RU2525882C2 - Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production - Google Patents

Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2525882C2
RU2525882C2 RU2012156056/02A RU2012156056A RU2525882C2 RU 2525882 C2 RU2525882 C2 RU 2525882C2 RU 2012156056/02 A RU2012156056/02 A RU 2012156056/02A RU 2012156056 A RU2012156056 A RU 2012156056A RU 2525882 C2 RU2525882 C2 RU 2525882C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
composite
electrical contact
nanopowder
titanium dioxide
Prior art date
Application number
RU2012156056/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012156056A (en
Inventor
Галина Михайловна Зеер
Елена Геннадьевна Зеленкова
Ольга Николаевна Ледяева
Алексей Николаевич Кожурин
Михаил Юрьевич Кучинский
Максим Андреевич Шабуров
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
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 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Priority to RU2012156056/02A priority Critical patent/RU2525882C2/en
Publication of RU2012156056A publication Critical patent/RU2012156056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525882C2 publication Critical patent/RU2525882C2/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy, particularly, to production of copper-based composites intended for fabrication of arcing contacts. Copper-based composite comprises titanium dioxide (TiO2) nanopowder as arc-suppressing additive at the following ratio of components, wt %: TiO2 - 1-3; Cu making the rest. Proposed method comprises mixing by ultrasound of, first, titanium dioxide nanopowder with ethyl alcohol and, then, obtained mix is mixed with copper powder. Now, compaction, sintering, second compaction and annealing are performed.
EFFECT: higher homogeneity of composite microstructure, lower toxicity.
2 cl, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к композиционным электроконтактным материалам на основе меди, предназначенным для изготовления разрывных электрических контактов.The invention relates to the field of powder metallurgy, namely to composite copper-based electrical contact materials for the manufacture of explosive electrical contacts.

Работоспособность электрических контактов зависит от высокой электропроводности, механической прочности, твердости, низкого переходного сопротивления и отсутствия свариваемости. Эти свойства являются структурно-чувствительными и поэтому существенно зависят от фазового и химического состава, дисперсности, пористости и равномерности распределения дугогасящих и дисперсно-упрочняющих добавок в матричном материале.The performance of electrical contacts depends on high electrical conductivity, mechanical strength, hardness, low transition resistance and lack of weldability. These properties are structurally sensitive and therefore substantially depend on the phase and chemical composition, dispersion, porosity and uniformity of the distribution of arc-extinguishing and dispersion-hardening additives in the matrix material.

В отношении композиционных электроконтактных материалов на основе меди существует проблема получения структуры с равномерным распределением добавок. Известны спеченные электроконтактные материалы на основе меди (патент РФ №2415958, МПК С22С 1/05, Н01Н 1/025, С22С 9/00, опубликованый 20.07.2003). В качестве дугогасящей добавки используется нанопорошок оксида цинка.With respect to copper-based composite electrical contact materials, there is a problem of obtaining a structure with a uniform distribution of additives. Sintered electrical contact materials based on copper are known (RF patent No. 2415958, IPC С22С 1/05, Н01Н 1/025, С22С 9/00, published July 20, 2003). Zinc oxide nanopowder is used as an extinguishing additive.

Для обеспечения более равномерного распределения частиц оксида цинка в матричном материале на первом этапе готовят лигатуру из порошков меди, нанопорошка оксида цинка и алюминия с соотношением меди и алюминия в лигатуре - 94% Cu и 6% Al, обосновываясь тем, что при нагреве до температуры 640-650°С в соответствии с диаграммой состояния Cu-Al идет экзотермическая реакция с образованием алюминиевой бронзы, в которой равномерно распределяются частицы нанопорошка оксида цинка. На втором этапе для приготовления шихты в шаровой мельнице смешивали порошки меди, вольфрама, заранее приготовленной лигатуры и пластификатора (в качестве пластификатора использован 4%-ный водный раствор поливинилового спирта). Количество лигатуры по отношению к порошку меди в составе смеси составляет 4 мас.%. Спекание образцов проводили в 2 этапа в вакууме. Начальный этап проходил в течение 1 часа при температуре 300°С для выжигания остатков пластификатора и частичного восстановления окисленных порошков меди. На конечном этапе температура составляла 940±20°С и время выдержки t=2-3 часа.To ensure a more uniform distribution of zinc oxide particles in the matrix material, at the first stage, a ligature is prepared from copper powders, zinc oxide and aluminum nanopowder with a ratio of copper and aluminum in the ligature of 94% Cu and 6% Al, justifying that when heated to a temperature of 640 -650 ° С in accordance with the Cu-Al state diagram, an exothermic reaction occurs with the formation of aluminum bronze, in which particles of zinc oxide nanopowder are evenly distributed. At the second stage, powders of copper, tungsten, a pre-prepared ligature and a plasticizer were mixed in a ball mill to prepare the mixture (a plastic solution of 4% aqueous polyvinyl alcohol was used). The amount of ligature in relation to the copper powder in the mixture is 4 wt.%. Sintering of the samples was carried out in 2 stages in vacuum. The initial stage took place for 1 hour at a temperature of 300 ° C for burning plasticizer residues and partial reduction of oxidized copper powders. At the final stage, the temperature was 940 ± 20 ° С and the exposure time t = 2-3 hours.

