RU2215342C2 - Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты) - Google Patents

Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2215342C2
RU2215342C2 RU2001130656A RU2001130656A RU2215342C2 RU 2215342 C2 RU2215342 C2 RU 2215342C2 RU 2001130656 A RU2001130656 A RU 2001130656A RU 2001130656 A RU2001130656 A RU 2001130656A RU 2215342 C2 RU2215342 C2 RU 2215342C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tungsten
coating
boron
alloy
nickel
Prior art date
Application number
RU2001130656A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001130656A (ru
Inventor
С.М. Карабанов
А.Н. Быков
О.Г. Локштанова
С.М. Рябко
Л.А. Кабанова
Original Assignee
ОАО "Рязанский завод металлокерамических приборов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Рязанский завод металлокерамических приборов" filed Critical ОАО "Рязанский завод металлокерамических приборов"
Priority to RU2001130656A priority Critical patent/RU2215342C2/ru
Publication of RU2001130656A publication Critical patent/RU2001130656A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2215342C2 publication Critical patent/RU2215342C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Contacts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для нанесения контактного покрытия на рабочие части контакт-деталей мощных герконов. Техническим результатом является повышение срока службы мощных магнитоуправляемых контактов, их удешевление за счет полного исключения использования драгметаллов. Для его достижения, согласно первому варианту, контактное покрытие состоит из сплава кобальт-вольфрам толщиной 1÷10 мкм, полученного электроосаждением и содержащего 5÷50 мас.% вольфрама, с поверхностным слоем сплава никель-бор толщиной 0,05÷0,5 мкм, содержащего 0,1÷1,2 мас.% бора. Согласно второму варианту, контактное покрытие состоит из слоя меди толщиной 1÷20 мкм, сплава кобальт-вольфрам толщиной 1÷10 мкм, полученного элетроосаждением, содержащего 5÷50 мас. % вольфрама, с поверхностным слоем сплава никель-бор толщиной 0,05÷0,5 мкм, содержащего 0,1÷1,2 мас.% бора. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к электротехнике, к нанесению контактного покрытия на рабочие части контакт-деталей магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов), особенно к мощным герконам, работающим в режимах коммутации, где имеет место возникновение в зоне контактирования электрической дуги.
Известно применение в высоковольтных герконах контактного покрытия на основе вольфрама, нанесенного методом вакуумно-плазменного напыления [1]. Вольфрамовое покрытие обладает высокой стойкостью к воздействию электрической дуги за счет своей тугоплавкости.
Однако применение вакуумно-плазменной технологии в производстве герконов требует очень высоких затрат, связанных с необходимостью использования сложного дорогостоящего оборудования и с неизбежными довольно большими потерями контактного материала при напылении. К тому же получаемое этим методом чисто вольфрамовое покрытие имеет высокую шероховатость и обладает повышенной хрупкостью, что способствует механическому износу за счет выкрашивания покрытия на контакте, который является катодом в коммутационном элементе.
Гальванический способ нанесения покрытий более дешев и экономичен и позволяет получать покрытия, содержащие тугоплавкие металлы в виде сплавов с другими элементами, в частности с металлами группы железа: кобальтом, никелем, железом. Эти покрытия более гладкие и пластичные, чем вольфрам, полученный напылением.
Известен способ получения контактной системы электромагнитного реле (геркона), предназначенного для коммутации разговорных трактов, где покрытие выполнено из гальванического бинарного сплава металла семейства железа с тугоплавким металлом [2].
Показано, что указанные покрытия могут заменить покрытия из благородных металлов в герконах средней мощности.
Однако же сплавы из тугоплавких металлов обладают более высоким удельным, а потому и переходным электросопротивлением, чем благородные металлы.
Поэтому в тех случаях, когда необходимо иметь в герконе низкое и стабильное переходное электросопротивление, на поверхность основного покрытия наносят тонкий слой покрытия из благородного металла: золота, родия, рутения и т.д.
Известен способ изготовления покрытия герконов средней мощности, где на поверхность геркона наносится гальванический сплав вольфрама, а сверху тонкий слой родия или рутения для снижения переходного электросопротивления и увеличения срока службы геркона [3].
Хотя использование покрытия из благородного металла дает определенный эффект, но применение драгметаллов неэкономично и нежелательно.
Известно контактное покрытие магнитоуправляемых контактов средней мощности на основе неблагородного металла - гальванический сплав никель-бор с содержанием бора 2÷26 мас.%, характеризующийся невысоким и достаточно стабильным электросопротивлением [4].
