KR910002952B1

KR910002952B1 - Making process for contact of air circuit breaker

Info

Publication number: KR910002952B1
Application number: KR1019880004273A
Authority: KR
Inventors: 김우영; 김용현
Original assignee: 서일중전기 주식회사; 이종식
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1991-05-11
Also published as: KR890016197A

Abstract

Contact material is prepared in such a manner that 100 wt. parts tungsten powder of 6-4 micron particle size is admixed with 0.4-3.0 wt. parts Ni and Co and 2.0-5.0 wt. parts MgST. The contact material is pressed, sintered at 1400 deg.C for 2 hrs and infiltrated with Ag at 1100 deg.C for 1 hr. The contact element is useful for an air circuit breaker, and has a good resistance to arc, wear, oxidation and welding.

Description

Manufacturing Method of Main Contact for Air Circuit Breaker

본 발명은 기중차단기(Air Circuit breaker)용 주접점의 제조방법에 관한 것으로 그 접점의 내아-크성, 내소모성, 내산화성, 내용착성 등을 향상시켜 과부하를 충분히 흡수하고 물리적, 전기적 개폐회수를 극대화하는데 목적이 있으며 더 구체적으로는 최소한 30KA∼35KA까지의 과부하를 흡수케함과 동시에 약 20,000회 이상의 물리적 개폐회수와 약 5,000회 이상의 전기적 개폐회수를 보장할 수 있게하는 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a main contact for an air circuit breaker to improve the arc resistance, wear resistance, oxidation resistance, welding resistance, etc. of the contact to fully absorb the overload and to maximize the physical and electrical opening and closing times More specifically, to absorb an overload of at least 30KA to 35KA, and at the same time to ensure at least about 20,000 physical opening and closing and about 5,000 electrical opening and closing.

현재 사용되고 있는 저압차단기용 주접점은 전도성이 좋은 은(Ag)과 고융점의 텅스텐(W)등의 소결합금제로서 이 두금속의 결합이 일반적으로 용이하지 아니하기 때문에 제조회사 또는 생산룻트에 따라 그 성능의 균일성이 결여되고 도전율이 떨어지며 아아크 및 마모가 심한 결과를 초래하여 과전류가 갑작히 흐르는 경우 그 차단용량과 차단회수를 충분히 그리고 안전하게 보장하는데 부족한 점이 없지 아니하였음은 주지의 사실이다. 그리고 은과 텅스텐의 결합에 교량적 역할을 하기 위하여 소량의 니켈(Ni)과 코발트(Co)를 첨가하는 것은 종래의 여러보고서에 의하여 알려진바 있다.The main contact point for the low voltage circuit breaker currently used is a small binder such as high conductivity silver (Ag) and high melting point tungsten (W), and the combination of the two metals is generally not easy, depending on the manufacturer or production route. It is well known that the lack of uniformity of performance, low electrical conductivity, severe arcing and abrasion results in sudden overcurrent flow and lack of sufficient capacity to ensure sufficient and safe breaking capacity and frequency. In addition, the addition of a small amount of nickel (Ni) and cobalt (Co) in order to play a bridge role in the combination of silver and tungsten has been known by many reports.

본 발명은 상술한 바와 같이 문제점들을 해결하기 위하여 종래와 같이 텅스텐에 소량의 니켈과 코발트를 배합하여 이를 성형 소결합하고 이에 은을 용침시켜 텅스텐과 은을 합금하되 상기 배합과정에서 텅스텐 분말에 초미분의 마그네슘 스테어릿트(Mgstearate)를 배합 도포시키는 것을 특징으로 하는 것으로 이 마그네슘 ST는 소결과정에서 기화되는 것이다.In order to solve the problems as described above, the present invention mixes a small amount of nickel and cobalt in tungsten and molds and combines it, and infiltrates tungsten and silver to alloy tungsten and silver, but finely powders the tungsten powder in the compounding process. Mgtearate of Mgtearate is applied in combination, the magnesium ST is vaporized during the sintering process.

