорта, Известен спеченный материал на основе железа, содержащий медь, свинец, никель, нитрид 6opa(1).

Недостататками спеченного материала являются низкие механические свойства и невысокие антифрикционные . свойства.

Известны также счеленные материалы на основе железа, содержащие никель,.-молибден, хром, ферромолибден, феррохром, вольфрам, дисульфид вольфрама1 2 ).

Однако эти материалы обладают сравнительно невысокими антифрикционными свойствами и высокой стоимостью из-за содержания в них дорогих и дефицитных элементов, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является спеченный материал на основе железа для скользящих электрических контактов, содержащий медь, свинец, нитрид бора и олово в следующем соотношении, вес. Е:

Медь 5-30

Свинец 8-20

Никель 1-10

Нитрид бора 1-10

Олово 1-5

Сплав получают.пропиткой спечен15 ного материала на основе железа, содержащего медь, свинец, никель и нитрид бора, сплавом С05 (957 свинца, 57. олова).

В пропитанном спеченном материале

20 роль твердой смазки играет в основном свинец, а повьппение содержания олова до 57 не оказывает влияние на

«антифрикционные свойства материала 31

892495 4 поры и количество их недостаточно, чтобы при пропитке в составе пластин содержание свинца было таким, что позволило предотвратить схватывание при торении в паре с медным контртелом. Никель вводится .в состав пластин как технологическая присадка, облегчающая процесс формирования изделия. В установленных колиly чествах он не оказывает влияние на свойства контактных пластин. Олово, входящее в состав сплава пропитки, также не влияет в установленных пределах на свойства пропитанных контактных пластин, а служит только компонентом, улудщающим смачиваемость свинца с основой спеченного материала.

В таблице приведены свойства конщ тактных материалов на основе железа в зависимости от химического состава, Спеченный метариал такого состава обладает невысокой прочностью, склонен к хрупкому разрушению, обладает недостаточными антифрикционными свойствами иэ-за наличия в нем нитрида бора. Включения нитрида бора, являясь неметаллическими соединениями, образуют концентраторы напряжений.

Свинец, вводимый в шихту спеченного материала до пропитки, также способствует снижению механических свойств материала.

Цель изобретения — повышение прочности и износос гойкости материала.

Поставленная цель достигается тем, что спеченный материал на ос,нове железа для скользящих электрических контактов, содержащий свинец, медь, олово и никель, включает компоненты в следующем сотношении, вес.Е:

Свинец 20,15-28

Медь 8,8-12

Олово 0,6-1,7

Никель 0,36-1,2

Железо Остальное

Контактные пластины из спеченного материала изготавливают следующим образом. Шихта, содержащая компоненты соетава, вес. Ж: медь 13-15, никель 0,5-1,5, железо — остальное, прокатывается, после прокатки пластины спекают в атмосфере водорода при 1150 С в течение 1,5 ч, а затем пропитывают сплавом С05.

Пропитку осуществляют в автоклаве о при 400 С при глубине вакуума до

1 мм рт. ст. с последуюшим приложением давления 80 кгс/см в течение.

45 мин.

Содержание меди в спеченном материале до пропитки должно быть в пределах 13-.153, так как при содержании

127 меди и меньше образуется материал с высокой пористостью (20-26Z) и соответственно низкими механическими свойствами, а при содержании 17Х меди и больше — материал с низкой пористостью (6-157) и высокими механическими свойствами. Кроме того, при

l7 меди и более в спеченном материале образуются в основном закрытые

Механическая прочность контактных пластин предлагаемого состава выше

25 прочности пластин известного состава. Содержание в контактных пластинах предлагаемого состава 20,15-28Х свинца позволяет значительно повысить их антифрикционные свойства, Зю что в сочетании с прочным железным каркасом материала дает возможность повысить их долговечность и сопротивляемость воздействию электрических дуг. Пробег пластин предлагаемого состава увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с цластинами известного состава, Обладая высокими антифрикционными свойствами они значительно (в два и более раза) уменьшают износ контактного провода.

Стоимость контактных пластин из предлагаемого спеченного материала в 1,5-2 раза меньше, чем пластин из известного материала.

Технология получения контактных пластин из предлагаемого спеченного материала не меняется по сравнению с используемой для пластин из известного спеченного материала. Киро @ кая проверка пластин такого состава показала положительные результаты.

892495

Физикомеханическне свойства

Химический состав спененкого материала,й

Проч- яость яа разрыв ° у

are/ìí

\ до пропнткн по отнои)енню

Тверость, НВ Износ спеченного материала йа. пути 1,2 км ,г

Износ медного коУдар» ная вязкость кгм/с после пропитки сплавом С05

Прочность на изгиб,. хгс/мм компонентов, вводимых в аихту ктртела на пути

1,2 км г

Нзвестный

Cv 22

))) )

РЬ 5 .

Вй 2

F e естальное

Си )8,8

Ni 0,88

Pb l9,5

Sn 0,7

BN 1,68

Г е остальное

0,04

0,022 100 0,2 9,84 18,9

Cv 5 "

Иl I Г е остальное

Си 3,7

Ni 0.,72

Sn 1,45

РЬ 25,8

Г е остальное

0,0ЗЗ 0,018 95 0 25 )2,6 28,3

Cv )0

И)1

F e остальное

Си 6,64

Ni 0,70

Pb 29,86 Sn 1,8 . F е остальное

0011 88 023 1Э6 254

0,042

0 038

0 035 0 012 .118 ОеЗ )8в! 32 2

121 0,47 21

Ф

0,037, 0,012 Ф)5. 0,34 .. !8,0, 34,1 еа

Си 13

И) )

F е остальяое

Си 9,08

Nl 0,74

Sn 1,58

Pb 27,82

F е остальное

0,014 . 102 0,33 15,2 ЗОу5

Си 15 й! 1

f е остальное

Си 11,65

N1 0,81

Pb 20,35

Sn l,18

F е осталькое

Си 18,26

Мi 0,92

Pb 8,66

Sn 0,32

Fe осталькое

Си 20

Nl 1

F е остальное

34 5

0,095 . 0,)2

Си 13-15

И! 0,5-1 5

F е остальное

Си 8,8

Ni 0,36

Pb 28

Sn 1,7

F e остальное

Си 12

Ni 12

РЬ 20,15

Sn 0,6

F e осталькое

Cv 13-15

Nl 0,5-1,5.

F е остальное

892495

Формула изобретения

Олово

Никель

Железо

0,6-1,7

0,36-1,2

Остальное

20,15-28

8,8-12

Составитель Л. Родина

Техред А, Бабинец Корректор Л. Бокшан

Редактор A. Шишкина

Заказ 11266/74 Тираж 787

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Спеченный материал на основе железа дпя скользящих электрических контактов, содержащий свинец, медь, олово, никель,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес. Ж:

Свинец

Медь

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11- 260756, кл. С 22 С 38/60, 1968.

2. пДемки Тэцудо". Япония, 1976, 1О 30, Р 9, с. 7-10.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 465439, кл. Н 01 Н l/02, 1972.