CS248368B1 - Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering - Google Patents
Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering Download PDFInfo
- Publication number
- CS248368B1 CS248368B1 CS690483A CS690483A CS248368B1 CS 248368 B1 CS248368 B1 CS 248368B1 CS 690483 A CS690483 A CS 690483A CS 690483 A CS690483 A CS 690483A CS 248368 B1 CS248368 B1 CS 248368B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- copper
- nickel
- tungsten
- boron
- molybdenum
- Prior art date
Links
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Contacts (AREA)
Abstract
Řešení se týká slitiny na bázi mědi, niklu a bóru pro kontaktní prvky v elektrotechnice, jejichž pevná kostra se zhotovuje z wolframu nebo molybdenu, doplněného nejčastěji mědí, která však nedokonale vyplňuje porézní materiál kontaktů, nesmáčí wolfram ani molybden, netvoří s nimi slitiny a má vysokou hodnotu studené elektronové emise, která může vést až k napěťovému selhání součásti. Proto se pro impregnování základního wolframového nebo molybdenového tělesa používá slitina mědi, niklu a bóru o složení 0,1 až^0,5 % hmot. niklu, 0,02 .až 0,5 % hmot. bóru, zbytek měá. Snižuje se tůn studená elektronová emise, omezuje výskyt nenasycených míst, zlepšuje smáčení a prodlužuje životnost kontaktu. Slitinu možno využít pro vyplnění kontaktů vakuových zhášedel, příp. pro kolektory a kroužky elektrických točivých strojů a kontaktní prvky v elektrotechnice.The solution concerns an alloy based on copper, nickel and boron for contact elements in electrical engineering, the solid skeleton of which is made of tungsten or molybdenum, most often supplemented with copper, which, however, does not perfectly fill the porous material of the contacts, does not wet tungsten or molybdenum, does not form alloys with them and has a high value of cold electron emission, which can lead to voltage failure of the component. Therefore, an alloy of copper, nickel and boron with a composition of 0.1 to ^0.5 wt. % nickel, 0.02 to 0.5 wt. % boron, the rest is copper is used for impregnation of the basic tungsten or molybdenum body. This reduces cold electron emission, limits the occurrence of unsaturated sites, improves wetting and extends the life of the contact. The alloy can be used for filling the contacts of vacuum arresters, or for collectors and rings of electrical rotating machines and contact elements in electrical engineering.
Description
Vynález se týká slitiny na bázi mědi, niklu a bóru pro kontaktní prvky v elektrotechnice, která je vhodná např. pro kontakty vakuových zhášedel.The invention relates to a copper-nickel-boron-based alloy for contact elements in electrical engineering, which is suitable, for example, for vacuum interrupter contacts.
Dosud se kontakty vakuových zhášedel, především pro použití ve vakuových stykačích do napětí 10 kV a proudy cca 630 kA, zhotovují z wolframu, nebo molybdenu, plněného nejčastěji mědí.Until now, vacuum interrupters contacts, especially for use in vacuum contactors up to 10 kV and currents of approximately 630 kA, are made of tungsten or molybdenum, most often filled with copper.
Wolfram nebo molybden tvoří pevnou kostru kontaktu, odolávající erozi vakuovým obloukem dodávající kontaktu mechanickou pevnost a tvrdost, a omezují jejich svařitelnost. Kovy kontaktu vakuového zhášedla jsou při spínací funkci odpařovány. Kovové páry, tryskající z vytvořené katodové skvrny na záporném kontaktu, jsou elektrickým polem mezi rozpojenými kontakty ionizovány a stávají se po dobu průchodu proudu jeho nosiči.Tungsten or molybdenum forms a solid contact skeleton that resists vacuum arc erosion imparting mechanical strength and hardness to the contact, and limits their weldability. The vacuum interrupter contact metals are vaporized during the switching function. The metal vapors gushing from the formed cathode spot at the negative contact are ionized by the electric field between the disconnected contacts and become carriers thereof during the current flow.
Provedení kontaktu, kdy kostra kontaktu z porézního wolframu nebo molybdenu je nasycená mědí, má některé nedostatky. Měd dobře nesmáčí wolfram ani molybden a netvoří s nimi ani slitiny. Proto se často porézní kovová kostra dokonale nenasytí mědí.There are some drawbacks to contacting, wherein the porous tungsten or molybdenum contact skeleton is saturated with copper. Copper does not wet well tungsten or molybdenum, nor does it form alloys. Therefore, often the porous metal skeleton is not fully saturated with copper.