이를 좀더 상세히 설명하면 4-6㎛의 텅스텐 분말 100부(이하 중량부)에 니켈 및 코발트 각 0.4-3.0부와 초미분의 마그네슘 ST 2.0-5.0부를 Y형 배합기에서 약 24시간 배합하여 가압성형하고 이를 약 1400℃의 온도에서 약 2시간 소결한 다음 서서히 냉각시켜 약 1,100℃의 온도에서 약 1시간에 걸쳐 은을 용침시킴으로서 본 발명은 완성되며 이 용침과정에서의 은의 용침량은 텅스텐의 약 40-50부가 되는데 이와 같은 은의 용침량은 제품의 전도성이 최적의 수준을 유지하게 하는 것이나 이는 이 발명에서의 특징은 아니다.To explain this in more detail, pressurize and mold by mixing about 24 parts of tungsten powder of 4-6㎛ (hereinafter, by weight) 0.4-3.0 parts of nickel and cobalt and 2.0-5.0 parts of magnesium ST 2.0-5.0 parts of ultra fine powder for about 24 hours The present invention is completed by sintering this at a temperature of about 1400 ° C. for about 2 hours and then slowly cooling to infiltrate silver at a temperature of about 1,100 ° C. for about 1 hour. The amount of silver infiltration is such that the conductivity of the product is maintained at the optimum level, but this is not a feature of the present invention.

그리고 여기서 니켈 및 코발트의 배합량을 텅스텐 100부에 대하여 각각 0.3-3.0부로 한것 또한 이 발명에서의 특징은 아니고 종래부터 알려진 것으로 텅스텐과 은의 결합에 있어서 교량적 역할을 하기 위한 적정량에 불과한 것이다.In this case, the compounding amount of nickel and cobalt is 0.3-3.0 parts, respectively, based on 100 parts of tungsten, which is not a feature of the present invention, and is known in the art, and is only an appropriate amount for playing a bridge role in the combination of tungsten and silver.

그러나 본 발명의 특징인 마그네슘 ST의 배합은 많은 실험을 거듭한 결과 그 비율을 텅스텐의 약 2.0-5.0부로 하는 것이 가장 적정한 것이었으며 이 범위릍 벗어났을 때에는 은의 용침량의 과부가 생길뿐 아니라 성형성과 기계적 강도도 저하되는 결과를 초래하게 되었다.However, as a result of many experiments, the ratio of magnesium ST, which is a characteristic feature of the present invention, was about 2.0-5.0 parts by weight of tungsten. The mechanical strength is also reduced.

이와 같이 구성된 본 발명은 상술한 바와 같이 초미분의 마그네슘 ST를 텅스텐 분말과 니켈 및 코발트 분말의 혼합시에 배합하는바 이때 마그네슘 ST는 초미분임으로 4-6㎛의 텅스텐 분말에 잘 도포되며 이와 같이 텅스텐 분말이 초미분의 마그네슘 ST에 의하여 잘 도포된 상태에서 성형하여 소정온도에서 소결하면 그 온도에 의하여 마그네슘 ST는 기화된다.As described above, the present invention configured as described above mixes the ultrafine magnesium ST when tungsten powder is mixed with nickel and cobalt powder, and the magnesium ST is ultrafine and is well applied to the 4-6 μm tungsten powder. When the tungsten powder is molded in a state of being well coated with the finely divided magnesium ST and sintered at a predetermined temperature, the magnesium ST is vaporized by the temperature.

이로인하여 텅스텐 소결체에는 미세한 기공들이 대단히 균일하게 형성되는 것이며 이 균일하게 형성된 기공들은 은의 용침이 균일하게 이루어지는 원인이 되는 것이며 이와 동시에 텅스텐 분말의 결합력도 높아짐이 실험결과에 의하여 알수 있다.Due to this, fine pores are formed very uniformly in the tungsten sintered body, and these uniformly formed pores cause the infiltration of silver to be uniform, and at the same time, the binding force of the tungsten powder is high.

이와 같이 본 발명은 텅스텐과 은 결합의 균질성을 기할 수 있고 도전율을 높일 수 있으며 또한 아-크 및 마모를 감소할 수 있을 뿐 아니라 과전류가 갑자기 흐르는 경우 그 차단용량과 차단회수를 충분히 그리고 안전하게 보장할 수 있는 것이다.As such, the present invention can achieve the homogeneity of the tungsten and silver bonds, increase the conductivity, reduce arcing and abrasion, and ensure sufficient and safe breaking capacity and recovery frequency in case of sudden overcurrent flow. It can be.

이하 본 발명의 실시예를 공정에 따라 상술한다.Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail according to the process.

