RU2516189C2 - Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections - Google Patents
Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516189C2 RU2516189C2 RU2012137335/02A RU2012137335A RU2516189C2 RU 2516189 C2 RU2516189 C2 RU 2516189C2 RU 2012137335/02 A RU2012137335/02 A RU 2012137335/02A RU 2012137335 A RU2012137335 A RU 2012137335A RU 2516189 C2 RU2516189 C2 RU 2516189C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- alloy
- temperature
- melting
- applying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Contacts (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при монтаже, ремонте и эксплуатационном обслуживании электротехнического оборудования ЛЭП, электрических станций, подстанций, контактных сетей электрифицированного транспорта, распределительных устройств промышленных предприятий и на заводах, выпускающих электротехническое оборудование.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the installation, repair and maintenance of electrical equipment of power transmission lines, power plants, substations, contact networks of electrified vehicles, switchgears of industrial enterprises and factories producing electrical equipment.
Работа электрических сетей и электротехнического оборудования во многом зависит от качества и надежности многочисленных разборных контактных соединений (РКС) электрической цепи. Переходное электрическое сопротивление в этих соединениях является причиной значительных потерь электроэнергии, недопустимого перегрева и даже обгорания контакт-деталей, а его тенденции к росту в процессе эксплуатации приводит к нестабильности параметров электрической цепи и необходимости частых отключений, переборок, ревизии и ремонта контактных соединений, то есть к увеличению трудоемкости и стоимости эксплуатационных расходов.The operation of electrical networks and electrical equipment largely depends on the quality and reliability of numerous collapsible contact connections (RCS) of the electrical circuit. Transient electrical resistance in these compounds causes significant losses of electricity, unacceptable overheating and even burning of contact parts, and its tendency to increase during operation leads to instability of the electrical circuit parameters and the need for frequent disconnections, bulkheads, revision and repair of contact joints, i.e. to increase the complexity and cost of operating costs.
Наибольшее влияние на величину переходного электрического сопротивления оказывает высокое удельное сопротивление окисных и сульфидных пленок на токопередающих поверхностях контакт-деталей РКС. Поэтому в практике все способы, позволяющие уменьшить и стабилизировать это сопротивление, направлены на разрушение целостности этих пленок и нанесение на токопередающие поверхности специальных металлических покрытий, окисная пленка которых имеет более высокую электропроводность.The greatest influence on the magnitude of the transient electrical resistance is exerted by the high resistivity of oxide and sulfide films on the current-transmitting surfaces of the contact parts of the RCS. Therefore, in practice, all methods to reduce and stabilize this resistance are aimed at destroying the integrity of these films and applying special metal coatings on oxide surfaces whose oxide film has a higher electrical conductivity.
Широко применяются в настоящее время оловянно-свинцовые и серебряные покрытия токопередающих поверхностей РКС, а также использование в них токопроводящих смазок. Однако способы нанесения оловянистых и серебряных покрытий (гальваника, горячее лужение, электроискровое и плазменное напыление) связаны либо с применением специального оборудования, либо с нагревом контакт-деталей до температуры 350-400°C, что во многих случаях, особенно в условиях эксплуатации на действующем электрооборудовании, исключает возможность их использования. Что касается токопроводящих смазок, то, несмотря на простоту и доступность их применения, они могут лишь улучшить стабильность переходного электрического сопротивления, не снижая его величину. Кроме того, смазки, имея в своем составе жидкую фракцию, которая может высыхать или вымораживаться, являются покрытием недолговечным. Следует также отметить, что использование токопроводящих смазок не решает такого актуального вопроса, как непосредственное соединение алюминиевых контакт-деталей с медными, которое является недопустимым из-за электрохимической коррозии, возникающей между ними при протекании тока в РКС.Currently widely used are tin-lead and silver coatings of current-conducting surfaces of CSWs, as well as the use of conductive lubricants in them. However, the methods for applying tin and silver coatings (electroplating, hot tinning, electric spark and plasma spraying) are associated either with the use of special equipment or with the heating of contact parts to a temperature of 350-400 ° C, which in many cases, especially under operating conditions electrical equipment, eliminates the possibility of their use. As for conductive greases, despite the simplicity and affordability of their use, they can only improve the stability of the transient electrical resistance without reducing its value. In addition, lubricants, having in their composition a liquid fraction that can dry or freeze, are short-lived coatings. It should also be noted that the use of conductive lubricants does not solve such an urgent issue as the direct connection of aluminum contact parts with copper, which is unacceptable due to electrochemical corrosion that occurs between them during the flow of current in the RCS.
