RO103697B1

RO103697B1 - Cosstacte electrice șl procedeu «fe realizare a acestora

Info

Publication number: RO103697B1
Application number: RO13724588A
Authority: RO
Inventors: Maria-Antoaneta-Ioana Drossu; Pavel Roman; Florin-Teodor Tanasescu
Original assignee: Inst Cercetari Stiintifice
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1993-12-15

Abstract

Invenția s©referă la niște contacte electric©, din pseudoaliaj wolfram - cupru - zirconiu, destinate aparatejului electrotehnic cu comutație în vid și la un procedeu d© realizase a acestora. Contactele electrice, conform invenției, au în componență 10...40% cupru; 0,01...1% zirconiu și un adaos de stibiu înglobat într-un. aut inelar și/sau central prelucrat mecanic pe suprafața de- contact, avînd aria între 20 și 60% din aria suprafeței de contact și adîncimea între 30 și 80% din grosimea contactului. Procedeul pentru obținerea contactelor constă în sinterizarea în hidrogen la .temperaturi peste 900°C timp de 10...360 min, a unor comprimateschelet din wolfram obținute prin presarea pulberii de wolfram la presiuni cuprinse între 0,5 șî 8tf/cm2, urmata d© infiltrarea acestor comprimate cu cupru și zirconiu prinîncălzirealorîmpreuna cu comprimate crude de cupru-zirconiu la temperaturi superioare temperaturiide topire a cuprului,învid la 10'3...IO*6 torr. La comprimatele astfel tratate are loc înglobarea de stibiu în nut prin încălzire la temperaturi superioare temperaturii de topire a stibiuluî timp de 5...50 min, în atmosferă de argon sau heliu.

Description

Invenția se referă Ia niște contacte electrice din pseudoaîiaj wolfram-cupru-zirconiu, destinate costrucției aparatajului electrotehnic cu comutație în vid și la un procedeu de obținere a acestora.

Este cunoscută folosirea pseudoaliajului wolfram-cupru ca material de contact pentru aparatajul electrotehnic cu comutație clasică, în aer sau în ulei. Datorită utilizării hidrogenului, ca mediu reducător, în procedeele de obținere, contactele din astfel de pseudoaliaje nu satisfac condiția unui conținut minim de gaze impusă în cazul comutației în vid. Pe de alta parte, curentul tăiat în cazul contactelor wolfram cupru nu este suficient de mic pentru anumite aplicații.

Sînt cunoscute procedee de realizare a contactelor electrice din pseudoaliaje cupru-wolfram prin sintetizarea unor comprimate realizate din amestecuri de pulberi de wolfram și cupru dozate corespunzător la temperaturi superioare temperaturii de topire a cuprului îh atmosferă reducătoare de hidrogen.

Aceste procedee prezintă dezavantajul unei structuri insuficient de omogene, cu particule de wolfram izolate ce se pot detașa de pe suprafața de contact în timpul arcului și cu aglomerări de cupru care ar putea crea dificultăți în conducerea curentului.

Sînt cunoscute, de asemenea, procedee de realizare a contactelor electrice prin infiltrarea cu cupru a unor comprimate-schelet poroase din wolfram îh atmosferă de hidrogen.

Dezavantajul acestor procedee constă în conținutul de gaze insuficient de scăzut datorită solubilizării hidrogenului de către cupru îa temperaturi înalte.

Scopul invenției îl consititue îmbunătățirea conductibilității electrice și a rezistenței îa arc și la sudare a contactelor electrice.

Problema pe care o rezolvă invenția constă îh realizarea unor contacte electrice din pseudoaîiaj wolfram - cupru zirconiu cu înglobare de stibiu într-un nut practicat, prin prelucrare mecanica a suprafeței de contact, avînd o structură omogenă și un conținut minim de gaze.

Contactele electrice, conform invenției, elimină dezavantajele menționate prin aceea că au îh conținut

10...40% cupru, 0,01...1% zirconiu și un adaos de stibiu înglobat într-un nut inelar și/sau central prelucrat mecanic pe suprafața de contact, avînd aria între 20 și 60% din aria suprafeței de contact și admcimea între 30 și 80% din grosimea contactului.