Недостатком известного материала является высокая пористость и неравномерность распределения нанопорошка оксида цинка в композиционном электроконтактном материале. Присутствие лигатуры в количестве 4 мас.% слишком мало для того, чтобы устранить эффект агломерации нанопорошка оксида цинка. Наличие пластификатора способствует прессуемости образцов электроконтактов, но увеличивает время спекания, что способствует росту зерна. Все названные факторы снижают физико-механические свойства композиционного электроконтактного материала.A disadvantage of the known material is the high porosity and uneven distribution of the zinc oxide nanopowder in the composite electrical contact material. The presence of a ligature in an amount of 4 wt.% Is too small to eliminate the effect of agglomeration of zinc oxide nanopowder. The presence of a plasticizer promotes the compressibility of electrical contact samples, but increases the sintering time, which contributes to grain growth. All these factors reduce the physical and mechanical properties of the composite electrical contact material.

Недостатком способа механического смешивания шихты для получения электроконтактного материала является неравномерность и неоднородность распределения дугогасящих и дисперсноупрочняющих добавок в материале электроконтактов, наличие крупных непроводящих ток агломератов нанопорошка оксида цинка, что негативно сказывается на качестве электроконтактного материала.The disadvantage of the method of mechanical mixing of the mixture to obtain an electrical contact material is the uneven distribution of the extinguishing and dispersion-strengthening additives in the material of the electrical contacts, the presence of large non-conductive agglomerates of zinc oxide nanopowder, which negatively affects the quality of the electrical contact material.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ изготовления порошкового металлокерамического материала Cu-Cd/CdO для электроконтактов (патент РФ №2401314, МПК Н01Н 1/025, С22С 1/05, С22С 9/00, опубликованный 10.10.2010). В нем предложен альтернативный способ введения дугогасящих добавок, позволяющих повысить однородность структуры электроконтактного материала, включающий приготовление шихты путем смешивания готовых компонентов, холодное брикетирование, спекание, допрессовку и отжиг. Готовят шихту, содержащую порошки меди и кадмия с раствором термически нестабильной соли кадмия, сушат и термообрабатывают ее при температуре 300-500°С. Полученную шихту подвергают холодному брикетированию и далее заготовки спекают при температуре 800-1000°С в течение 1-2 часов. После чего проводили допрессовку и отжиг при температуре 400-600°С в течение 1 часа для снятия остаточных напряжений и оптимизации микроструктуры электроконтактного материала.The closest technical solution to the claimed is a method of manufacturing a powder of cermet material Cu-Cd / CdO for electrical contacts (RF patent No. 2401314, IPC H01H 1/025, C22C 1/05, C22C 9/00, published 10.10.2010). It proposes an alternative method of introducing arc suppressing additives to increase the uniformity of the structure of the electrical contact material, including the preparation of the mixture by mixing the finished components, cold briquetting, sintering, pre-pressing and annealing. A mixture is prepared containing powders of copper and cadmium with a solution of thermally unstable cadmium salt, dried and heat treated at a temperature of 300-500 ° C. The resulting mixture is subjected to cold briquetting and then the billets are sintered at a temperature of 800-1000 ° C for 1-2 hours. After that, they were pre-pressed and annealed at a temperature of 400-600 ° C for 1 hour to relieve residual stresses and optimize the microstructure of the electrical contact material.