[실시예]EXAMPLE

[제1공정][Step 1]

[마그네슘 ST를 텅스텐 분말에 도포하는 공정:][Process of Applying Magnesium ST to Tungsten Powder:]

4-6㎛의 텅스텐 분말 1,000g을 Y형 배합기에 투입하고 이에 코발트와 니켈분말을 각각 7g씩과 초미분의 마그네슘 ST(Mg(C₁₈H₃₅O₂)) 22g을 첨가한 다음 약 24시간 동안 충분히 배합한다. 이를 꺼내어 정밀 관찰한 결과 텅스텐 분말에는 마그네슘 ST가 고르게 도포되어 있음을 확인할 수 있었다.1,000 g of 4-6 µm tungsten powder was added to a Y-type blender, and 7 g of cobalt and nickel powder and 22 g of ultrafine magnesium ST (Mg (C ₁₈ H ₃₅ O ₂ )) were added. Formulate enough. This was taken out and closely observed, indicating that magnesium ST was evenly applied to the tungsten powder.

[제2공정][Step 2]

[성형공정:][Molding process:]

제1공정에서 얻어진 복합분말을 유압프레스를 사용, 1.5Ton/㎠의 압력으로 압축성형하여 일정 크기의 성형체를 다수 얻는다.The composite powder obtained in the first step is compression-molded at a pressure of 1.5 Ton / cm 2 using a hydraulic press to obtain a large number of shaped bodies of a predetermined size.

[제3공정][Step 3]

[예비 소결공정:][Preliminary Sintering Process:]

제2공정에서 얻어진 성형체를 환원성 분위기 전기로에서 1400℃로 약 2시간 소결한 다음 서서히 냉각시킨다. 이때 텅스텐 분말에 도포되었던 마그네슘 ST는 그 소결온도에 의하여 기화되며 이에 따라 소결된 성형체에는 미세한 기공이 균일하게 성형되어 있음을 확인할 수 있다.The molded article obtained in the second step is sintered at 1400 ° C. for about 2 hours in a reducing atmosphere electric furnace, and then gradually cooled. At this time, the magnesium ST applied to the tungsten powder is vaporized by the sintering temperature, and thus fine pores are uniformly formed in the sintered molded body.

[제4공정][Step 4]

[용침(Infiltration) 공정:][Infiltration process:]

제3공정에서 얻어진 소결체를 약 1,100℃로 가열하여 약 1시간에 걸쳐 은을 아래 그림과 같이 용침시킨다.The sintered body obtained in the third step is heated to about 1,100 ° C. and the silver is infiltrated for about 1 hour as shown in the figure below.

이때 은은 제3공정에 의하여 생긴 성형체의 미세한 기공에 고르게 용침되며 이 공정이 끝난 다음 재품의 전체 중량을 계측한 결과 총 1,458g로서 여기서 당초 투입된 텅스텐 1,000g, 코발트와 니켈 14g을 빼면 444g로서 은의 용입량은 텅스텐 100부에 대하여 약 44부임을 확인할 수 있었다.At this time, silver is uniformly infiltrated into the fine pores of the molded product produced by the third process. After the process, the total weight of the product is measured. The total weight of the product is 1,458g. It was confirmed that the amount of about 44 parts per 100 parts of tungsten.

이상과 같은 공정을 거쳐 얻어지는 제품의 원료별 구성비(중량)를 환산하여 보면 아래 표와 같으며When converting the composition ratio (weight) of each product of the product obtained through the above process as shown in the table below

이를 시험한 결과는 다음표 들과 같다.The test results are shown in the following table.

[시험조건][Exam conditions]

[A. 화학적 성분][A. Chemical composition]

[B. 물리적 특성][B. Physical properties]

C. 접촉압 : 83KgC. Contact Pressure: 83Kg

D. 속도 : 12m/secD. Speed: 12m / sec

E. 전류 : 550AE. Current: 550A

F. 전압 : 660VF. Voltage: 660V

[시험결과][Test result]

도표에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 제품은 종래제품에 비하여 물리적 개폐회수 25%, 전기적 개폐회수 26.5%가 향상된 것으로 판명되었다.As shown in the diagram, the product according to the present invention was found to be improved by 25% of physical opening and closing and 26.5% of electric opening and closing in comparison with the conventional products.

Claims

In 100 parts of tungsten (W) powder, 0.4-3.0 parts of nickel (Ni) and cobalt (Co) are mixed and molded, pre-sintered at about 1,400 ° C / 2hr, and then infiltrated 40-50 parts of silver (Ag). Method for producing a main contact for air circuit breaker, characterized in that the addition of 2.0 to 5.0 parts of ultra fine magnesium stearate (MgST) in the compounding process.