CN101164130A - 用于真空开关箱的接触件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用于真空开关箱的接触件的制造方法，所述的真空开关箱在低压、中压和高压开关技术中使用，其中接触件设有从接触中心区域延伸到边缘的槽；以及本发明涉及一种按权利要求14的前序部分的接触件本身。为了在用于制造在真空开关内的接触件的方法中以及在同类的接触中如下实现改进，使得制造方法本身简单得多并且接触件能很好地满足功能要求，按本发明建议，在粉末冶金过程中接近最终轮廓和最终尺寸地制造接触件，在该过程中所述槽已经一起制入到生压坯内，并且在随后的烧结中被固定。

Description

用于真空开关箱的接触件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的用于低压、中压和高压开关箱的真空开关箱的接触件的制造方法，其中接触件设有从接触中心区域延伸到边缘的槽；以及本发明涉及一种按权利要求12的前序部分的接触件本身。
背景技术
专业范围涉及低压、中压、高压和发电机开关设备，所述开关设备装有真空开关箱。真空开关箱主要装有一个径向磁场接触系统(RMF)。径向磁场通过卷绕切割部分(Spulensichelsegment)产生。切割部分通过制入到接触件板内的槽来产生。
此外存在这样的可能性，使用开槽的接触盆，该接触盆在一个圆环面上产生径向磁场。然而在接触件板内槽可能同样是必需且制入的。此外一般在使用AMF接触系统时在接触板内的槽也是必需的。
RMF接触系统的重要优点是在使用接触压力(单系统)的情况下整个结构具有小的电流路径阻力。
一般使用带有圆柱盘形状的RMF接触件，该圆柱盘形状的外边缘倒圆。用以改进介电特性。为了压制外轮廓并且为了制入槽，使用切削方法。因此几何外形通过旋转加工建立，并且通过锯或铣将槽制入到接触件内。
在厚度相对小的接触板中也可以使用冲裁方法。
在按DE 3840192A1的专利文献中已知使用由多个层构成的多层接触件毛坯和接触件。在此公开用于电真空开关箱的开关接触结构，该真空开关箱的开槽的接触件由多个叠置的盘构成，各盘事先通过冲裁开槽。在此为了无缺点地冲裁，盘的材料厚度不大于其槽的宽度。
由US 6010659和EP 1111631分别已知一种用于制造由多个层构成的多层接触件的方法。其中也描述了这样的可能性，即由CuCr和铜的两个层制造接触件，例如在陶瓷坩锅内按烧结熔融法。
已知的用于制入槽的方法是一种切削方法，在每个接触件内产生槽。这也适用于建立外面的接触几何形状。切削技术产生的接触件几何形状当然带来相应的成本。
发明内容
因此本发明的任务是，如下改进一种用于制造在真空开关箱内的接触件的方法以及一种同类的接触件，使得制造方法本身简单得多并且接触件能很好地满足功能要求。
所述任务在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。
按本发明方法的其他有利的实施形式在从属权利要求2至10中给出。
对此必需的和按本发明的用于制造这样的接触件的工具在权利要求11中给出。
按本发明的接触件在权利要求12中给出。
此外接触件的其他有利的实施形式在其余权利要求中给出。
考虑的目的是直接在接触件原料的粉末冶金制造过程中制入槽或者建立接触件外轮廓。通过所述措施可以部分地或也可以完全避免用于产生接触件几何形状的成本。通过减少必需的粉末材料使用料来实现成本的继续节约，这取消槽的材料量以及必要时通常必需的裕量。
在所述现有技术中描述了一种多层接触件，该多层接触件具有MLC接触件的特征，然而不是通过熔融流动的过程制造，而是两个层通过焊接互相连接。
因此按本发明的方法的核心在于，在粉末冶金过程中接近最终轮廓和最终尺寸地制造接触件，在该过程中所述槽已经制入到生压坯(Grünling)中，并且在随后的烧结中被固定。
在此槽可以朝着边缘的方向向外敞开地延伸，或者构成为在接触面内开始和终止的槽。
在另一种有利的实施方式中，粉末原料由一种包括铬粉末和铜粉末的、用于整个接触件横截面的混合物构成。
●为了在此同样转化多层接触件的工艺，在此规定，为了制造多层接触件，通过压制单独制造一个包括纯铜粉末的第一生压坯并且接着制造一个由包括铬粉末和铜粉末的混合物构成的生压坯，并且然后两个生压坯单独或也重叠分层地共同烧结。
●在另一种和可选的有利的实施方式中规定，为了制造多层接触件，首先将一个包括纯铜粉末的第一层并且接着将一个由包括铬粉末和铜粉末的混合物构成的层填入到一个同的压模内。并且然后共同地压制成一个分层的生压坯，该生压坯随后被烧结。
然而为了补偿可能的在烧结时可能出现的偏差，紧接着接触件随后为了精整可以再次在压制过程中达到希望的尺寸。
有利地为了改进特性，其他的附加材料如钨和/或碳化钨和/或钼和/或铂和/或锆和/或钇和/或钯和/或银可以加入到粉末混合物内或者作为合金的粉末混合物。
粉末颗粒的颗粒大小优选在大于0到150微米之间选择。
接触件的烧结优选应该在高真空环境中进行。
在另一种有利的实施方式中，构件的烧结可以在氢气环境(还原环境)中进行，必要时与随后的构件热处理一起在高真空环境中进行。
在此可能有利的是，热处理与真空开关箱的制造步骤在时间上同步地进行。这非常显著地节约时间，并且减少制造费用，因为成品的真空开关箱包括所述接触件。金属原料热退火(特别是接触件原料)，并且同时建立真空环境。
关于用于制造按任何一项权利要求的方法的接触件的工具，本发明在于，在生压坯内的槽通过轮廓产生，所述轮廓作为相应的凸模外形(Positivformprofil)(形貌(Topograph))制入到压模内或者制入到包括压模的冲头内。
关于接触件，本发明在于，在粉末冶金过程中接近最终轮廓和最终尺寸地制造接触件，在该过程中所述槽已经一起制入到生压坯内，并且在随后的烧结中被固定。
此外可以使用包括铬粉末和铜粉末的混合物作为粉末原料。
在另一种有利的实施方式中，接触件是多层的接触件。
在此可以使用其他的附加材料，例如钨和/或碳化钨和/或钼和/或铂和/或锆和/或钇和/或钯和/或银加入到粉末混合物内或者作为合金的粉末混合物。
附图说明
本发明在附图中描述并且下面还将详细解释，其中：
图1显示接触件，
图2显示带有形成的用于在生压坯内构成槽的凸模外形(形貌)的压模。
具体实施方式
制造一种完成嵌入的(einbaufertig)接触件可以通过如下方式实现，即以如下方式选择粉末冶金的制造过程：
图1示出在制造之后带有制入的槽(2)的成品的接触件(1)。在图(2)中示出压制工具(1)，该压制工具具有凹坑(2)和槽板条(3)。槽板条(3)可以活动地支承在压制工具(1)内。当压制工具(1)在考虑收缩的情况下(在生压坯的烧结之后)以较小的尺寸构成时，该压制工具可以作为精整压制工具使用。
粉末制造和压制
在混合铜和铬粉末后，粉末混合物被送到一个压模内，该压模除了必需的上冲头和下冲头在例如冲头侧上也包括隔板。可能存在必要性，隔板同样例如活动地设置在冲头内。两个冲头本身设计成使几何外形同时在压制粉末混合物时与槽一起压制到产生的生压坯上。
在生压坯出模后出现毛坯，该毛坯的尺寸接近图纸尺寸，然而在原料烧结前设有必需的烧结添加物(收缩添加物)。模具的设计和试验的数量可以通过使用相应用于烧结的计算软件减少，该计算软件例如预测在随后的烧结时在准备阶段内大部分可能的和也许出现的翘曲(例如在压制时保留在生压坯内的厚度差别、烧结活性等)。
烧结
生压坯接触件的烧结如惯常地在真空和/或氢环境中进行。然而在制造一种完成嵌入的接触件时至少在此期间可以/应该有一个还原的环境(热处理退火)。在所述的还原步骤后必要时为了降低在原料中的H2气体含量紧接着在“纯的”真空环境中进行热处理可能是有利的。
精整压制
然而当在烧结过程中完成嵌入的接触件出现不允许的翘曲或者没有达到预先规定的最终尺寸时，接触件可以在另一个压制法中精整并且从而达到最终尺寸。