Dochází pak ke vzniku míst, kde v kontaktu měd nevyplňuje prostory mezi nezesintrovanými zrny wolframu či molybdenu. Tato místa, která se obtížně v kontaktu zjištují, jsou zdrojem zbytkových plynů, které se pracovní erozí kontaktu postupně uvolňují do prostoru vakuového zhášedla a poškozují jeho vypínací vlastnosti.There are places where copper contact does not fill the spaces between unsintered tungsten or molybdenum grains. These places, which are difficult to detect in contact, are a source of residual gases, which are gradually released by the working erosion of the contact into the vacuum interrupter space and damage its breaking properties.
Omezuje se tím i životnost a spolehlivá funkce vakuového zhášedla. Dalším nedostatkem mědi, kterou se nejčastěji porézní kontaktní materiály nasycují, je poměrně vysoká hodnota studené elektronové emise.This also limits the service life and reliable function of the vacuum interrupter. Another deficiency of copper, which is most often saturated with porous contact materials, is the relatively high value of cold electron emission.
Vakuovým zhášedlem ve vypnutém stavu, kdy jsou kontakty od sebe vzdáleny, protéká při přiloženém napětí desítek kilovoltú proud řádově miliampérů. To vede k ohřevu kontaktů, který někdy vede k lavinovitému nárůstu emise elektronů, někdy až k napětovému selhání vakuového zhášedla.The vacuum interrupter in the off state, when the contacts are spaced apart, flows in the order of milliamperes at the applied voltage of tens of kilovolts. This leads to contact heating which sometimes leads to avalanche increase in electron emission, sometimes to voltage failure of the vacuum interrupter.
Kontaktní tělesa wolfram/měd nebo molybden/měd se obtížně pájejí na přívodní měděné tyče vzhledem ke špatné smáčivosti kostry z wolframu a molybdenu pájkami na bázi stříbra, které se nejčastěji ve vakuové technice používají.The tungsten / copper or molybdenum / copper contact bodies are difficult to braze to the incoming copper bars due to the poor wettability of the tungsten and molybdenum carcasses by silver-based solders, which are most commonly used in vacuum technology.
Uvedené nedostatky odstraňuje slitina na bázi mědi, niklu a bóru pro kontaktní prvky v elektrotechnice podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pro impregnování základního wolframového nebo molybdenového tělesa se používá slitina o složení 0,1 až 1,5 % hmot. niklu, 0,02 až 0,5 % hmot. bóru, zbytek měd.The above-mentioned drawbacks are eliminated by an alloy based on copper, nickel and boron for the contact elements in the electrical engineering according to the invention, which consists in using an alloy with a composition of 0.1 to 1.5% by weight. % nickel, 0.02 to 0.5 wt. boron, the rest of the copper.
Výhodou uvedené slitiny je, že přísada niklu snižuje studenou elektronovou emisi na desetinu hodnoty emise ve srovnání s čistou mědí. Nikl v koncentraci 0,1 až 1,5 % hmot. vzhledem k reakci s wolframem nebo molybdenem, usnadňuje jejich smáčení při nasycováni kostry a tím omezuje výskyt nenasycených míst v porézní kostře kontaktu.An advantage of said alloy is that the addition of nickel reduces cold electron emission to one tenth of the emission value compared to pure copper. Nickel in a concentration of 0.1 to 1.5 wt. due to the reaction with tungsten or molybdenum, it facilitates their wetting when the carcass is saturated and thus reduces the occurrence of unsaturated sites in the porous carcass of contact.
Bor v množství 0,02 až 0,5 % hmot. usnadňuje pochod smáčení wolframu nebo molybdenu tím, že účinně dezoxiduje měd i povrch kostry kontaktu, snižuje opal kontaktního materiálu vakuového zhášedla při jeho funkci a tím hlavně zlepšuje jeho životnost. Další předností bóru oproti jiným dezoxidačním přísadám je minimální ovlivnění elektrické a tepelné vodivostí slitiny Cu-Ni-B.Boron in an amount of 0.02 to 0.5 wt. it facilitates the wetting process of tungsten or molybdenum by effectively deoxidizing the copper and the surface of the contact skeleton, reducing the opacity of the vacuum interrupter contact material during its operation and thereby mainly improving its service life. Another advantage of boron over other deoxidizing additives is the minimal impact on the electrical and thermal conductivity of the Cu-Ni-B alloy.