Поскольку все вышерассмотренные варианты контактных покрытий относятся к герконам средней мощности, где механизм эрозии несколько иной, чем в мощных герконах, то эти покрытия в вышеуказанном виде не могут быть перенесены в мощные герконы, где в условиях электрической дуги происходит перемешивание слоев контактного покрытия и перенос контактного материала в довольно больших количествах с одного полюса контакта на другой. Поэтому трудно в процессе работы геркона в мощных режимах сохранить низкое и стабильное переходное сопротивление.
Необходимо было найти определенное сочетание контактных материалов: состава сплава на основе тугоплавкого металла и состава сплава, применяемого в качестве поверхностного слоя.
Поскольку при работе мощных герконов происходит сильный разогрев в зоне контактирования, то для отвода тепла целесообразно использовать подслой из медного покрытия. Медный слой может придать помимо теплоотводящей функции высокочастотные свойства мощному геркону, чем расширит диапазон применения этого геркона, позволит создать высокочастотный вариант мощного геркона.
Требовалось установить соотношение толщин вышеуказанных слоев покрытия, при которых достигается высокая эрозионная стойкость и низкое и стабильное переходное электросопротивление.
Для решения поставленной задачи нужно было создать такую конструкцию покрытия, которая позволила бы сразу решить все проблемы, а именно обеспечить низкое и стабильное переходное электросопротивление, высокую износостойкость в мощных режимах и быть недорогостоящим.
Такая конструкция покрытия была реализована путем последовательного электроосаждения слоев меди, сплавов кобальт-вольфрам и никель-бор.
Предложено:
1. Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов, включающее вольфрам, отличающееся тем, что покрытие состоит из сплава кобальт-вольфрам, полученного электроосаждением, содержащего 5÷50 мас.% вольфрама толщиной 1÷10 мкм с поверхностным слоем сплава никель-бор, содержащего 0,1÷1,2 мас.% бора толщиной 0,05÷0,5 мкм.
2. Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов, включающее вольфрам, отличающееся тем, что покрытие состоит из слоя меди толщиной 1÷20 мкм, сплава кобальт-вольфрам, полученного электроосаждением, содержащего 5÷50 мас. % вольфрама толщиной 1÷10 мкм, с поверхностным слоем сплава никель-бор, содержащего 0,1÷1,2 мас.% бора толщиной 0,05÷0,5 мкм.
Предложенное контактное покрытие направлено на решение задачи повышения эрозионной стойкости герконов высокой мощности, уменьшения удельных затрат на единицу продукции за счет использования гальванического метода нанесения покрытия взамен вакуумно-плазменного напыления. Положительным является отказ от использования дорогостоящих благородных металлов.
Поставленная задача достигается тем, что на контакт детали герконов наносят 2÷3-слойное гальваническое покрытие, осаждаемое из любого подходящего для данного конкретного случая электролита.
1 слой - при необходимости теплоотвода из зоны контактирования и придания высокочастотных свойств геркону, медное покрытие толщиной 1÷20 мкм.
2 слой - сплав кобальт-вольфрам, содержащий 5÷50 мас.% вольфрама толщиной 1÷10 мкм. Во всем интервале состава сплав одинаково эрозионно устойчив, толщина для каждого конкретного геркона определяется экспериментально в пределах указанного интервала.
3 слой - сплав никель-бор, содержащий 0,1÷1,2 мас.% бора толщиной 0,05÷0,5 мкм.
Представленные интервалы по составу и толщине отвечают назначению этого покрытия в качестве поверхностного слоя, т. к. в указанном диапазоне по составу этот сплав представляет однофазную систему - твердый раствор бора в никеле, наиболее коррозионно-стойкую систему с хорошей пластичностью и низким и стабильным переходным электросопротивлением.
Предложенная схема покрытия была реализована на примере 4 типов мощных герконов: МКА-50201, МКА-36201, высоковольтном МКА-40142 и высокочастотном МКА-36501.
В качестве прототипа представлено вольфрамовое покрытие, нанесенное по традиционной технологии вакуумно-плазменного напыления [1]. Все остальные рассмотренные решения [2÷4] по покрытиям, предназначенным для герконов средней мощности при постановке в мощные режимы, отказывают сразу же по различным причинам, чаще всего по резкому повышению переходного электросопротивления.
Все изготовленные герконы с предлагаемыми покрытиями были испытаны в режимах: 1А, 250В; 5А, 50В; 2мА, 3кВ и др.
Результаты представлены в таблице. Учитывалось количество срабатываний (срок службы геркона) и значение и стабильность переходного электросопротивления в процессе испытаний в заданных режимах.
Как показали результаты испытаний, работоспособность герконов с предлагаемым покрытием сплавами кобальт-вольфрам и никель-бор гораздо выше, чем у герконов с вольфрамовым покрытием, полученным вакуумно-плазменным напылением. При этом они обладают низким и стабильным переходным электросопротивлением (среднее значение Rпер.=0,03÷0,05 Ом).
Источники информации
1. Авторское свидетельство SU 1394258 А1. Опубликовано 07.05.88 г., бюл. 17.
2. Авторское свидетельство SU 396734 А1. Опубликовано 29.08.73 г., бюл. 36.
3. Патент Великобритании 2129619 А. Опубликовано 16.05.84 г.
4. Авторское свидетельство RU 2079173 А1. Опубликовано 10.05.97 г., бюл. 13.