Недостатком известного материала электроконтактов (далее композиционный электроконтактный материал) является использование в нем в качестве дугогасящей добавки высокотоксичного оксида кадмия. Известно, что кадмий способен накапливаться в организме человека, вызывая поражения центральной нервной системы, печени и почек, нарушая фосфорно-кальциевый обмен, приводящий к анемии и разрушению костей. Особенно опасным является вдыхание паров оксида кадмия, которые образуются как в процессе изготовления электроконтактного материала, так и в процессе эксплуатации электроконтактов.A disadvantage of the known material of electrical contacts (hereinafter, composite electrical contact material) is the use of highly toxic cadmium oxide as an extinguishing additive. It is known that cadmium is able to accumulate in the human body, causing damage to the central nervous system, liver and kidneys, disrupting calcium-phosphorus metabolism, leading to anemia and bone destruction. Particularly dangerous is the inhalation of cadmium oxide vapors, which are formed both during the manufacture of electrical contact material and during the operation of electrical contacts.

Недостатком известного способа получения материала (композиционного электроконтактного материала) является наличие дополнительной операции термообработки шихты, при температуре 300-500°С. Увеличивается время технологического процесса получения шихты для приготовления композиционных электроконтактных материалов. Все термические операции необходимо проводить в специальных печах с защитной атмосферой с целью предотвращения окисления порошков меди. На всех операциях термической обработки происходит выделение паров оксида кадмия, что требует соблюдения жестких мер безопасности.A disadvantage of the known method for producing material (composite electrical contact material) is the presence of an additional operation of heat treatment of the mixture at a temperature of 300-500 ° C. The time of the technological process of obtaining the mixture for the preparation of composite electrical contact materials increases. All thermal operations must be carried out in special furnaces with a protective atmosphere in order to prevent the oxidation of copper powders. In all heat treatment operations, cadmium oxide vapors are released, which requires strict safety measures.

В основу изобретения положена задача повышения однородности микроструктуры, снижение внутренней пористости за счет равномерности распределения дугогасящей добавки, уменьшения количества и размеров агломератов в композиционном электроконтактном материале. Также предлагаемое изобретение направлено на снижение токсичности композиционного электроконтактного материала как при его изготовлении, так и при эксплуатации электроконтактных изделий на его основе.The basis of the invention is the task of increasing the uniformity of the microstructure, reducing the internal porosity due to the uniform distribution of the extinguishing agent, reducing the number and size of agglomerates in the composite electrical contact material. Also, the present invention is directed to reducing the toxicity of composite electrical contact material both in its manufacture and in the operation of electrical contact products based on it.

Поставленная задача решается тем, что в композиционном электроконтактном материале на основе меди, содержащем дугогасящую добавку, согласно изобретению, в качестве дугогасящей добавки используют нанопорошок диоксида титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that in a composite electrical contact material based on copper containing an extinguishing agent according to the invention, titanium dioxide nanopowder is used as an extinguishing agent in the following ratio of components, wt.%:

TiO2 - 1-3;TiO 2 1-3;

Cu - остальное.Cu is the rest.

Поставленная задача решается тем, что способ получения композиционного электроконтактного материала на основе меди, содержащего дугогасящую добавку, по п.1 включает приготовление шихты путем смешивания порошков меди и дугогасящей добавки, прессование, спекание, допрессовку и отжиг, при этом смешивание порошков осуществляют ультразвуком не менее чем в два этапа, причем на первом этапе смешивают нанопорошок диоксида титана с этиловым спиртом, после чего в полученную смесь вводят порошок меди.The problem is solved in that the method for producing a composite electrocontact material based on copper containing an extinguishing additive according to claim 1 includes the preparation of a charge by mixing copper powders and an extinguishing additive, pressing, sintering, pressing and annealing, while mixing the powders is carried out by ultrasound for at least than in two stages, moreover, at the first stage, titanium dioxide nanopowder is mixed with ethanol, after which copper powder is introduced into the resulting mixture.

Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом: в ультразвуковую ванну помещают емкость с этиловым спиртом и навесками порошков меди и дугогасящей добавки. Время смешивания зависит от общего объема получаемой шихты. Ультразвук позволяет достаточно быстро и качественно разбить агломераты нанопорошка и равномерно смешать порошки материалов, отличающихся плотностью и дисперсностью. С целью получения качественной однородной шихты целесообразно смешивание порошков разделить не менее чем на два этапа, первым из которых является смешивание ультразвуком этилового спирта с нанопорошком дугогасящей добавки (TiO2) для уменьшения количества и размеров агломератов. Добавление порошка меди в суспензию из спирта и TiO2 также можно разделить на две-три части, что тоже позволит повысить однородность смешивания шихты. Этиловый спирт использовали в качестве среды для измельчения агломератов и смешивания порошков, так как он в процессе смешивания не окисляет используемые порошки и сравнительно дешев.The invention is carried out as follows: in a ultrasonic bath, a container with ethyl alcohol and weighed samples of copper powders and an extinguishing additive are placed. Mixing time depends on the total volume of the resulting mixture. Ultrasound allows you to quickly and efficiently break down agglomerates of nanopowders and evenly mix the powders of materials with different density and dispersion. In order to obtain a high-quality homogeneous charge, it is advisable to divide the powder mixing into at least two stages, the first of which is the mixing of ethyl alcohol with nanopowder of an extinguishing additive (TiO 2 ) to reduce the number and size of agglomerates. The addition of copper powder to a suspension of alcohol and TiO 2 can also be divided into two or three parts, which will also increase the uniformity of mixing the mixture. Ethyl alcohol was used as a medium for grinding agglomerates and mixing powders, since it does not oxidize the powders used in the mixing process and is relatively cheap.

Сушку шихты проводили в лабораторном сушильном шкафу, так как пары этилового спирта не опасны для жизнедеятельности человека и не требуют соблюдения специальных мер безопасности. Для испарения этилового спирта не требуется высоких температур, способных окислить порошки меди, поэтому сушку шихты можно проводить на воздухе, не используя специальные защитные среды.The mixture was dried in a laboratory oven, since ethyl alcohol vapors are not dangerous for human life and do not require special safety measures. Evaporation of ethyl alcohol does not require high temperatures capable of oxidizing copper powders; therefore, the charge can be dried in air without using special protective media.

Дальнейшие технологические операции изготовления образцов электроконтактов, такие как прессование, спекание, допрессовка, отжиг, полностью соответствуют стандартным операциям, используемым в порошковой металлургии. Причем, сочетание порошков различной дисперсности позволяет без пластификатора обеспечить удовлетворительную плотность прессовок. Отсутствие пластификатора снижает время спекания, способствует увеличению плотности образцов электроконтактов из заявляемого композиционного материала и образованию дисперсной равномерной структуры.Further technological operations of making samples of electrical contacts, such as pressing, sintering, prepressing, annealing, are fully consistent with the standard operations used in powder metallurgy. Moreover, the combination of powders of different dispersion allows without a plasticizer to provide a satisfactory density of the compacts. The absence of a plasticizer reduces sintering time, increases the density of samples of electrical contacts from the inventive composite material and the formation of a dispersed uniform structure.

Пример: Для изготовления партии электроконтактов типа ПП ⌀ 8 мм (100 штук по ГОСТ 3884-77) из заявляемого композиционного электроконтактного материала на основе меди брали 2,5 г нанопорошка диоксида титана, 97,5 г порошка меди и 200 мл 96%-ного этилового спирта. Плотность меди составляет - 8,92 г/см3, диоксида титана - 4,235 г/см3, средний размер частиц порошка меди - 50 мкм и нанопорошка диоксида титана - 21 нм. Для получения однородной шихты сначала емкость с нанопорошком диоксида титана и этиловым спиртом помещали в ультразвуковую ванну для разрушения агломератов. Далее, не выключая ультразвуковую ванну, в полученную суспензию вводили часть (~1/3) порошка меди, через некоторое время еще примерно треть. На последнем этапе добавляли оставшийся порошок меди. Шихту смешивали ультразвуком в течение 20-30 мин на каждом этапе. Полученную однородную массу подвергали сушке в лабораторном сушильном шкафу при температуре 60-70°С в течение часа и гранулировали. Образцы прессовали в жесткой матрице при удельном давлении Р≤300 МПа. Прессовки спекали в среде аргона при температуре Т=950±10°С, время изотермической выдержки составляло t=2 ч. Спеченные образцы допрессовывали при удельном давлении Р=1000 МПа, после чего для снятия остаточных напряжений подвергали отжигу в среде аргона при Т=500±10°С в течение t=1 ч.Example: For the manufacture of a batch of electrical contacts of type PP ⌀ 8 mm (100 pieces according to GOST 3884-77), 2.5 g of titanium dioxide nanopowder, 97.5 g of copper powder and 200 ml of 96% were taken from the inventive composite electrocontact material based on copper ethyl alcohol. The density of copper is 8.92 g / cm 3 , titanium dioxide is 4.235 g / cm 3 , the average particle size of the copper powder is 50 μm and the titanium dioxide nanopowder is 21 nm. To obtain a homogeneous charge, a container with a titanium dioxide nanopowder and ethyl alcohol was first placed in an ultrasonic bath to destroy agglomerates. Then, without switching off the ultrasonic bath, a part (~ 1/3) of the copper powder was introduced into the resulting suspension, after about a third more. In the last step, the remaining copper powder was added. The mixture was mixed with ultrasound for 20-30 minutes at each stage. The resulting homogeneous mass was dried in a laboratory oven at a temperature of 60-70 ° C for one hour and granulated. Samples were pressed in a rigid matrix at a specific pressure of P≤300 MPa. The compacts were sintered in argon at a temperature of T = 950 ± 10 ° C, the isothermal holding time was t = 2 hours. Sintered samples were pressed at a specific pressure of P = 1000 MPa, after which they were annealed in argon at T = 500 to relieve residual stresses. ± 10 ° C for t = 1 hour