'.í'.and
Příklad provedeníExemplary embodiment
Ze slitiny o složení v % hmot. měd 99,0 %, nikl 0,9 % a bór 0,1 % byla vyrobena čtvercová podložka tloušťky cca 1 mm. Tato podložka se vložila do vodíkové pece a na ní se umístila tableta z porézního wolframu. Po zahřátí nad teplotu tavení slitiny se vlivem kapilárních sil roztavená slitina ze čtvercové podložky nasaje do pórů wolframu. Vodíková atmosféra zredukuje zbytky povrchových oxidů porézního wolframu a složka bóru ve slitině usnadní smáčení wolframu.Made of alloy of composition in% by weight. Copper 99.0%, Nickel 0.9% and Boron 0.1% a square washer of approximately 1 mm thickness was produced. The pad was placed in a hydrogen furnace and placed on a porous tungsten tablet. After heating above the melting point of the alloy, the molten alloy is sucked into the pores of tungsten by capillary forces. The hydrogen atmosphere reduces the surface oxide residues of the porous tungsten and the boron component in the alloy facilitates wetting of the tungsten.
Takto vytvořený wolframový kontakt má dokonale vyplněny póry a pro vypínání ve vakuových stykačích splňuje požadované vlastnosti:The tungsten contact formed in this way has perfectly filled pores and meets the required characteristics for opening in vacuum contactors:
Malý proud utržení před proudovou nulou /nízký chopping/Low current ripping from current zero / low chopping /
Vysokou svaruvzdornost 8 kA.s_1 High svaruvzdornost 8 kA.s _1
Velkou vypínací schopnost 5 kAHigh breaking capacity of 5 kA
Optimální napěťové vlastnosti /nízký přechodový odpor a vysokou a dlouhodobou odolnost proti průrazům/.Optimal voltage properties (low transition resistance and high and long-term breakdown resistance).
Slitinu podle vynálezu možno použít především na vyplnění pórů kontaktů vakuových zhášedel, příp. pro kolektory a kroužky elektrických točivých strojů a kontaktní prvky v elektrotechnice.The alloy according to the invention can be used, in particular, for filling the pores of the vacuum interrupters or the interrupters. for collectors and rings of electric rotating machines and contact elements in electrical engineering.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS690483A CS248368B1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS690483A CS248368B1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS248368B1 true CS248368B1 (en) | 1987-02-12 |
Family
ID=5417128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS690483A CS248368B1 (en) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS248368B1 (en) |
-
1983
- 1983-09-22 CS CS690483A patent/CS248368B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3818163A (en) | Vacuum type circuit interrupting device with contacts of infiltrated matrix material | |
| EP0153635B2 (en) | Contact electrode material for vacuum interrupter and method of manufacturing the same | |
| US3379846A (en) | Electrodes for electric devices operable in a vacuum | |
| CN104795264A (en) | Method for manufacturing arc-resistant copper-tungsten contacts for high-voltage switches | |
| US3683138A (en) | Vacuum switch contact | |
| US3514559A (en) | Vacuum type circuit interrupter | |
| US3821505A (en) | Vacuum type electric circuit interrupting devices | |
| US3140373A (en) | Arc ionizable beryllium electrodes for vacuum arc devices | |
| US3551622A (en) | Alloy materials for electrodes of vacuum circuit breakers | |
| US3825789A (en) | Vacuum arc devices with hard, ductile, ferrous electrodes | |
| US4048117A (en) | Vacuum switch contact materials | |
| US2057604A (en) | Electrical switch contact | |
| CS248368B1 (en) | Copper, nickel and boron based alloy for contact elements in electrical engineering | |
| US2796495A (en) | Electrical contact elements | |
| US3485978A (en) | Vacuum switch | |
| US3819897A (en) | Vacuum switch with contact material containing a minor percentage of aluminum | |
| GB2024257A (en) | Contact for vacuum interrupter | |
| US3686456A (en) | Contact structure for an electric circuit breaker | |
| US3805000A (en) | Vacuum interrupter and methods of making contacts therefor | |
| US3843856A (en) | Contact for a vacuum switch of single phase alloy | |
| CN111508772A (en) | Thermal fuse and method for producing thermal fuse | |
| US2431334A (en) | Electrical contact element and the method of making same | |
| EP3481576B1 (en) | Use of an alloy as a brazing alloy for an electric switch braze joint, an electric switch braze joint, an electric switch and a method of producing an electric switch braze joint | |
| US3437479A (en) | Contact materials for vacuum switches | |
| US3281563A (en) | Vacuum switch having an improved electrode tip |