CN101052746A - 用于制造耐烧蚀的涂层以及用于真空开关箱的相应屏蔽件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的用于制造耐烧蚀的涂层尤其是用于在配电设备内的受电弧负荷的内部区域的方法，以及一种按权利要求10的前序部分的用该方式制造的用于真空开关箱的屏蔽件。在此为了实现一种用于制造一方面简单但是另一方面在实践中具有极高耐烧蚀性的耐烧蚀的屏蔽件，按本发明建议，一种基材以冷气体喷射法设置一个耐烧蚀的层。

Description

用于制造耐烧蚀的涂层以及用于真空开关箱的相应屏蔽件
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的用于制造耐烧蚀的涂层的方法，该涂层尤其是用于屏蔽件的受电弧负荷的内部区域，以及一种按权利要求10的前序部分的用该方式制造的用于真空开关箱的屏蔽件。
背景技术
尤其是在开关装置例如所谓的真空开关箱的受电弧负荷的内部区域内出现位于内部的构件或部件的强烈的热负荷和等离子引起的负荷，在真空开关箱内设置一些接触件，所述接触件通过一个外部作用的机械装置必要时在一个相应的位移-时间过程后使持续真空中的各闭合的开关触点分开。
这样的真空开关箱在低压、中压和高压开关设备中使用。在真空环境下在接触件之间尤其是在短路电流条件下在断开(分开各接触件)时产生的电弧在紧接着的电流的过零点时但是最晚在第二个过零点后被熄灭。所述电弧尽管只有几毫秒作用到真空开关箱的内部区域上，并且众所周知在此也只短暂地产生高能量密度。这在真空开关箱的紧凑结构形式的情况下给至少一部分真空开关箱的部件非常明显地施加负荷，并且从而基本上通过在短路情况下全负荷的电路数量限定这样的真空开关箱的寿命。
因此一部分真空开关箱设配备一个耐烧蚀的屏蔽件，该屏蔽件定位在接触件周围与开关箱内壁(例如陶瓷绝缘体)之间。
因为屏蔽件是薄壁的圆柱体形的部分有轮廓的板件，该板件的等离子腐蚀在相应热量发展中是特别高的。
此外由现有技术已知用于经由粉末烧结方法制造铜铬屏蔽件的烧结方法。为此对于不同直径必需有用于制造毛坯件(Grünling)的冲压模具。紧接着通过在真空或惰性气体环境中在1000度温度下烧结毛坯件实现一种紧密材料的制造。
此外作为一种热喷射法，等离子喷射法是已知的。热方法用于施加铜铬层。等离子喷射以已知的方式由于铬的强烈的吸气效应(Getterwirkung)在一种惰性气体环境中进行。然而不可避免地提高了在喷射的层中的气体含量，这是不利的。
此外已知按DE 19747242 C2的所谓的MLC方法，该方法用于制造用于真空开关箱屏蔽件或真空开关箱的板材成型件。
通过使用一种铜铬屏蔽件，用于制造紧凑的真空开关箱的结构灵活性变大了。然而由此提高了真空开关箱的成本。所述缺点可以部分通过把屏蔽件和耐烧蚀的层集成在一起来减小。然而这限制了耐烧蚀性并且同时所述方法是相对昂贵的。此外某些材料成分即化学计算份量的变化在此也是明显较困难的。
发明内容
因此本发明的目的是，提出一种用于制造耐烧蚀的屏蔽件的方法，该屏蔽件一方面可以简单地制造，而且另一方面具有极高的耐烧蚀性。
所述目的在一种同类的方法中按本发明通过权利要求1的特征部分的特征解决。
按本发明的方法的其他有利的实施形式在从属权利要求2至9中阐明。在使用真空开关箱方面该目的如下解决，即在该真空开关箱内安装一个根据权利要求1至9之一所述的制造方法的这样的耐烧蚀的屏蔽件。
在此按本发明的制造方法的核心在于，一种基材以冷气体喷射法(Kaltgasspritzverfahren)涂覆一种耐烧蚀的合金和/或一种复合材料。在此业已得到证实，按照能简单实现的冷气体喷射法在基材或在屏蔽件上产生一个极其耐烧蚀的层，此外也可以用于高腐蚀且受温度负荷的应用领域内，如其可应用在真空开关箱内。