Поэтому разработка новых способов нанесения защитных металлических покрытий на токопередающие поверхности РКС, доступных для применения в любых условиях эксплуатации и производства электротехнического оборудования, является весьма актуальной задачей, одним из эффективных путей снижения потерь электроэнергии, а также трудоемкости и стоимости эксплуатационных расходов.Therefore, the development of new methods for applying protective metal coatings to the current-carrying surfaces of CSs, which are available for use in any operating conditions and production of electrical equipment, is a very urgent task, one of the effective ways to reduce energy losses, as well as labor and operating costs.
Известен способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности РКС путем горячего лужения этих поверхностей оловянно-свинцовым припоем [Максимихин Б.А. Технологические процессы пайки электромонтажных соединений. Ленинград, «Энергия», 1980, стр.42-46].A known method of applying a metal coating on the current-conducting surface of the CSW by hot tinning of these surfaces with tin-lead solder [Maksimikhin B.A. Technological processes of soldering electrical connections. Leningrad, "Energy", 1980, pp. 42-46].
Способ осуществляют следующим образом. Очищают токопередающую поверхность контакт-детали от грязи и обезжиривают ее ацетоном, затем наносят на нее кистью жидкий флюс для удаления окисной пленки. При лужении стали, меди и ее сплавов используют спирто-канифольные флюсы типа КЭ, КС, ЛТИ-120, ЛТИ-115. Токопередающую поверхность разогревают паяльником или газовой горелкой до температуры 280-320°C. На нагретую до 280-320°C и покрытую флюсом токопередающую поверхность наносят паяльником небольшое количество металлического покрытия, а затем, двигая паяльник в разных направлениях, выравнивают наносимый слой равномерно по всей поверхности. В качестве металлического покрытия для стали, меди и ее сплавов наносят оловянно-свинцовые припои типа ПОС-61, ПОС-40, ПОС-18, ПОС-46.The method is as follows. The current-carrying surface of the contact part is cleaned of dirt and degreased with acetone, then a liquid flux is applied to it with a brush to remove the oxide film. When tinning steel, copper and its alloys, alcohol-rosin fluxes of the type KE, KS, LTI-120, LTI-115 are used. The current-carrying surface is heated with a soldering iron or gas burner to a temperature of 280-320 ° C. A small amount of metal coating is applied with a soldering iron to a current-transmitting surface heated to 280-320 ° C and coated with a flux, and then, moving the soldering iron in different directions, the applied layer is evened out across the entire surface. As a metal coating for steel, copper and its alloys, tin-lead solders of the POS-61, POS-40, POS-18, POS-46 type are applied.
Кроме того, нанесение с помощью этого способа металлопокрытия на алюминиевые поверхности требует подогрева этих поверхностей до температуры 400°C и выше, а нанесение припоя осуществляется втиранием последнего в токопередающую поверхность, что технологически сложно и трудновыполнимо. Результатом осуществления данного способа нанесения металлопокрытия является образование на токопередающих поверхностях контакт-деталей напайки оловянно-свинцового припоя толщиной до 0,5 мм. Необходимость разогрева токопередающих поверхностей РКС до температуры 280-320°C не позволяет использовать этот способ в реальных условиях обслуживания действующего или находящегося в стадии монтажа и ремонта электротехнического оборудования из-за высокой теплопроводности меди и ее сплавов и близости к токопередающим поверхностям участков токопроводов, покрытых изоляцией, для которой такая температура нагрева является недопустимой.In addition, applying this method of metal coating on aluminum surfaces requires heating these surfaces to a temperature of 400 ° C and above, and applying solder is carried out by rubbing the latter into a current-transmitting surface, which is technologically difficult and difficult to accomplish. The result of the implementation of this method of applying a metal coating is the formation of soldering tin-lead solder with a thickness of up to 0.5 mm on the current-carrying surfaces of the contact parts. The need to heat the current-carrying surfaces of the RCC to a temperature of 280-320 ° C does not allow this method to be used in real service conditions of existing or in the process of installation and repair of electrical equipment due to the high thermal conductivity of copper and its alloys and the proximity to the current-carrying surfaces of sections of conductors coated with insulation for which such a heating temperature is unacceptable.
Этот способ применяется главным образом в условиях стационарного заводского производства и практически не может использоваться в условиях эксплуатации действующего электротехнического оборудования.This method is mainly used in the conditions of stationary factory production and can hardly be used in operating conditions of existing electrical equipment.
