RU2131941C1 - Композиционный электроконтактный материал на основе меди - Google Patents
Композиционный электроконтактный материал на основе меди Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131941C1 RU2131941C1 RU97121896A RU97121896A RU2131941C1 RU 2131941 C1 RU2131941 C1 RU 2131941C1 RU 97121896 A RU97121896 A RU 97121896A RU 97121896 A RU97121896 A RU 97121896A RU 2131941 C1 RU2131941 C1 RU 2131941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cadmium
- copper
- composite
- oxide
- resistance
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электротехническим материалам для разрывных контактов коммутационной аппаратуры, получаемых методами порошковой металлургии. Предложен композиционный материал на основе меди для разрывных электроконтактов, состоящий из металлических меди, кадмия, а также оксида кадмия при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид кадмия - 1,0 - 8,0, кадмий - 0,5 - 1,2, медь - остальное. Добавляемый дополнительно к известному составу кадмий формирует матрицу композита из кадмиевой бронзы, что ведет к существенному повышению коммутационной стойкости материала, а также его твердости. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению электротехнических материалов методами порошковой металлургии.
Известно применение кадмиевой меди Cu-1% Cd [1,2] как литой, так и порошковой, в качестве материала для разрывных электрических контактов. Она значительно превосходит по основным служебным характеристикам чистую медь как контактный материал, но ее переходное сопротивление и стойкость к приплавлению недостаточны. Известен также металлокерамический материал на основе меди с добавкой оксида кадмия Cu-5%Cd [3], имеющий неплохие электроконтактные свойства и в том числе весьма низкий электроперенос при коммутации постоянного тока. Описан и изучен аналогичный материал Cu-10%CdO [4], который показал хорошую работоспособность в инертной атмосфере, но на воздух быстро разрушался.
Наиболее близок по совокупности существенных признаков электроконтактный металлокерамический материал Cu-(2,5...20%)CdO [5]. Материал получали стандартными методами порошковой металлургии: смешение порошков меди и оксида кадмия, прессование, спекание в защитной атмосфере, допрессовка. Он имеет высокие стойкость к свариванию и стабильность переходного сопротивления во влажной атмосфере.
Однако электроэрозионная стойкость его и физико-механические свойства не столь высоки. Кроме того, при изготовлении материала системы Cu-CdO трудно сохранить заданный фазовый и химический состав, так как в процессе спекания наряду с возможным улетучиванием некоторого количества CdO испаряется и кадмий, частично восстанавливаемый медью из оксида CdO и обладающий более высоким парциальным давлением. Все это снижает качество электроконтактов и возможности их использования.
Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик материала электроконтактов на медной основе, повышение их надежности и долговечности. Добиться этого позволяет технический результат, получаемый при использовании изобретения: повышение коммутационной стойкости и механических свойств материала, его твердости.
В известный порошковый композиционный материал, состоящий из меди и оксида кадмия, дополнительно введен металлический кадмий с целью создания матрицы из кадмиевой бронзы, причем компоненты шихты для смешивания берут в следующем соотношении, мас.%:
Оксид кадмия - 1,0 - 8,0
Кадмий - 0,5 - 1,2
Медь - Остальное
От наиболее близкого аналога заявляемый материал отличается тем, что он дополнительно содержит добавку металлического кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кадмия - 1,0 - 8,0, кадмий - 0,5 - 1,2, медь - остальное.
Оксид кадмия - 1,0 - 8,0
Кадмий - 0,5 - 1,2
Медь - Остальное
От наиболее близкого аналога заявляемый материал отличается тем, что он дополнительно содержит добавку металлического кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кадмия - 1,0 - 8,0, кадмий - 0,5 - 1,2, медь - остальное.
При содержании добавок ниже указанного уровня, как показали эксперименты, их влияние на измеренные свойства контактов невелико, а превышение этих уровней ведет к существенному ухудшению характеристик. Так, введение более 8% CdO ведет к резкому возрастанию переходного сопротивления между работавшими контактами, обработанными дугой, а вместе с тем и их коммутационного износа. Высокое же содержание металлического кадмия делает материал хрупким.
Добавляемый относительно прототипа кадмий в заявляемом количестве, слабо снижая тепло- и электропроводность, существенно повышает коммутационную стойкость материала, а также его твердость. Известно, что кадмиевая бронза имеет значительно более высокие, по сравнению с медью, физико-механические свойства, сопротивление истиранию, стойкость к воздействию электрической дуги. Поэтому добавка металлического кадмия в материал преследует цель создания матрицы контакта из кадмиевой бронзы для упрочнения материала и повышения его электроэрозионной стойкости, т.е. для улучшения электроконтактных свойств. Кроме того, присутствие кадмия понижает термодинамическую активность меди в металлическом растворе, что, в свою очередь, снижает неконтролируемое восстановление кадмия медью из его оксида и способствует улучшению качества контактов за счет сохранения заданного фазового состава материала.
Для осуществления способа получения электроконтактов использованы порошки электролитических меди и кадмия фракций - 45 мкм и оксид кадмия квалификации "хч". Медь, кадмий и оксид кадмия, взятые в необходимой пропорции, перемешивали в смесителе в течение часа. Далее следовало прессование заготовок в стальных пресс-формах при давлении 2,5 - 5,0 Кбар. Спекание заготовок осуществляли в защитной атмосфере в диапазоне температур 750 - 960oC. Более низкие температуры не обеспечивают достаточную интенсивность процесса, а высокие - ведут к испарению кадмия и его оксида в значительных количествах с нарушением заданного химического и фазового состава материала. Спеченные образцы допрессовывали в тех же стальных пресс-формах при давлениях 10 - 14 Кбар. Отжиг допрессованных заготовок производили при температурах 400 - 600oC, продолжительность - 0,5 - 1,0 ч.