铜和铬的原始粉末混合物(Ausgangspulvermischung)以已知的冷气体喷射法这样使用，使得用于基材的内涂层的屏蔽件或在真空开关箱内的屏蔽件至少在等离子和温度腐蚀区域内进行涂覆。为此铬浓度可以在一个宽的范围内调节，这是所述的冷气体喷射的方法技术所允许的。可以优选设计成薄壁的屏蔽件可以优选涂覆一个大于0-2mm的层。在此产生带有微小气体含量的非常紧密的层。该层在此可以在大气环境或惰性气体环境下喷射到构件上。在热喷射时成品的层的气体含量由于铬的强烈的吸气效应而明显较高。因此冷气体喷射法与已知的等离子或火焰喷涂有明显区别。
这不仅适用于与两种粉末起化学反应的气体，而且适用于进入到层内的气体即所谓的内含气体。最后提到的气体可以在真空环境下热处理(焊接)真空开关箱时容易地通过解吸作用从层内去除。
在其他有利结构中给出，在使用铜铬混合物时铬份量可在0到100重量百分比之间调节。
借助于在此说明的采用的技术仅以简单的方式就实现这种可能。
在其他有利的实施形式中给出，粉末的颗粒大小在接近于0到150微米之间。在该范围内得到优化的结果
在其他有利的实施形式中给出，除了铜也可以使用如钨、钼、铂、锆石、钇或钯等材料。
在其他有利的实施形式中给出，这样制造的层在涂覆之后在氢环境中还原，或者可以通过加热在高真空环境下除气。
附图说明
本发明的一种应用情况在附图中示出，并且下面进行描述。
具体实施方式
在一种按图1的实施例中，示出真空开关箱的剖面图。即在两个接触件的高度上并且也在考虑开关行程(位移)的情况下在真空开关箱内的耐烧蚀的屏蔽件10设置在该区域内。屏蔽件在此设计成如一个调节的管件，该管件能定位在真空开关箱内的相应部位上。在所述实施例中仅仅在管段(屏蔽件)的部分区域上进行涂覆，在由于电弧等离子产生热的区域内在屏蔽件10的内面或者内表面上涂覆一层耐烧蚀的涂层20。屏蔽件10在此可以由例如不锈钢或铜的材料制成。重要的是涂层的特性，该涂层在此提供耐烧蚀性。
然而在按本发明的使用冷气体喷射法用于这种类型的构件的情况下也可以想像，其他金属的甚至陶瓷的材料可以涂覆一个耐烧蚀的层。

Claims (10)

1.一种用于制造耐烧蚀的涂层的方法，该涂层尤其是用于在真空开关箱内的受电弧负荷的内部区域，其特征在于：一种基材以冷气体喷射法设置一个耐烧蚀的层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：耐烧蚀的层由一种铜和铬的合金和/或一种铬份量在理论上的0到100重量百分比之间改变的复合材料构成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述合金的化学计算的份量能相应地改变。
4.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：在该方法中作为粉末的原始的涂层材料以大于0而小于150微米的颗粒尺寸存在。
5.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：除了铜和铬，也使用钨或钼或铂或锆石或钇或钯，或者除了铜也使用这些元素的混合物。
6.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：将涂层施加在一种陶瓷基材上。
7.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：也使用已经制成合金的粉末原始材料或者混合物。
8.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：耐烧蚀涂层在氢环境下还原。
9.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于：耐烧蚀涂层通过在高真空环境下加热来除气。
10.真空开关箱，带有一个设置在其内部的屏蔽件，该真空开关箱用于一个中压开关设备或配电设备，该屏蔽件根据权利要求1至5之一项或者多项所述的方法进行涂覆。
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