Claims (2)

1. Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов, включающее вольфрам, отличающееся тем, что покрытие состоит из сплава кобальт-вольфрам, полученного элетроосаждением, содержащего 5÷50 мас. % вольфрама толщиной 1÷10 мкм, с поверхностным слоем сплава никель-бор, содержащего 0,1÷1,2 мас. % бора толщиной 0,05÷0,5 мкм.
2. Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов, включающее вольфрам, отличающееся тем, что покрытие состоит из слоя меди толщиной 1÷20 мкм, сплава кобальт-вольфрам, полученного элетроосаждением, содержащего 5÷50 мас. % вольфрама толщиной 1÷10 мкм, с поверхностным слоем сплава никель-бор, содержащего 0,1÷1,2 мас. % бора толщиной 0,05÷0,5 мкм.
RU2001130656A 2001-11-12 2001-11-12 Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты) RU2215342C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130656A RU2215342C2 (ru) 2001-11-12 2001-11-12 Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130656A RU2215342C2 (ru) 2001-11-12 2001-11-12 Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001130656A RU2001130656A (ru) 2003-07-27
RU2215342C2 true RU2215342C2 (ru) 2003-10-27

Family

ID=31988496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001130656A RU2215342C2 (ru) 2001-11-12 2001-11-12 Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2215342C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629954C2 (ru) * 2015-12-28 2017-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Градиентное защитное покрытие
RU2681200C2 (ru) * 2017-04-10 2019-03-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" Высоковольтное реле

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629954C2 (ru) * 2015-12-28 2017-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Градиентное защитное покрытие
RU2681200C2 (ru) * 2017-04-10 2019-03-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" Высоковольтное реле

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4162160A (en) Electrical contact material and method for making the same
US8183489B2 (en) Contact element
CN101023504A (zh) 用于灭弧槽的电弧隔板
CN100365747C (zh) 一种低压电器用的电触头材料
US20080199716A1 (en) Multiple Component Electrical Contact
RU2215342C2 (ru) Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов (варианты)
JPWO2012014949A1 (ja) 電気接点材料
JPS6383242A (ja) 耐ア−ク性導電材料
EP3678153B1 (en) Contact switch coating
JP4249356B2 (ja) 電気接点材料
US9018552B2 (en) Electrical contact including stainless steel material
RU74006U1 (ru) Магнитоуправляемый контакт (варианты)
TWI478191B (zh) 銀不鏽鋼鎳電氣接點材料
Shen et al. Electrical contact materials
JP5134800B2 (ja) 電極材料および電極
KR20160040585A (ko) 전기 접점 및 접촉자
JP2005036264A (ja) 電気接点及びこれを用いたブレーカー
TWI478190B (zh) 銀不鏽鋼電氣接點材料
JP4244528B2 (ja) 耐損耗性銅合金
JP3590076B2 (ja) 接点材料
JPH04126314A (ja) 電気機器の摺動接触子
JP2004192861A (ja) 電気接点材料およびそれを用いた操作スイッチ
MURPHY et al. Electrical Industry
CS230435B1 (cs) Dvojice spínacích kontaktů
RU2001130656A (ru) Контактное покрытие мощных магнитоуправляемых контактов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091113