RU2380439C1 - Контактная пластина полозов токоприемников - Google Patents
Контактная пластина полозов токоприемников Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380439C1 RU2380439C1 RU2008123758/02A RU2008123758A RU2380439C1 RU 2380439 C1 RU2380439 C1 RU 2380439C1 RU 2008123758/02 A RU2008123758/02 A RU 2008123758/02A RU 2008123758 A RU2008123758 A RU 2008123758A RU 2380439 C1 RU2380439 C1 RU 2380439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- graphite
- tin
- contact
- skids
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к контактным пластинам полозов токоприемников электроподвижного состава железных дорог, городского и промышленного транспорта. Контактная пластина выполнена из дисперсно-упрочненного композита на основе меди, содержащего, мас.%: железо 11-13; олово 4-5,5; графит 4-5; сульфид меди 0,8-1,5; оксид алюминия 0,5-0,65, медь - остальное. Использование контактной пластины позволяет повысить пробег полозов токоприемников, снизить износ контактного провода, повысить нагрузочную способность полоза по току. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к контактным пластинам полозов токоприемников электроподвижного состава железных дорог, городского и промышленного транспорта.
Известен материал для скользящего контакта в электрических машинах на основе меди, содержащий графит и олово марки ПО1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: олово - 3,5-6,5; медь - 62,0-70,0; графит - остальное (см. RU № 2058411, С22С 9/02, 1996).
Недостатками данного материала являются низкие твердость, прочность и эрозионная стойкость к воздействию электрических разрядов. Использование данного материала не позволяет обеспечить высокую износостойкость токосъемному элементу из-за низкой твердости в связи с содержанием в материале большого количества графита (>20 мас.%).
Известен также спеченный материал на основе меди, используемый для контактных вставок токоприемников троллейбусов. Материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: свинец - 12-16; олово - 3-8; графит - 1-4; медь - остальное (см. RU №2174563, С22С 9/08, 2001).
Известный материал не является экологически безвредным, т.к. в его состав входит свинец. Кроме того, изготовленный из данного материала токосъемный элемент не обладает высокой работоспособностью из-за низкой твердости материала.
Наиболее близким является техническое решение, в котором изготовление деталей, работающих в условиях скольжения при электрическом контакте, осуществляют из дисперсно-упрочненного композиционного материала, содержащего медь, алюминий, углерод и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий - 0,15-0,35; графит - 0,08-0,18; оксид меди - 0,20-1,80; медь - остальное (см. RU №2195511, С22С 9/01, опубл. 27.12.2002).
Известное техническое решение не обеспечивает высокие антифрикционные свойства контактным пластинам из-за низкого содержания в материале твердых смазок, содержание графита составляет 0,08-0,18 мас.%.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение качества материала контактной пластины полозов токоприемников, увеличение пробегов полозов токоприемников, снижение износа контактного провода, повышение нагрузочной способности полоза по току.
Указанный технический результат достигается тем, что в контактной пластине полозов токоприемников электроподвижного состава, выполненной из дисперсно-упрочненного композита на основе меди, содержащего графит, композит дополнительно содержит железо, олово, сульфид меди и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
железо | 11-13 |
олово | 4-5,5 |
графит | 4-5 |
сульфид меди | 0,8-1,5 |
оксид алюминия | 0,5-0,65 |
медь | остальное. |
Повышение эксплуатационных характеристик у контактных пластин достигается использованием для их изготовления дисперсно-упрочненного композита на основе меди и вводом в их состав твердых смазок в виде углерода, а именно графита, и сульфида меди.
Для определения химического состава дисперсно-упрочненного композита на основе меди проводились испытания с постепенным введением в медную матрицу композита выбранных добавок.
Содержание графита в составе порошковой меди составляет 4-5 мас.% в связи с тем, что большее содержание его ухудшает технологичность изделия - изделие плохо прессуется, рассыпается при формировании из порошковой смеси. Графит при больших количествах разъединяет металлические частицы порошка при прессовании и не позволяет им соединяться между собой. При содержании графита меньше 4 мас.% резко снижаются антифрикционные свойства порошковой меди. Износ медного контакта за счет явления схватывания с порошковой медью достигает 0,5 г на пути 2,5 км, а порошкового материала 1,2 г.