Известны также способы нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности контакт-деталей РКС с помощью процесса контактного твердо-жидкого плавления с использованием легкоплавких сплавов на основе галлия (Патент РФ №2301847 от 01.12.2005 и Патент РФ №2411305 от 30.12.2008).There are also known methods of applying a metal coating to the current-carrying surfaces of contact parts of an RCC using a contact liquid-solid melting process using fusible gallium-based alloys (RF Patent No. 2301847 of 01.12.2005 and RF Patent No. 2411305 of 30.12.2008).
Однако использование галлиевого сплава в этих способах не позволяет широко применить их на заводах-изготовителях электротехнического оборудования, так как стоимость галлиевых сплавов примерно в 40 раз выше стоимости оловянно-свинцовых покрытий.However, the use of gallium alloy in these methods does not allow their widespread use at manufacturers of electrical equipment, since the cost of gallium alloys is approximately 40 times higher than the cost of tin-lead coatings.
Наиболее близким к заявленному является способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности РКС, включающий очистку и обезжиривание поверхности, нанесение на эту поверхность жидкого флюса, подогрев ее до температуры 40-45°C, нанесение на нее слоя галлиевого сплава, имеющего температуру плавления не выше 30°C, толщиной не более. 0,1 мм и образование металлического покрытия на токопередающих поверхностях в результате процесса контактного твердо-жидкого плавления [Патент РФ №2301847 от 01.12.2005 г.].Closest to the claimed is a method of applying a metal coating to the current-conducting surface of the CSF, including cleaning and degreasing the surface, applying liquid flux to this surface, heating it to a temperature of 40-45 ° C, applying a gallium alloy layer on it with a melting point not higher than 30 ° C, thickness no more. 0.1 mm and the formation of a metal coating on the conductive surfaces as a result of the process of contact solid-liquid melting [RF Patent No. 2301847 of 12/01/2005].
Способ осуществляют следующим образом. Очищают от грязи и жировых пленок токопередающие поверхности контакт-деталей РКС с помощью механической зачистки проволочными щетками, установленными на дрель, и ветоши, смоченной ацетоном или спиртом. Для удаления окисных и сульфидных пленок на эти поверхности наносят кистью жидкий флюс. Далее контакт-деталь нагревается электрофеном до температуры 40-45°C. В процессе этого нагрева флюс снимает с поверхности окисную пленку и после этой операции испаряется. Затем поверхность зачищают чистой проволочной щеткой и сухой ветошью удаляют опилки и продукты травления. После такой подготовки с помощью тампона из пенопласта равномерно наносят на токопередающую поверхность тонкий слой галлиевого сплава толщиной не более 0,1 мм, имеющего температуру плавление не выше 30°C. После выполнения этих операций РКС готово к сборке, а на его токопередающей поверхности образуется защитное металлопокрытие толщиной 5-10 микрон, которое представляет собой твердый раствор из металла контакт-деталей (подложки) и нанесенного галлиевого сплава.The method is as follows. The current-transmitting surfaces of the contact parts of the CSW are cleaned of dirt and grease films by mechanical cleaning with wire brushes mounted on a drill and rags moistened with acetone or alcohol. To remove oxide and sulfide films, liquid flux is applied to these surfaces with a brush. Next, the contact part is heated with an electric dryer to a temperature of 40-45 ° C. During this heating, the flux removes the oxide film from the surface and evaporates after this operation. Then the surface is cleaned with a clean wire brush, and sawdust and etched products are removed with a dry rag. After such preparation, a thin layer of gallium alloy with a thickness of not more than 0.1 mm, having a melting point of not higher than 30 ° C, is uniformly applied to the current-transmitting surface using a foam swab. After performing these operations, the RCC is ready for assembly, and on its current-transmitting surface, a protective metal coating of 5-10 microns thick is formed, which is a solid solution of metal of contact parts (substrate) and a deposited gallium alloy.
Это металлопокрытие обеспечивает значительное снижение переходного электрического сопротивления РКС, стабилизацию его величины на уровне начальной сборки в течение всего срока его эксплуатации и возможность непосредственного соединения медных и алюминиевых контакт-деталей без каких-либо напаек и вкладышей, что значительно упрощает конструкцию контакт-деталей, снижает трудоемкость и стоимость их изготовления. Способ позволяет получить защитные металлопокрытия на токопередающей поверхности контакт-деталей, изготовленных из любого, применяемого для этой цели металла (медь, алюминий, свинец, сталь и сплавы на их основе).This metal coating provides a significant reduction in the transient electrical resistance of the RKS, stabilization of its value at the level of the initial assembly during the entire period of its operation and the ability to directly connect copper and aluminum contact parts without any soldering and inserts, which greatly simplifies the design of contact parts, reduces the complexity and cost of their manufacture. The method allows to obtain protective metal coatings on the current-transmitting surface of contact parts made of any metal used for this purpose (copper, aluminum, lead, steel and alloys based on them).
