Спеченный электроконтактный материал

Спеченный электроконтактный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61} Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270781 (21) 3220949/22-02

3513 М. Кл.з

С 22 С 5/06

С 22 С 19/03

С 22 С 30/00

С 22 С 32/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301282.. Бюллетень № 48

3333 УДК 669. 018. 5:

:621.762(088.8) Дата опубликования описания 301232

А.Г.Дуксина, В.Л.Калихман, Н.Л.Правоверов, А.Г4Мержанов, С.К.Гнатовский и Б.И.Баскаков ф ..-4? ? с

Г

Отделение Всесоюзного научно-исследовательс що

4\ института электромеханики (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПЕЧЕННЫЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫИ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к порошко вой металлургии, в частности к спе-. ченным материалам на серебро-никелевой основе, применяемым для электрических разрывных контактов в средненагруженной (до 25A ) коммутационной аппаратуре.

Известей спеченный электроконтактный материал,. представляющий со-. бой металлическую матрицу, например серебро-никелевую, упрочненную дисперсными включениями тугоплавких

:соединений, взятыми в количестве

0,25-50 об.3(1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае» мому результату является спеченный электроконтактный материал (2 ) следующего состава, мас.В: Никель О, 3-20

Нитриды одного или нескольких металлов 4-ой, 5-ой или

6-ой группы

Периодической системы 0,15-12 0,15-12

Серебро Остальное

Недостатком известного материала является его низкая эрозионная стойкость.

Цель изобретения - повышение эрозиойной стойкости.

Для достижения указанной цели спеченный электроконтактный материал, содержащий серебро,.никень, нит1ð рид титана, дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Нитрид титана 5-12

НикеЛь 8-57

Титан 0,5-2, 3

15 Серебро

Остальное

Приготовляют четыре состава с различным содержанием исходных ингредиентов. Свойства этих-материалов сравнивают с аналогичными характеристиками прототипа (см..таблицу), а также со свойствами материалов, идентичных по содержанию основных ингредиентов составам 1-4, но не содержащих титан (в тексте и в таблице. эти составы обозначены 1 -4 J.

Подобное сравнение позволяет оценить влияние вводимого в материал титана на изучаемые свойства.

Hp и м е р 1. Составы содержат мас.Ф:

985110

Эрозия, г/имп.х 10 ток 25 A

Плотность, г/см3

Твердость, кг/мм 2

Удель ное элект росоп ротив ление; мк Омх х см

Материал катод

TiN

А9 анод

-1,0

+1,0

-2,1

-.1,0

+3,3

+3 0

8,9 2,5 95-105

8,7 2,8 105-115

8,9 3,8 150-165

9,0 2,8 105-115

- 4, 0

12,0 8,0 2,3

12,0 20,0 1,5

5,0 57,0 0,5

7,0 30,0 1,0

5,0 57,0

7,0 30,0

77,7

66,5

-5,5

-1,0

37,5

-1х0

-8,0

-2,5

62,0

38,0

3,8 150-165

8,9

9,1 2,8 105-115

63,0

Прототип

1 12,0 8,0

9,0 2,4 95-105

8,9 2,7 105-115

+2,3

+3,0

-7,4

-8,0.

80,0

68,0

2 12,0 20,0

Нитрид титана 12,0

Никель 20,0

1 1

Нитрид титана 12,0 12,0

Никель 8,0 8,0

Титан 2,3

Серебро 77,7 80,0

Предлагаемый материал готовят методом порошковой металлургии. В качестве исходных материалов используют углекислые соли серебра и никеля и порошка TiN и TIH< (размер частиц менее 1 мкм ). Титан вводят в виде гидрида,разлагающегося при термообработке.

После смешивания шихту отжигают в атмосфере водорода при 45 С в течение 30-60 мин для восстановления углекислых солей до металла. Иэ полученного таким образом порошка прессуют контакты (удельное давление

5-6 T/см ),которые затем спекают в вакууме при 900 С в течение 1 ч, калибруют (удельное давление 10Содержание ингредиентов, мас.Ъ

Как видно иэ полученных данных, введение 2,3% титана снижает эрозионный износ контактов по сравнению с прототипом в два раза, одновременно уменьшая на 6% содержание серебра.

Пример 2. По изложенной в примере 1 технологии готовят составы 2 и 2, соответствующие максимальному содержанию основных ингредиентов в материале- прототипе, мас.Ъ:

12,0

20,0

12 т/см2)и отжигают при 450-500 С

30 мин.

В качестве исходных материалов можно испольэовать металлические порошки серебра и никеля, тогда упускается операция отжига шихты в атмосфере водорода.

Полученные контакт-детали испытывают на эрозионную стойкость на установке ЭМ-2 (ток 25 A).

Электрическую эрозию контактов оценивают по изменению из массы за один импульс пропускания тока

25А в течение 3 млс (усредненный эффект от 10 импульсов ). Уменьшение массы электродов показано в таблице со знаком "-", увеличение— со знаком "+".

Результаты испытаний приведены в таблице.

Титан 1,5

Серебро 66,5 68,0

Введение 1,5% титана увеличивает приблизительно в два раза стойл кость материала против эрозии при сохранении остальных свойств на том же уровне и уменьшает на 5Ъ содержание серебра.

Пример 3. Составы 3 и 3

g) содержат мас.В:

5,0

57,0

65 38,0

985110

Формула изобретения

Составитель Э.Залманова

Техред М. Надь Корректор М.Коста

Редактор Л.Филь

Заказ 10090/35 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патеит", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Добавка 0,5% титана в предлагаемый состав в несколько раз уменьшает эрозионный износ материала.

Пример 4. На основании результатов испытаний составов 1-3

l ° и .1-3 готовят составы .4 и 4, обладающие минимальным эрозионным изно- сом из всего исследуемого ряда композиций, мас.%:

4 4t

Нитрид титана 7,0 7,0

Никель 30,0 30,0

Титан 1,0

Серебро 62,0 63,0

Как видно из приведенных данных, 15 введение 1„0% титана в два раза увеличивает стойкость материала против эрозии.

Состав 4 превосходит по эрозионной стойкости материал-прототип в нес- Щ колько раз, сохраняя остальные свойства на том же уровне.

Использование предлагаемого материала по сравнению с материалом-прототипом.позволяет увеличить эрозион-, Q5 ную стойкость контактов предположитель:- но в два раза, а также в некоторых случаях снизить расход серебра на их изготовление на 5-45%;

Экономический эффект от использования изобретения на 1000 аппаратах

ПМЕ-200 составит 750 тыс. руб.

Спеченный электроконтактный материал, содержащий серебро, никель, нитрид титана, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения эрозионной стойкости, он дополнительно содержит титан при .следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрид титана 5-12

Никель 8-57

Титан 0,5-2,3

Серебро Ос альное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии М 996970, кл. С 7 А, 1961.

2. Патент Японии Р 54-14573, кл. 10 L 24, 1979.