Procedeul pentru obținerea contactelor, conform invenției, consta în sintetizarea în hidrogen, la temperaturi peste 900°C și durate între 10 și 360 min, a unor comprimate - schelet de wolfram obținute prin presarea pulberii de wolfram la presiuni între 0,5 și 8 tf/cm , urmată de infiltrarea acestor comprimate- schelet cu cupru și zirconiu, prin încălzirea lor împreună cu comprimate crude de cupru-zirconiu, în creuzete de grafit sau de alumină, la temperaturi superioare temperaturii de topire a cuprului ri durate între 10 și 120 min, în vid la 10'...10 ^Gtorr, după care are loc înglobarea stibiului într-un nut (șanț) inelar sau/și central prelucrat mecanic pe suprafața de contact, prin încălzirea contactului cu nutuî umplut cu pulbere de stibiu sau cu un comprimat corespunzător presat, din pulbere de stibiu, la temperaturi superioare temperaturii de topire a stibiului și durate între 5 și 50 min, în atmosferă de argon sau de heliu.

Invenția este prezentată în continuare, în legătură și cu fig.i...3, care reprezintă:

- fig.l, vedere și secțiune în plan vertical printr-un contact electric cu nut. inelar;

- fig.2, vedere și secțiune în plan vertical printr-un contact cu nut central;

- fig.3, vedere și secțiune în plan vertical printr-un contact cu nut inelar

1©»7 și central.

Contactele electrice, conform invenției, sînt constituite din comprimatescheîet din wolfram infiltrate cu cupru și zirconiu și cu înglobare de stibiu întrun nut practicat prin prelucrare mecanică pe supafața de contact.

Pulberea de wolfram, cu o granulație sub 63 yttm, cu sau fără liant, se granulează, respectiv se aduce la o granulație falsă mai mare, convenabilă din punct de vedere tehnologic, printrun proces de comprimare în brichete, consolidare prin tratament termic în atmosferă reductoare sau neutră, sfărîmare, cernere, cu reținerea fracțiunii utile, convenabile.

Pulberea de wolfram, cu sau fără liant, granulată sau negranulată, se presează în matrița adecvată, la presiuni între 0,5 șî 8 tf/cm , în comprimate schelet avînd porozitatea între 19,3 și 60,2%, corespunzător conținutului dorit de cupru între 10 șl 40%, respectiv celui adoptat de zirconiu între 0,01 și 1%.

Aceste comprimate se sinterizează la temperaturi peste 90©°C și durate între 10 și 360 min, în atmosferă de hidrogen.

Comprimatele-schelet de wolfram sinterizate se infiltrează cu un amestec de cupru și zirconiu, prin încălzirea în creuzete de grafit sau de alumină, împreună cu comprimate crude (nesinterizate) de cupru-zirconiu avînd masa în exces față de cea corespunzătoare umplerii porozității scheletului, obținute prin presarea (indiferent presiunea) amestecului omogen de pulbere de cupru și zirconiu corespunzător compoziției stabilite, îa temperaturi superioare temperaturii de topire a cuprului și furatajtnire 10 și 120 min, în vid la 10 ...10 °taîT. Produsele obținute - contactele wolfram-cupru-zirconiu - prezintă o structură omogenă și o compactizare deplină, respectiv o infiltrare completă a scheletului de compactizare deplină, respectiv o infiltrare completă a scheletului de wolfram.

Contactele infiltrate se prelucrează mecanic, prin așchiere, pentru îndepărtarea excesului de amestec cupru-zirconiu și obținerea unor suprafețe curate. Pe suprafața destinată a fi suprafață de contact se prelucrează un nut inelar sau/și central avînd aria suprafeței între 20 și 60% din aria suprafeței (totale) de contact și adîncimea între 30 și 90% din grosimea contactului, în care urmează a fi înglobat stibiuî.