Применение галлиевых сплавов с температурой плавления не выше 30°C позволяет осуществить способ при температуре нагрева токопередающих поверхностей контакт-детали не выше 40-45°C и при этом не требуется использования какого-либо специального оборудования, кроме набора штатного инструмента, что обеспечило возможность применения этого способа как в условиях монтажа, ремонта и эксплуатационного обслуживания электротехнического оборудования на действующих объектах электроэнергетики, так и в стационарных условиях, на предприятиях, выпускающих электрооборудование.The use of gallium alloys with a melting point not higher than 30 ° C allows the method to be carried out at a temperature of the current-carrying surfaces of the contact part no higher than 40-45 ° C, and it does not require the use of any special equipment, except for a set of standard tools, which made it possible to use of this method both in the conditions of installation, repair and maintenance of electrical equipment at existing facilities in the electric power industry, and in stationary conditions, at enterprises, of production electrical equipment.
Кроме того, этот способ является экологически чистым, так как само металлопокрытие и галлиевые сплавы представляют собой металлы химически неактивные, не содержат токсичных металлов, а технология нанесения металлопокрытия неопасна для здоровья человека и не загрязняет окружающую среду.In addition, this method is environmentally friendly, since the metal coating itself and gallium alloys are chemically inactive metals, do not contain toxic metals, and the technology of applying metal coating is not harmful to human health and does not pollute the environment.
Несмотря на техническую универсальность способа, наиболее эффективной областью его применения является прежде всего монтаж, ремонт и обслуживание электротехнического оборудования на предприятиях, осуществляющих эксплуатацию действующих объектов электроэнергетики.Despite the technical universality of the method, the most effective field of its application is, first of all, installation, repair and maintenance of electrical equipment at enterprises operating existing electric power facilities.
Однако повышенное внимание к экологии и ужесточение экологических требований к промышленному производству в последние годы привело к тому, что возникла необходимость создания такого экологически чистого способа нанесения металлических покрытий на токопередающие поверхности РКС, на заводах-изготовителях электротехнического оборудования, находящихся, как правило, в черте больших городов и населенных пунктов, использующих традиционные технологии горячего лужения и гальваники, которые связаны с выбросом тепла и токсичных стоков в окружающую среду, а условия работы при осуществлении этих технологий являются вредными для здоровья производственного персонала, который обладал бы всеми достоинствами наиболее близкого способа, но изготовленные этим способом РКС были бы сопоставимы по затратам с РКС, полученными использованием технологии горячего лужения и гальваники.However, increased attention to ecology and toughening environmental requirements for industrial production in recent years has led to the need to create such an environmentally friendly method of applying metal coatings to the current-transmitting surfaces of RCS, at manufacturers of electrical equipment, which are usually within large cities and settlements using traditional technologies of hot tinning and electroplating, which are associated with the release of heat and toxic effluents in the environment ronment and working conditions in the implementation of these technologies are harmful to the health of production personnel, which would have all the advantages of the most intimate way, but RKS made in this way would be comparable to the cost of PKC obtained using a hot tin plating and electroplating technology.
В основу изобретения положена задача расширения арсенала способов нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности РКС с использованием процесса контактного твердо-жидкого плавления и области их эффективного применения путем осуществления заявляемого способа в стационарных условиях на предприятиях, выпускающих электротехническое оборудование.The basis of the invention is the task of expanding the arsenal of methods for applying a metal coating to the current-conducting surfaces of the RCC using the contact solid-liquid melting process and their effective application by implementing the inventive method in stationary conditions at enterprises manufacturing electrical equipment.