Предлагаемым способом были получены и исследованы образцы композиционных электроконтактных материалов на основе меди с дугогасящей добавкой нанопорошка диоксида титана. Для наглядности составы и свойства полученных композиционных электроконтактных материалов в сравнении с известным электроконтактным материалом (патент РФ №2401314) приведены в табл.1.By the proposed method, samples of composite electrocontact materials based on copper with an extinguishing additive of titanium dioxide nanopowder were obtained and studied. For clarity, the compositions and properties of the obtained composite electrical contact materials in comparison with the known electrical contact material (RF patent No. 2401314) are given in table 1.

Таблица 1Table 1 Состав, мас.%Composition, wt.% Плотность, г/см3 Density, g / cm 3 Твердость, HRFHardness, HRF Электросопротивление, мОм·смResistance, mOhm · cm Электроэрозионный износ, г/цикл 10-6*Electroerosive wear, g / cycle 10 -6 * CuCu TiO2 TiO 2 99,599.5 0,50.5 8,648.64 5757 1,741.74 15,515,5 9999 1one 8,568.56 6868 1,871.87 8,98.9 97,597.5 2,52,5 8,318.31 7272 1,971.97 6,76.7 9797 33 8,298.29 7272 2,012.01 9,29.2 9696 4four 8,268.26 7373 2,112.11 12,812.8 Известный материал (пат. РФ №2401314)Known material (US Pat. RF No. 2401314) 8,6-8,88.6-8.8 НВ 58-66HB 58-66 2,3-3,62.3-3.6 6,3-14,56.3-14.5 * - цикл «включение-отключение»* - cycle "on-off"

Равномерность распределения дугогасящей добавки исследовалась в шихте, прессовке и готовом композиционном электроконтактном материале при помощи электронного микроскопа. На образцах электроконтактов измеряли твердость по методу Роквелла на приборе ТР50-14, по шкале HRF при нагрузке 588 Н, в качестве индентора использовали стальной шарик d=1,588 мм. Образцы испытали на электроэрозионный износ на лабораторной установке (5000 циклов включения-отключения) при следующих режимах:The uniformity of the distribution of the extinguishing agent was studied in a charge, a compact, and a finished composite electrical contact material using an electron microscope. Hardness was measured on electrical contact samples using the Rockwell method on a TP50-14 device, on an HRF scale at a load of 588 N, a steel ball d = 1,588 mm was used as an indenter. Samples were tested for electrical discharge erosion in a laboratory setup (5000 on-off cycles) under the following conditions:

сила тока I=24,5 А;current strength I = 24.5 A;

напряжение U=380 В;voltage U = 380 V;

усилие прижима контактов 20 Н.contact pressure 20 N.

Электросопротивление измеряли двухзондовым методом на специализированном лабораторном стенде.The electrical resistance was measured by a two-probe method at a specialized laboratory bench.