Contactele prelucrate, cu nutul umplut cu pulbere de stibiu sau cu un comprimat adecvat ca formă și dimensiuni, realizat din pulbere de stibiu (indiferent presiunea de comprimare), se încălzesc la temperaturi superioare temperaturii de topire a stibiului și durate de menținere intre 5 șî 40 min, în atmosferă de argon sau de heliu.

De exemplu, din niște pulbere de wolfram, cu sau fără liant, granulată sau negranulaîă, se presează, într-o matriță adecvată, la presiunea de 6...8 tf/cm , comprimate - schelet, avînd porozitatea de 20,5%, corespunzătoare unui conținut de 10% cupru și 0,5% zirconiu. Comprimatele-schelet de wolfram se sinterizează îa temperatura de 1200°C și durata de 180 min, în hidrogen. Comprimatele-schelet de wolfram sinterizate se infiltrează cu cupru-zirconiu, prin încălzirea împreună cu comprimate crude de cupru-zirconiu, avînd masa în exces față de . cea necesară umplerii porozității scheletelor, obținute prin presarea amestecului omogen de pulbere de cupru și zirconiu corespunzător compoziției stabilite îa temperatura de 13£|0^OC și durata de 60 min,. în vid la IO'³ torr. Contactele wolfram-cupruzirconiu astfel obținute se prelucrează mecanic pentru îndepărtarea excesului de cupru-zirconiu; pe suprafața de contact. se prelucrează un nut inelar avînd suprafața de 60% din suprafața (de contact) totală și admcimea de 60% din grosimea contactului care umple cu pulbere de stibiu. Contactele wolfram-cupru- zirconiu cu nutul umplut cu pulbere i

6 de stibiu se încălzesc la 680°C, cu o durată de 20 min, în atmosferă de argon.

într-o altă variantă de realizare, din pulbere de wolfram, cu sau fără liant, granulată sau negranulată, se Dresează, la presiunea de 0,5...2,5 tf/cm , comprimate-schelet avînd porozitatea de

59,6%, corespunzătoare unui conținut de 40% cupru și 0,5% zirconiu. Comprimatele-schelet de wolfram se sinterizează la temperatura de 1400°C și durata de 120min, în hidrogen. Comprimatele-schelet de wolfram sinterizate se infiltrează cu cupru-zirconiu, prin încălzirea în creuzete de grafit sau de alumină, împreună cu comprimatele crude de cupru-zirconiu avînd masa în exces față de cea necesară umplerii porozității scheletelor, obținute prin presarea amestecului omogen de pulbere de cupru și zirconiu corespunzător compoziției stabilite, îa temperatura de 115J5°C și durata de 90 min, în vid la 10³ torr. Contactele wolfram-cupru-zirconiu astfel obținute se prelucrează mecanic pentru îndepărtarea excesului de amestec cupru-zirconiu; pe suprafața de contact se prelucrează un nut centrat avînd suprafața de 20% din suprafața (de contact) totală și adîncimea de 60% din grosimea contactului, care se umple cu pulbere de stibiu. Contactele wolfram-cupru-zirconiu cu nutuî umplut cu pulbere de stibiu se încălzesc la 680°C, cu o durată de 20 min, în atmosferă de argon.

Din pulbere de wolfram, cu sau fără liant, granulată sau negranulată, mai pot fî presate, îa presiunea de 6...8 tf/cm², comprimate-schelet avînd porozitatea de 20,5%, corespunzătoare unui conținui de 10% cupru și 0,5% zirconiu. Comprimatele-schelet de wolfram se sinterizează îa temperatura de 1200°C și .durata de 180 min, în hidrogen. Comprimatele-schelet de wolfram sinterizate se infiltrează cu amestec cupru-zirconiu, prin încălzirea în creuzete de grafit sau de alumină, împreună cu comprimate crude de cupru-zirconiu avînd masa în exces față de cea necesară umplerii porozității scheletelor, obținute prin presarea amestecului omogen de pulbere de cupru și zirconiu corespunzător compoziției stabilite la temperatura de 13^0°C și durata de 60 min, în vid îa 10 torr. Contactele astfel obținute se prelucrează mecanic pentru îndepărtarea excesului de amestec cupru-zirconiu; pe suprafața de contact se prelucrează un nut inelar avînd suprafața de 60% din suprafața de contact totală și adîncimea de 60% din grosimea contactului, în care se introduce un comprimat inelar corespunzător presat din pulbere de stibiu. Contactele wolfram-cupru-zirconiu cu comprimatul de stibiu în nut se încălzesc îa 700°C, cu o durată de 20 min, în atmosferă de argon.