После завершения всех технологических операций плотность материала контактов достигает 8,6 - 8,8 г/см3, твердость HB = 60 - 65, удельное сопротивление 2,3 - 2,8 мкОм•см.
Для проверки и сравнительных испытаний были изготовлены несколько серий образцов контактных элементов из предлагаемого материала, а также прототипа. Образцы из материала-прототипа изготовлены авторами по описанию [5] (в таблице обозначены как X). Все они протестированы на стендах по коммуникационной износостойкости на переменном токе и переходному падению напряжения в процессе ее измерений (в присутствии слоев наработки). Результаты испытаний приведены в таблице (см. табл. в конце описания).
Условия испытаний: I = 30 A, U = 380 B cosφ = 0,8, количество циклов вкл/откл - 5000 - 10000. Падение напряжения - среднее из 15 - 30 измерений (3 измерения через каждую тысячу рабочих циклов). Коммутационный износ - средний на симметричную пару контактов.
Как показывают результаты измерений, контактные элементы, изготовленные по предлагаемому способу, обладают более низкими значениями электроэрозионного износа, переходного сопротивления и несколько большей твердостью, т. е. добавление кадмия в металлической форме приводит к улучшению электрических и механических свойств материала.
Применение разрывных электроконтактов, изготовленных из предлагаемого материала, позволит повысить надежность и долговечность коммутационных узлов электроаппаратов.
Источники информации
1. Альтман А.Б., Быстрова Э.С. Кадмиевая бронза как материал для разрывных электрических контактов. - В кн. Электрические контакты. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1960, с. 321 - 327.
1. Альтман А.Б., Быстрова Э.С. Кадмиевая бронза как материал для разрывных электрических контактов. - В кн. Электрические контакты. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1960, с. 321 - 327.
2. Альтман А. Б. , Быстрова Э.С. Металлокерамические контакты Cu-Cd и Ag-Cd. - В кн. Электрические контакты. - М. - Л.: Энергия, 1964, с. 285 - 290.
3. Chem C.G. Higt current DC material trausfer properties of silver and copper base contact material. - Electrical contacts - 1982, pp. 171-174.
4. Brugner F.S. The motor-control switching performance of Cu-CdO contacts in a helium atmosphere. - IEEE Trans. CHMT-2, 1979, pp. 124-126.
5. Патент Великобритании N 1376626, кл. C 7 A, 1974.
Claims (1)
- Композиционный материал на основе меди для электроконтактов, включающий медь и оксид кадмия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит металлический кадмий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид кадмия - 1,0 - 8,0
Кадмий - 0,5 - 1,2
Медь - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121896A RU2131941C1 (ru) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Композиционный электроконтактный материал на основе меди |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97121896A RU2131941C1 (ru) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Композиционный электроконтактный материал на основе меди |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2131941C1 true RU2131941C1 (ru) | 1999-06-20 |
Family
ID=20200674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97121896A RU2131941C1 (ru) | 1997-12-31 | 1997-12-31 | Композиционный электроконтактный материал на основе меди |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131941C1 (ru) |
-
1997
- 1997-12-31 RU RU97121896A patent/RU2131941C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
База данных Wpil on QUESTEL. -Лондон, Дервент пабликейшн ЛТД, неделя 41, AN-86878E-1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU598815B2 (en) | Circuit breaker contact containing silver and graphite fibers | |
US3954459A (en) | Method for making sintered silver-metal oxide electric contact material | |
US2983996A (en) | Copper-tungsten-molybdenum contact materials | |
US2145690A (en) | Electric contact material | |
US2470034A (en) | Electric contact formed of a ruthenium composition | |
CN110036454B (zh) | 用于真空接触器的改进电触点合金 | |
JPH0760623B2 (ja) | 真空バルブ用接点合金 | |
JP2005166683A (ja) | 銀ベースの接点材料、この種の接点材料の電力開閉装置への使用及びこの接点材料の製造方法 | |
CN100365747C (zh) | 一种低压电器用的电触头材料 | |
JP3280968B2 (ja) | 電力工業分野の開閉器に使用するための銀をベースとする接点材料並びにこの材料から接触片を製造する方法 | |
JPH0896643A (ja) | 電気接点材料 | |
US5985440A (en) | Sintered silver-iron material for electrical contacts and process for producing it | |
JP3280967B2 (ja) | 電力工業分野の開閉器に使用するための銀をベースとする接点材料並びにこの材料から接触片を製造する方法 | |
EP3062327A1 (en) | Electrical contact for vacuum valve and process for producing same | |
RU2131941C1 (ru) | Композиционный электроконтактный материал на основе меди | |
US3827883A (en) | Electrical contact material | |
JPH11269579A (ja) | Ag−W/WC系焼結型電気接点材料およびその製造方法 | |
US2664618A (en) | Electrical contact | |
EP0460680B1 (en) | Contact for a vacuum interrupter | |
US5207842A (en) | Material based on silver and tin oxide for the production of electrical contacts; electrical contacts thus produced | |
US3669634A (en) | Metal composites | |
RU2522584C1 (ru) | Способ изготовления материала для дугогасительных и разрывных электрических контактов и материал | |
US2189755A (en) | Metal composition | |
CN114457253B (zh) | 一种用于微动开关的银镍-氧化铋材料及其制造方法 | |
RU2122039C1 (ru) | Материал для разрывных электроконтактов на основе меди |