Поставленная задача решается тем, что в способе нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности РКС, включающем очистку от грязи и обезжиривание токопередающей поверхности, нанесение на нее жидкого флюса, подогрев, механическую очистку, удаление остатков флюса и опилок, нанесение на токопередающую поверхность легкоплавкого сплава толщиной не более 0,1 мм с образованием покрытия в результате осуществления процесса контактного твердо-жидкого плавления, согласно изобретению в качестве легкоплавкого сплава наносят сплав на основе висмута, с температурой плавления 47-60°C, подогрев ведут до температуры 65-70°C. А через 3-4 минуты после нанесения сплава контакт-детали охлаждают до температуры 40°C.The problem is solved in that in the method of applying a metal coating to the current-conducting surfaces of the CSF, including cleaning from dirt and degreasing the current-transmitting surface, applying liquid flux to it, heating, mechanical cleaning, removing flux and sawdust residues, applying a low-melting alloy to the current-transmitting surface with a thickness not more than 0.1 mm with the formation of a coating as a result of the contact solid-liquid melting process, according to the invention, an alloy is applied as a low-melting alloy based on bismuth, with a melting point of 47-60 ° C, heating is carried out to a temperature of 65-70 ° C. And 3-4 minutes after applying the alloy, the contact parts are cooled to a temperature of 40 ° C.
При этом:Wherein:
- на токопередающие поверхности из меди, стали и их сплавов наносят сплав с температурой плавления 57,8°C состава, мас.%:- an alloy with a melting temperature of 57.8 ° C of the composition, wt.%: is applied to the current-carrying surfaces of copper, steel and their alloys:
Висмут - 49,4Bismuth - 49.4
Индий - 21Indium - 21
Свинец - 18Lead - 18
Олово - 11,6Tin - 11.6
- на токопередающие поверхности из алюминия и его сплавов наносят сплав с температурой плавления 60,0°C состава, мас.%:- an alloy with a melting temperature of 60.0 ° C of the composition, wt.%: is applied to the current-carrying surfaces of aluminum and its alloys:
Висмут - 50,0Bismuth - 50.0
Свинец - 25Lead - 25
Олово - 12,5Tin - 12.5
Кадмий - 12,5Cadmium - 12.5
- охлаждение контакт-деталей поверхностей осуществляют с помощью вентилятора, сжатого воздуха или смоченной в воде чистой ветошью.- cooling of the contact parts of the surfaces is carried out using a fan, compressed air or clean rags soaked in water.
Нанесение металлопокрытия на токопередающие поверхности контакт-детали РКС осуществляется с помощью известного в металлургии процесса контактного твердо-жидкого плавления, при котором взаимодействие твердого металла с жидким происходит ниже температуры автономного плавления твердого металла. В самом общем виде процесс состоит из двух стадий: локальное плавление твердого металла после смачивания его жидким поверхностно активным сплавом (бездиффузионная стадия), а затем диффузионное перемешивание атомов твердого металла из расплавившегося объема с атомами жидкой фазы нанесенного сплава (диффузионная стадия). После затвердевания на токопередающей поверхности контакт-детали образуется пленка металлопокрытия толщиной 5-10 микрон, которая представляет собой новое вещество: твердый раствор двух металлов, отличающийся по своим физическим и химическим свойствам как от материала контакт-детали, так и от нанесенного на ее токопередающую поверхность легкоплавкого сплава.The metal coating is applied to the current-transmitting surfaces of the RKS contact part using the contact solid-liquid melting process known in metallurgy, in which the interaction of a solid metal with a liquid occurs below the autonomous melting temperature of the solid metal. In its most general form, the process consists of two stages: local melting of the solid metal after wetting it with a liquid surface-active alloy (diffusionless stage), and then diffusion mixing of the atoms of the solid metal from the molten volume with the atoms of the liquid phase of the deposited alloy (diffusion stage). After hardening on the current-carrying surface of the contact part, a metal coating film with a thickness of 5-10 microns is formed, which is a new substance: a solid solution of two metals, which differs in its physical and chemical properties both from the material of the contact part and from that applied to its current-transmitting surface fusible alloy.
Использование в заявленном способе легкоплавких висмутовых сплавов, имеющих температуру плавления 47-60°C, позволяет нанести это металлопокрытие при температуре нагрева контакт-детали не выше 65-70°C, что в условиях стационарного производства на заводах-изготовителях электротехнического оборудования вполне осуществимо. Цена одного килограмма висмута в 50 раз меньше цены одного килограмма галлия. Следовательно, стоимость металлопокрытий, нанесенных данным способом практически равна стоимости традиционных оловянно-свинцовых металлопокрытий.The use of fusible bismuth alloys with a melting point of 47-60 ° C in the inventive method allows this metal coating to be applied at a heating temperature of the contact part of no higher than 65-70 ° C, which is quite feasible under stationary production conditions at manufacturers of electrical equipment. The price of one kilogram of bismuth is 50 times less than the price of one kilogram of gallium. Therefore, the cost of metal coatings deposited by this method is almost equal to the cost of traditional tin-lead metal coatings.