Далее анализировалось влияние железа при введении его в медную матрицу композита, содержащую графит.
В таблице 1 представлены данные по износным характеристикам материала при введении железа в медную матрицу.
Таблица 1 | ||||
№ | Химический состав: порошковая медь, включающая 4 мас.% графита и железо в различном количестве в мас.% | Износ медного контакта на пути 2,5 км при удельном давлении 0,7 МПа, в граммах | Износ медного порошкового материала на пути 2,5 км при удельном давлении 0,7 МПа, в граммах | Коэффициент трения |
1 | 5 | 0,012 | 0,04 | 0,27 |
2 | 10 | 0,022 | 0,04 | 0,25 |
3 | 15 | 0,030 | 0,08 | 0,30 |
4 | 20 | 0,034 | 0,28 | 0,35 |
5 | 25 | 0,038 | 0,50 | 0,40 |
Так как при содержании в порошковой меди 10 мас%. железа (Fe) сохраняется низкий износ композита, достаточно низкий износ медного контакта и одновременно понижается его эрозионный износ (при 5 мас.% Fe потери веса при воздействии электрической дуги 0,22 г, а при 11-13% Fe - 0,14 г), то содержание железа в заявляемом материале выбрано в пределах 11-13 мас.%.
Известно, что олово (Sn) повышает прочность, твердость и антифрикционные свойства порошковой меди. Примером этого служат оловяннистые бронзы. Наименьшее содержание в них олова находится на уровне 5 мас.%.
В связи с тем что олово является достаточно дорогим компонентом в составе композита, то содержание его в качестве легирующего компонента без ухудшения свойств композита ограничивается и составляет 4-5,5 мас.%.
Для повышения термостойкости токосъемного элемента в медную матрицу композита вводится упрочняющая фаза в виде закиси алюминия.
Антифрикционные свойства порошковой меди в зависимости от содержания в ней оксида алюминия (Аl2О3) показаны в таблице 2.
Таблица 2 | |||
Химический состав | Износ контактов на пути 2,5 км и нагрузке 0,7 МПа, в граммах | ||
порошковой меди, | |||
включающей 4% | Износ | Износ порошкового | Коэффициент |
графита, 11% Fe, 4% | медного | контакта | трения |
Sn, при различном | контакта | ||
содержании Аl2О3 в | |||
мас.% | |||
0,32 | 0,528 | 0,188 | 0,25 |
0,64 | 0,0019 | 0,0027 | 0,17 |
1,04 | 1,44 | 0,368 | 0,38 |
Из данных таблицы 2 следует, что оптимальное содержание Аl2О3 в порошковой меди находится в пределах 0,5-0,65 мас.%. Ввод Аl2О3 в медь позволяет поднять температуру рекристаллизации ее с 270 до 800°С.
Помимо графита в качестве твердой смазки в состав порошковой меди вводится сульфид меди (CuS). Благодаря сере в составе композита при трении снижается опасность появления ювенильных поверхностей в скользящей паре. Вероятность образования чистых металлических поверхностей, приводящих к схватыванию и повреждению контактов задирами, снижается из-за образования сульфидов на поверхности трения.
В таблице 3 приводятся результаты износных испытаний в зависимости от содержания CuS в составе порошковой меди.
Таблица 3 | |||
Химический состав порошковой меди с содержанием 4% графита, 11% Fe, 4% Sn, 0,64% Аl2О3 и при различном содержании CuS в мас.% |
Износ контактов на пути 2,5 км и нагрузке 0,7 МПа, в граммах | ||
Износ медного контакта | Износ порошкового контакта | Коэффициент трения | |
0,5 | 0,0022 | 0,0032 | 0,23 |
0,8 | 0,0018 | 0,0025 | 0,20 |
1,3 | 0,0015 | 0,0021 | 0,17 |
1,5 | 0,0012 | 0,0020 | 0,15 |
1,8 | 0,0012 | 0,0015 | 0,15 |
Увеличение содержания сульфида меди более 1,5 мас.% не приводит к дальнейшему повышению антифрикционных свойств и в тоже время вызывает снижение механических свойств порошковой меди. Согласно данным таблицы 3 содержание сульфида меди должно находиться в пределах 0,8-1,5 мас.%.