într-o altă variantă, se presează, la presiunea de 0,5...2,5 tf/cm², comprimate-schelet din pulbere de wolfram avînd porozitatea de 59,6%, corespunzătoare unui conținut de 40% cupru și 0,5% zirconiu. Comprimatele-schelet sinterizează la temperatura de se

1400°C și durata de 120 min, în hidrogen, după care se infiltrează cu amestec cupru-zirconiu, prin încălzire împreună cu comprimatele crude de cupru-zirco,niu avînd masa în exces față de cea necesară umplerii porozității scheletelor, obținute prin presarea amestecului omogen de pulbere de cupru și zirconiu corespunzător compoziției stabilite, îa temperatura de 1150°C și durata de 90 min, în vid la lO'^torr.

După prelucrarea mecanică pentru îndepărtarea excesului de material de adaos, pe suprafața de contact se prelucrează un nut central avînd suprafața de 20% din suprafața de contact totală și adîncimea de 60% din grosimea contactului în care se introduce un comprimat corespunzător presat din pulbere de stibiu. Contactele wolfram-cupru-zirconiu cu comprimatul de stibiu în nut se încălzesc la 700°C, cu o durată de 20 min, în atmosfera de argon.

Contactele electrice șj procedeul de realizare, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- permit creșterea conductibilității electrice și termice;

- asigură o bună rezistență, la arc și la sudare, precum și un conținut minim de gaze, calități necesare în special pentru comutația în vid.

Claims

Revendicări

1. Contacte electrice din pseudoaliaj wolfram-cupru-zirconiu cu stibiu în nut pentru aparataj electrotehnic cu comutație în vid, caracterizate prin aceea că, în scopul îmbunătățirii conductibilității termice și electrice și al creșterii rezistenței la arc și îa sudare, au în conținut 10...40% cupru, 0,01...1% zirconiu și un adaos de stibiu înglobat într-un nut inelar și/sau central prelucrat mecanic pe suprafața de contact avînd aria între 20 și 60% din aria suprafeței de contact și adîncimea într© 30 și 80% din grosimea contactului.

2. Procedeu pentru obținerea contactelor conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că prevede }

sinteri zarea în hidrogen, la temperaturi peste 900°C și durata între 10 și 360 min, a unor comprimate-schelet de wolfram avînd porozitatea între 19,3 șî 60,2% obținute prin presarea pulberii de wolfram cu granulație sub 63 yA.m, cu sau fără liant, granulată sau negranulată, la presiuni cuprinse între 0,5 și 8 tf/cm², urmată de infiltrarea acestor comprimate-schelet cu cupru și zirconiu, prin încălzirea lor împreună cu comprimate crude de cupru-zirconiu, în creuzete de grafit sau de alumină, la temperaturi superioare temperaturii de topire a cuprului și durate între 10 și 120 min, în vid la 10 ...10‘⁶torr și înglobarea de stibiu într-un nut inelar sau/și central prelucrat mecanic pe suprafața de contact avînd aria suprafeței între 20 șj 60% din aria suprafeței de contact și adîncimea între 30 și 80% din grosimea contactului, prin încălzirea contactului cu nutul umplut cu pulbere de stibiu sau cu un comprimat corespunzător presat din pulbere de stibiu, la temperaturi superioare temperaturii de topire a sîibiului și durate între 5 și 50 min, în atmosferă de argon sau de heliu.