Металлопокрытие может быть нанесено на токопередающие поверхности контакт-деталей, изготовленных из любого применяемого для этой цели металла: медь, алюминий, свинец, сталь и сплавы на их основе, при этом не требуется использование какого-либо специального оборудования, кроме штатного набора инструментов.Metal coating can be applied to the current-carrying surfaces of contact parts made of any metal used for this purpose: copper, aluminum, lead, steel and alloys based on them, without the use of any special equipment, except for a standard set of tools.
При осуществлении этого способа снижение переходного сопротивления РКС и его стабилизация остаются на уровне, достигнутом в наиболее близком способе. Сравнительные данные приведены в таблице. РКС с металлопокрытием, нанесенным предлагаемым способом могут эксплуатироваться в агрессивных средах внутри помещения и на открытом воздухе при температуре от -50°C до +250°C.When implementing this method, the reduction of the transition resistance of the CSW and its stabilization remain at the level achieved in the closest method. Comparative data are given in the table. RKS with metal coating applied by the proposed method can be operated in aggressive environments indoors and outdoors at temperatures from -50 ° C to + 250 ° C.
Предлагаемый способ экологически чистый, материалы, применяемые при его осуществлении, химически не активны, не содержат токсичных и драгоценных металлов, а технология нанесения металлопокрытий не представляет опасности для здоровья производственного персонала.The proposed method is environmentally friendly, the materials used in its implementation are not chemically active, do not contain toxic and precious metals, and the technology of applying metal coatings does not pose a risk to the health of production personnel.
Применение способа позволяет исключить явление электрохимической коррозии, непосредственно соединять медные и алюминиевые контакт-детали без каких-либо наплавок и вкладышей, что значительно упрощает конструкцию РКС, снижает трудоемкость и стоимость его изготовления.Application of the method allows to eliminate the phenomenon of electrochemical corrosion, directly connect copper and aluminum contact parts without any surfacing and inserts, which greatly simplifies the design of the RCC, reduces the complexity and cost of its manufacture.
В предложенном способе нанесение металлопокрытия заканчивается технологической операцией охлаждения контакт-детали до температуры 40°C. Необходимость этого объясняется следующим образом. Реальные процессы, протекающие на поверхности твердого металла при смачивании его жидким, сложны и, по мнению специалистов, только приближенно описываются с помощью известных представлений об изометрических процессах. Чаще всего эти процессы для конкретных пар твердого и жидкого металлов изучаются в специально поставленных экспериментах. В зависимости от характера и условий взаимодействия поверхность твердого металла может быть упрочена или разупрочена, охрупчена или пластифицирована, может сохранить монолитность или разрушиться с образованием трещин.In the proposed method, the deposition of metal coating ends with a technological operation of cooling the contact part to a temperature of 40 ° C. The need for this is explained as follows. Real processes that occur on the surface of a solid metal when it is wetted with liquid are complex and, according to experts, are only approximately described using well-known ideas about isometric processes. Most often, these processes for specific pairs of solid and liquid metals are studied in specially designed experiments. Depending on the nature and conditions of the interaction, the surface of the solid metal can be hardened or softened, embrittle or plasticized, can remain solid or break with the formation of cracks.
Время нанесения металлопокрытия с помощью процесса контактного твердо-жидкого плавления определяется его диффузионной стадией. Количественная оценка этого процесса затруднена из-за отсутствия надежных данных о диффузии в жидких расплавах. Однако экспериментальные данные свидетельствуют о том, что этот процесс проходит очень быстро, за время измеряемое десятками секунд. (Лашко Н.Ф., Лашко С.В. Контактные металлургические процессы при пайке. М., «Металлургия», 1977).The time of applying a metal coating using the contact solid-liquid melting process is determined by its diffusion stage. Quantifying this process is difficult due to the lack of reliable diffusion data in liquid melts. However, experimental data indicate that this process is very fast, measured in tens of seconds. (Lashko N.F., Lashko S.V. Contact metallurgical processes during soldering. M., Metallurgy, 1977).