При изготовлении пластины сначала производят смешение порошков меди и Аl2O3 и их дальнейшую обработку в высокоэнергетической мельнице (аттриторе). Далее в полученную смесь порошков вводят железо, олово и сульфид меди и производят смешение всех компонентов. Последним добавляют графит и снова перемешивают все компоненты. Затем осуществляют холодное прессование изделий при давлении более 350 МПа. После этого производят нагрев в муфельной печи полученных изделий (до температуры, превышающей в три раза температуру рекристаллизации меди) и их горячую штамповку.
Ниже приведен пример изготовления пластин полозов токоприемников электроподвижного состава из дисперсно-упрочненного композита на основе меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:
железо | 11 |
олово | 4 |
графит | 4 |
сульфид меди | 1,3 |
оксид алюминия | 0,64 |
медь | остальное. |
Испытания показали, что использование полученных заявленным способом пластин позволило по сравнению с известными аналогами увеличить срок их эксплуатации, уменьшить их влияние на износ контактного провода, повысить нагрузочную способность полоза по току.
Claims (1)
- Контактная пластина полозов токоприемников электроподвижного состава, выполненная из дисперсно-упрочненного композита на основе меди, содержащего графит, отличающаяся тем, что композит дополнительно содержит железо, олово, сульфид меди и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
железо 11-13 олово 4-5,5 графит 4-5 сульфид меди 0,8-1,5 оксид алюминия 0,5-0,65 медь остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123758/02A RU2380439C1 (ru) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Контактная пластина полозов токоприемников |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123758/02A RU2380439C1 (ru) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Контактная пластина полозов токоприемников |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008123758A RU2008123758A (ru) | 2009-12-27 |
RU2380439C1 true RU2380439C1 (ru) | 2010-01-27 |
Family
ID=41642270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008123758/02A RU2380439C1 (ru) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Контактная пластина полозов токоприемников |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380439C1 (ru) |
-
2008
- 2008-06-18 RU RU2008123758/02A patent/RU2380439C1/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008123758A (ru) | 2009-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1773526B1 (en) | Powder metallurgical composition comprising carbon black as flow enhancing agent | |
KR20070114733A (ko) | 구리 아연 합금의 용도 | |
US9663844B2 (en) | Sintered alloy superior in wear resistance | |
RU2380439C1 (ru) | Контактная пластина полозов токоприемников | |
JPH079046B2 (ja) | 銅系焼結体 | |
JP2013023707A (ja) | 粉末冶金用混合粉末 | |
US20020037234A1 (en) | Dispersion strengthened silver | |
JPS63118032A (ja) | 真空しや断器用接点材料 | |
JP7305732B2 (ja) | 無鉛Fe基集電用パンタグラフすり板材 | |
KR100290315B1 (ko) | 집전기마찰판용 조성물 및 이를 이용한 마찰판의 제조방법 | |
RU2506334C1 (ru) | Спеченный материал для сильноточного скользящего электроконтакта | |
JP2511225B2 (ja) | 集電摺動用耐摩焼結合金の製造法 | |
JPS64450B2 (ru) | ||
KR101683666B1 (ko) | 전동차 팬터그래프 집전마찰판 및 그 제조방법 | |
JP2006037179A (ja) | 耐焼付性に優れたPbフリー銅合金系複合摺動材 | |
KR100688474B1 (ko) | 환경 친화형 집전마찰판 | |
JP4794814B2 (ja) | 銅合金焼結摺動材料 | |
JPH10195556A (ja) | 電気接点材料の製造方法 | |
KR100442693B1 (ko) | 납을 함유하지 않은 동계 집전 마찰판 재료의 조성물 | |
CN1408888A (zh) | 用作电器开关触头的铜基金属陶瓷材料 | |
JP2588669B2 (ja) | 集電摺動用銅系耐摩焼結合金の製造法 | |
RU2368971C1 (ru) | Материал для сильноточного скользящего электроконтакта | |
KR101320557B1 (ko) | 스웨팅 현상을 억제한 소결 마찰재 제조방법 | |
RU2024639C1 (ru) | Спеченный антифрикционный материал на основе меди | |
JP2006016650A (ja) | 高導電率高強度トロリ線の製造方法および高導電率高強度トロリ線 |