Из таблицы можно заключить, что введение в состав композиционного электроконтактного материала на основе меди нанопорошка TiO2 приводит к снижению электропроводности и плотности. Незначительный рост электрического сопротивления при введении нанопорошка (в количестве от 0 до 4 масс.%) обусловлен объемным вкладом непроводящего оксида титана в структуру материала. Содержание TiO2 в составе электроконтактного материала более 4 мас.% приводит к резкому росту удельного электросопротивления и пористости. В то же время, при концентрации TiO2 менее 0,5 мас.%, несмотря на низкое удельное электросопротивление и высокую плотность, наблюдается низкая электроэрозионная стойкость композиционного электроконтактного материала.From the table it can be concluded that the introduction of a TiO 2 nanopowder into the composition of a composite electrocontact material based on copper leads to a decrease in electrical conductivity and density. A slight increase in electrical resistance with the introduction of nanopowder (in an amount from 0 to 4 wt.%) Is due to the volume contribution of non-conductive titanium oxide to the structure of the material. The content of TiO 2 in the composition of the contact material of more than 4 wt.% Leads to a sharp increase in electrical resistivity and porosity. At the same time, when the concentration of TiO 2 is less than 0.5 wt.%, Despite the low electrical resistivity and high density, there is a low electrical discharge resistance of the composite electrical contact material.

Выявлено повышение твердости композиционного электроконтактного материала с ростом концентрации TiO2, что косвенно подтверждает проявление дисперсионного упрочнения.An increase in the hardness of the composite electrical contact material with an increase in the concentration of TiO 2 was revealed, which indirectly confirms the manifestation of dispersion hardening.

Проведенные исследования показали, что использование нанопорошка TiO2 в составе композиционного электроконтактного материала на основе меди повышает твердость и дугостойкость (сопротивление электроэрозионному износу) электроконтактов. Лучшим комплексом свойств обладает состав композиционного электроконтактного материала на основе меди с концентрацией нанопорошка диоксида титана 2,5 мас.%.Studies have shown that the use of TiO 2 nanopowder as part of a copper-based composite electrical contact material increases the hardness and arc resistance (resistance to electroerosive wear) of electrical contacts. The best set of properties is possessed by the composition of the composite electrical contact material based on copper with a concentration of titanium dioxide nanopowder of 2.5 wt.%.

Применение композиционного электроконтактного материала на основе меди, изготовленного по предложенному способу, с использованием безопасного для здоровья нанопорошка диоксида титана в качестве дугогасящей добавки, позволяет снизить токсичность при изготовлении композиционного электроконтактного материала и при эксплуатации электроконтактнов на его основе получить равномерную дисперсную микроструктуру материалов электроконтактов и обеспечить качество, надежность и долговечность коммутационных аппаратов.The use of a copper-based composite electrical contact material manufactured by the proposed method using a health-friendly titanium dioxide nanopowder as an extinguishing additive can reduce toxicity in the manufacture of composite electrical contact material and in the operation of electrical contacts based on it to obtain a uniform dispersed microstructure of electrical contact materials and ensure quality , reliability and durability of switching devices.

Claims (2)

1. Композиционный электроконтактный материал на основе меди, содержащий дугогасящую добавку, отличающийся тем, что в качестве дугогасящей добавки используют нанопорошок диоксида титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
TiO2 - 1-3;
Cu - остальное.
1. Composite electrical contact material based on copper, containing an extinguishing agent, characterized in that as an extinguishing agent using titanium dioxide nanopowder in the following ratio, wt.%:
TiO 2 1-3;
Cu is the rest.
2. Способ получения композиционного электроконтактного материала на основе меди, содержащего дугогасящую добавку, по п.1, включающий приготовление шихты путем смешивания порошка меди и дугогасящей добавки, прессование, спекание, допрессовку и отжиг, при этом дугогасящую добавку используют в виде нанопорошка диоксида титана, а смешивание порошков осуществляют ультразвуком не менее чем в два этапа, причем на первом этапе смешивают нанопорошок диоксида титана с этиловым спиртом, после чего в полученную смесь вводят порошок меди. 2. The method for producing a composite electrocontact material based on copper containing an extinguishing additive according to claim 1, comprising preparing a charge by mixing copper powder and an extinguishing additive, pressing, sintering, prepressing and annealing, while the extinguishing additive is used in the form of a titanium dioxide nanopowder, and the powders are mixed by ultrasound in at least two stages, and at the first stage, titanium dioxide nanopowder is mixed with ethanol, after which copper powder is introduced into the resulting mixture.
RU2012156056/02A 2012-12-24 2012-12-24 Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production RU2525882C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156056/02A RU2525882C2 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156056/02A RU2525882C2 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012156056A RU2012156056A (en) 2014-06-27
RU2525882C2 true RU2525882C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=51216050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012156056/02A RU2525882C2 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525882C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739493C1 (en) * 2020-06-29 2020-12-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing composite electric contact material of cu-sic