Чтобы свести к минимуму влияние процесса контактного твердо-жидкого плавления на механические свойства контакт-деталей в способе предусмотрено нанесение жидкого сплава на токопередающую поверхность слоем толщиной не более 0,1 мм и охлаждение контакт-деталей после нанесения металлопокрытия до температуры 40 C, при которой жидкий сплав затвердевает и процесс контактного твердо-жидкого плавления прекращается. Технологический смысл этих мероприятий заключается в том, чтобы уменьшить объем жидкого сплава, участвующего в процессе и сократить время его существования до тех уровней, которые необходимы для нанесения металлопокрытия.To minimize the influence of the contact solid-liquid melting process on the mechanical properties of contact parts, the method provides for the deposition of a liquid alloy on a current-transmitting surface with a layer of a thickness of not more than 0.1 mm and cooling of the contact parts after applying a metal coating to a temperature of 40 C, at which the alloy hardens and the contact solid-liquid melting process is terminated. The technological meaning of these measures is to reduce the volume of the liquid alloy involved in the process and to reduce its lifetime to those levels that are necessary for applying metal coating.
Способ осуществляют следующим образом. Очищают от грязи и жировых пленок токопередающую поверхность контакт-деталей с помощью ветоши, смоченной ацетоном, и механической обработки проволочными щетками, установленными на дрель. Для удаления окисной пленки на эту поверхность кистью наносят жидкий флюс (для меди, стали и их сплав - насыщенный водный раствор хлористого цинка; для алюминия и его сплавов - 10-процентный раствор едкого натрия). Далее контакт-детали нагревают электрофеном до температуры 65-70°C. Во время нагрева происходит травление рабочей поверхности, а жидкая фракция флюса испаряется. Затем чистой проволочной щеткой, установленной на дрель, поверхность зачищают и сухой ветошью удаляют продукты травления и опилки. Далее на токопередающую поверхность с помощью тампона из пенопласта равномерно наносят тонкий слой висмутового сплава, толщиной не более 0,1 мм. Для контакт-деталей из меди, стали и их сплавов наносят сплав с температурой плавления 57,8°C состава, мас.%:The method is as follows. The current-transmitting surface of contact parts is cleaned of dirt and grease using rags moistened with acetone and machined with wire brushes mounted on a drill. To remove the oxide film, a liquid flux is applied to this surface with a brush (for copper, steel and their alloy - a saturated aqueous solution of zinc chloride; for aluminum and its alloys - a 10 percent solution of sodium hydroxide). Next, the contact parts are heated by electrofen to a temperature of 65-70 ° C. During heating, the working surface is etched, and the liquid fraction of the flux evaporates. Then, with a clean wire brush installed on the drill, the surface is cleaned and etched products and sawdust are removed with a dry rag. Next, a thin layer of bismuth alloy with a thickness of not more than 0.1 mm is uniformly applied to the current-transmitting surface using a foam swab. For contact parts made of copper, steel and their alloys, an alloy is applied with a melting point of 57.8 ° C composition, wt.%:
Висмут - 49,4Bismuth - 49.4
Индий - 21Indium - 21
Свинец - 18Lead - 18
Олово - 11,6Tin - 11.6
Для контакт-деталей из алюминия и его сплавов наносят сплав с температурой плавления 60,0°C состава, мас.%:For contact parts of aluminum and its alloys, an alloy is applied with a melting point of 60.0 ° C, wt.%:
Висмут - 50Bismuth - 50
Свинец - 25Lead - 25
Олово - 12,5Tin - 12.5
Кадмий - 12,5Cadmium - 12.5
После выдержки не более 3-4 минут контакт-детали охлаждают до температуры 40°C вентилятором или сжатым воздухом или смоченной в воде ветошью до температуры 40°C. Измерение температуры производят с помощью деревянного щупа с укрепленной на его торце термопарой.After holding for no more than 3-4 minutes, the contact parts are cooled to a temperature of 40 ° C with a fan or compressed air or a cloth moistened with water to a temperature of 40 ° C. The temperature is measured using a wooden probe with a thermocouple mounted on its end.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012137335/02A RU2516189C2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012137335/02A RU2516189C2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012137335A RU2012137335A (en) | 2014-03-10 |
| RU2516189C2 true RU2516189C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50191423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012137335/02A RU2516189C2 (en) | 2012-08-31 | 2012-08-31 | Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2516189C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580355C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Энкон-сервис" (ООО "Энкон-сервис") | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints |
| RU2598729C2 (en) * | 2014-09-08 | 2016-09-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of coating for electric contact |
| RU2690086C2 (en) * | 2017-09-11 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Энкон-сервис" (ООО "Энкон-сервис") | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints |
| RU210556U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" | CONTACT BRIDGE OF ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE |
| RU2777647C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-08-08 | Владимир Александрович Рябов | Method for application of protective conductive coating from gallium alloy on contact surface of electric contact joint |