Claims (17)

1.用于低压、中压和高压开关箱的真空开关箱的接触件的制造方法，其中接触件设有从接触中心区域延伸到边缘的槽，以及接触件本身，其特征在于：在粉末冶金过程中接近最终轮廓和最终尺寸地制造接触件，在该过程中已经将所述槽一起制入到生压坯内，并且在随后的烧结中进行固定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用包括铬粉末和铜粉末的混合物作为粉末原料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用包括钨粉末和铜粉末的混合物作为粉末原料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用包括碳化钨粉末和铜粉末的粉末混合物作为粉末原料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了制造多层的接触件，通过压制首先制造一个包括纯铜粉末的第一生压坯并且接着制造一个由包括铬粉末和铜粉末的混合物构成的生压坯，并且然后将两个生压坯单独或也重叠分层地共同烧结。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了制造多层的接触件，首先将一个包括纯铜粉末的第一层并且接着将一个由包括铬粉末和铜粉末的混合物(或者按权利要求3和4的混合物)构成的层填入到一个共同的压模内，并且然后单独或也共同地压制成一个分层的生压坯，随后烧结该生压坯。
7.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：在可能的在烧结时可能出现的尺寸偏差的情况下，接触件随后为了精整再次在压制过程中达到希望的尺寸。
8.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：其他的附加材料如钨和/或碳化钨和/或钼和/或铂和/或锆和/或钇和/或钯和/或银加入到粉末混合物内或者作为合金的粉末混合物。
9.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：粉末颗粒的颗粒大小在大于0到150微米之间。
10.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：接触件在氢气环境中烧结，并且同时还原。
11.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于：接触件在高真空环境中烧结，并且同时脱气。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：热处理与真空开关箱的制造步骤在时间上同步进行。
13.用于根据上述任何一项权利要求的方法制造接触件的工具，其特征在于：在生压坯内的槽通过轮廓产生，所述轮廓作为相应的形貌(凸模外形)制入到压模内或者制入到包括压模的冲头内。
14.用于低压、中压和高压技术的真空开关箱的接触件，带有从接触中心区域延伸到边缘的槽，其特征在于：在粉末冶金过程中接近最终轮廓和最终尺寸地制造接触件，在该过程中所述的槽已经一起制入到生压坯内，并且在随后的烧结中被固定。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：使用包括铬粉末和铜粉末的混合物作为粉末原料。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于：接触件是多层的接触件。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于：其他的附加材料如钨和/或碳化钨和/或钼和/或铂和/或锆和/或钇和/或钯和/或银加入粉末混合物内或者作为合金的粉末混合物。
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