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115094358B (en) * 2022-06-30 2023-06-09 国网河南省电力公司电力科学研究院 Surface nanocrystallization method and device for electrical contact material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2202642C1 (en) * 2001-09-26 2003-04-20 Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method
RU2358837C2 (en) * 2007-05-04 2009-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Method of producing composite material with 3d-nanostructure
RU2401314C1 (en) * 2009-08-05 2010-10-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" METHOD OF PRODUCING POWDER CERAMET Cu-Cd/CdO FOR ELECTRIC CONTACTS
CN102628116A (en) * 2012-04-05 2012-08-08 西安交通大学 Copper-based electric contact material and preparing method thereof
EP2492032A1 (en) * 2009-08-17 2012-08-29 Smirnov, Yuriy Iosifovitch Method for manufacturing a copper-based composite material for electrical contacts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2202642C1 (en) * 2001-09-26 2003-04-20 Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Method of manufacture of copper-based composite material and composite material manufactured by this method
RU2358837C2 (en) * 2007-05-04 2009-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Method of producing composite material with 3d-nanostructure
RU2401314C1 (en) * 2009-08-05 2010-10-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" METHOD OF PRODUCING POWDER CERAMET Cu-Cd/CdO FOR ELECTRIC CONTACTS
EP2492032A1 (en) * 2009-08-17 2012-08-29 Smirnov, Yuriy Iosifovitch Method for manufacturing a copper-based composite material for electrical contacts
CN102628116A (en) * 2012-04-05 2012-08-08 西安交通大学 Copper-based electric contact material and preparing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2739493C1 (en) * 2020-06-29 2020-12-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing composite electric contact material of cu-sic

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012156056A (en) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ćosović et al. Comparison of properties of silver-metal oxide electrical contact materials
JP5904308B2 (en) Method for producing electrode material
WO2015133264A1 (en) Alloy
WO2015133263A1 (en) Method for producing electrode material
RU2525882C2 (en) Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production
CN104245976B (en) Slider material
RU2292988C1 (en) Method for producing molybdenum-copper composition material
RU2398656C1 (en) Method of producing composite material for copper-based electric contacts
AT9340U1 (en) METHOD FOR PRODUCING A HIGH-SEALED SEMI-FINISHED OR COMPONENT
RU2597204C1 (en) Nanocomposite electro-contact material and method for production thereof
JP6147439B2 (en) Method for producing a composite material based on platinum or a platinum-rhodium alloy
RU2523156C1 (en) Charge for production of material for high-current contacts and method of its production
RU2769344C1 (en) Material for arc-quenching and breaking electrical contacts based on copper and method of its production
WO2016039154A1 (en) Method for manufacturing electrode material and electrode material
RU2401314C1 (en) METHOD OF PRODUCING POWDER CERAMET Cu-Cd/CdO FOR ELECTRIC CONTACTS
Talijan et al. Processing and properties of silver-metal oxide electrical contact materials
Gülsoy et al. Injection molding of mechanical alloyed Ti–Fe–Zr powder
JP2014095136A (en) Superfine powder, high strength steel sintered compact and method for producing them
KR100875303B1 (en) Manufacturing Method of Reinforced Platinum Using Discharge Plasma Sintering
RU2567418C1 (en) Production of copper-based composite for electric contacts
WO2015194344A1 (en) Process for producing electrode material, and electrode material
KR102455612B1 (en) Silver - ceramic composition for silver art clay and producing method of same
RU2415958C1 (en) Sintered electro-contact material on base of copper
EP3762165A1 (en) Composite materials based on tungsten carbide and having noble metal binders, and method for producing said composite materials
Chen et al. Effects of Internal Oxidation Methods on Microstructures and Properties of Copper Al2O3 Alloys Dispersion-Strengthened

Legal Events

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

Effective date: 20151225