| WO2023128796A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | Владимир Александрович РЯБОВ | Method for applying protective metal coatings to contact surfaces of electrical contact connections |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1527980A (en) * | 1974-09-25 | 1978-10-11 | Johnson Matthey Co Ltd | Electrical connector |
| JPS6328659A (en) * | 1986-07-14 | 1988-02-06 | レックスマーク・インターナショナル・インコーポレーテッド | Printer |
| RU2301847C1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-27 | Григорий Наумович Перельштейн | Method of application of metal coat on current-transmitting surfaces of detachable contact connectors |
| RU2411305C2 (en) * | 2008-12-30 | 2011-02-10 | Владимир Александрович Рябов | Method to treat contact surfaces of knock-down electric contact joint |
-
2012
- 2012-08-31 RU RU2012137335/02A patent/RU2516189C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1527980A (en) * | 1974-09-25 | 1978-10-11 | Johnson Matthey Co Ltd | Electrical connector |
| JPS6328659A (en) * | 1986-07-14 | 1988-02-06 | レックスマーク・インターナショナル・インコーポレーテッド | Printer |
| RU2301847C1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-27 | Григорий Наумович Перельштейн | Method of application of metal coat on current-transmitting surfaces of detachable contact connectors |
| RU2411305C2 (en) * | 2008-12-30 | 2011-02-10 | Владимир Александрович Рябов | Method to treat contact surfaces of knock-down electric contact joint |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598729C2 (en) * | 2014-09-08 | 2016-09-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of coating for electric contact |
| RU2580355C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Энкон-сервис" (ООО "Энкон-сервис") | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints |
| RU2690086C2 (en) * | 2017-09-11 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Энкон-сервис" (ООО "Энкон-сервис") | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints |
| RU2777647C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-08-08 | Владимир Александрович Рябов | Method for application of protective conductive coating from gallium alloy on contact surface of electric contact joint |
| WO2023128796A1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | Владимир Александрович РЯБОВ | Method for applying protective metal coatings to contact surfaces of electrical contact connections |
| RU210556U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" | CONTACT BRIDGE OF ELECTROMAGNETIC SWITCHING DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012137335A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2516189C2 (en) | Method for application of metal coating to current-transmitting surfaces of dismountable contact connections | |
| CN104607826B (en) | Cleaning-free solid-state scaling powder for aluminum low-temperature soldering and preparing method | |
| CN103170759B (en) | Aluminum welding powder and welding method thereof | |
| CN100354061C (en) | Fusion casting and welding method for aluminum parent metal | |
| CN101702333B (en) | Compound copper conductor with decoration and antiseptic effect and manufacturing method thereof | |
| CN102513637A (en) | Copper-aluminum (Cu-Al) braze welding process of copper-aluminum transition wire clamp | |
| CN103567619B (en) | Copper-aluminum dissimilar metal rapid connection method | |
| CN102290156A (en) | Insulating corrosion prevention method for conductive copper bar | |
| CN104117787B (en) | A kind of Environmental-protection cleaning-free scaling powder | |
| RU2301847C1 (en) | Method of application of metal coat on current-transmitting surfaces of detachable contact connectors | |
| CN109609980A (en) | The method of acid tin plating liquid and preparation method thereof and copper-based material surface tinning | |
| JP6114770B2 (en) | Tin plating method for copper alloy material | |
| CN108988185A (en) | A method of extending the electrical connector time between overhauls(TBO) | |
| CN106449890B (en) | A kind of preparation method of photovoltaic welding | |
| CN104204711A (en) | Sacrificial aluminum fins for failure mode protection of an aluminum heat exchanger | |
| CN104625483A (en) | Low-residual and low-corrosivity aluminum soft soldering tin paste and manufacturing method thereof | |
| CN104014765B (en) | A kind of albronze busbar manufacturing process | |
| RU2580355C1 (en) | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints | |
| KR101889087B1 (en) | Thin sheet for electric connecting terminal having improved soldering property and method for soldering the same | |
| EA008524B1 (en) | Method for the formation of a good contact surface on an aluminium support bar and a support bar | |
| US2657458A (en) | Method of joining copper members | |
| CN106862691B (en) | A kind of copper-aluminium transition connection terminal soldering method | |
| CN105414801A (en) | Preparation method for aluminum foil welding solder organic flux | |
| JP7307425B2 (en) | Cathodic protection method | |
| RU2690086C2 (en) | Method for application of metal coating on current-transmitting surfaces of contact joints |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140626 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140715 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140901 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160427 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170901 |