RU2645855C2 - Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла - Google Patents
Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645855C2 RU2645855C2 RU2016125645A RU2016125645A RU2645855C2 RU 2645855 C2 RU2645855 C2 RU 2645855C2 RU 2016125645 A RU2016125645 A RU 2016125645A RU 2016125645 A RU2016125645 A RU 2016125645A RU 2645855 C2 RU2645855 C2 RU 2645855C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powders
- mixture
- refractory metal
- sintering
- copper
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 title claims abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 10
- 229910017813 Cu—Cr Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/025—Composite material having copper as the basic material
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла. Способ включает механическую обработку смеси порошков меди и тугоплавного металла в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и смеси порошков 20:1-40:1, скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки 5-90 минут с получением нанокомпозиционных частиц с размером кристаллитов тугоплавкого металла от 5 нм до 100 мкм, и последующее искровое плазменнное спекание активированной смеси порошков в камере в вакууме или в атмосфере инертного газа с пропусканием через спекаемую смесь порошков импульсного электрического тока 500-5000 А под нагрузкой до 50 МПа, при температуре 700-1000°C и продолжительности спекания 5-15 минут. Обеспечивается регулирование структуры материала. 5 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области электротехники и нанотехнологии, в частности к разработке нано- и композиционных электроконтактных, жаропрочных, электроэрозионностойких, электротехнических материалов на основе меди (Cu) с частицами тугоплавкого металла, которые могут быть использованы в производстве силовых разрывных электрических контактах, в переключателях мощных электрических сетей и вакуумных дугогасительных камерах.
При изготовлении указанных материалов необходимо получить сочетание высокой электропроводности, для чего в качестве основы используют Сu, и высокой износостойкости при воздействии электрической дуги, для чего необходимо вводить в состав композиционного материала тугоплавкие металлы с высокой температурой плавления и испарения, таких как вольфрам (W), хром (Cr) и молибден (Мо). Медь не смешивается и не взаимодействует с вольфрамом, хромом и молибденом, образуя при спекании псевдосплавы различного состава: Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo.
Известны материал и способ изготовления электрических контактов на основе Cr и Cu, включающий приготовление шихты механическим смешиванием порошков Cr и Cu, прессование и предварительное восстановление в атмосфере остроосушенного водорода с выдержкой при температуре 250-700°C, жидкофазное спекание при температуре 1100-1250°C в атмосфере остроосушенного водорода или твердофазное спекание при температуре не выше 1050°C в атмосфере водорода или в вакууме, дополнительный нагрев изделий до температуры 300-950°С в атмосфере водорода и осадку в закрытом штампе, при этом перед смешиванием порошков Cr и Cu обкатку шарами частиц порошка хрома выполняют в течение 25-27 часов в медном барабане валковой мельницы в режиме «перекатывания» при соотношении массы шаров или обкатывающих тел и порошка 1:2 (RU 2369935, H01H 1/02, 10.10.2009).
Недостатком известного материала и способа его получения является длительность процесса измельчения порошка хрома (не менее 25 часов), отсутствие возможности регулировать размер частиц хрома, который влияет на электрические свойства получаемого материала.
Известен способ получения псевдосплава Cu-Cr с дисперсной структурой, включающий активацию путем смешивания исходных порошков Cu и Cr в качестве тугоплавкого металла в смесителе со смещенной осью вращения, прессование активированных порошков и их спекание в вакууме при температуре 1000-1100°C в течение 2 часов, при этом активацию исходных порошков шихты в смесителе осуществляют мелющими телами в виде металлических шариков диаметром 8-10 мм, при соотношении массы мелющих тел и исходных порошков 15:1, продолжительности смешивания шихты 3-3,5 часа и скорости вращения смесителя 60 об/мин (RU 2344189, С22С 1/04, B22F 3/12, С22С 9/00, 10.02.2008).
Изобретение позволяет получать компактный псевдосплав Cu-Cr с дисперсной структурой, с размерами частиц 40 мкм, твердостью по Бринеллю до 85 НВ, пределом прочности при растяжении до 290 МПа, с объемной усадкой при спекании при 1100°C, равной 8-10%.
Недостатком способа является продолжительность процесса (общее время не менее 6 часов), также изменение размера частиц хрома незначительное (исходный 80 мкм, после обработки 40 мкм). Регулирование электрических свойств отсутствует.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ получения Cu-Мо композиционного материала (20-30 масс. % Cu), который включает приготовление смеси из промышленных порошков молибдена в качестве тугоплавкого металла и меди, путем размола и перемешивания в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице, обеспечивающей центростремительное ускорение мелющих тел не менее 40 g, в течение не менее 10 минут, прессование активированной смеси при усилии не более 150 МПа, поэтапное спекание в среде водорода, при этом первоначальный нагрев осуществляют до температуры восстановительной выдержки не менее 800°C, выдержке при этой температуре не менее одного часа и последующий нагрев до окончательной температуры спекания со скоростью не более 10°C в минуту, выдержку при этой температуре в течение не менее 30 минут (RU 2292988, B22F 3/12, С22С 1/04, 10.02.2007).
Недостатком известного способа является также продолжительность процесса (не менее 2 часов), получение материала с пористостью до 2%, размер частиц более 30 нм. Возможность регулирования электрических свойств не приведена.
Недостаточно высокие свойства таких материалов, и их аналогов ограничивают использование материалов в производстве силовых разрывных и дугогасительных контактов в переключателях мощных электрических сетей, работающих в условиях больших токов и высоких напряжений.
Техническим результатом предлагаемого изобретения в части способа является возможность регулирования структуры получаемого материала.
Технический результат достигается тем, что способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла, включает механическую обработку смеси порошков меди и тугоплавного металла, в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице, и последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси порошков, отличающийся тем, что механическую обработку смеси порошков проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и смеси порошков 20:1-40:1, скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки 5-90 минут с получением нанокомпозиционных частиц с размером кристаллитов тугоплавкого металла от 5 нм до 100 мкм, при этом твердофазное спекание ведут в виде искрового плазменнного спекания в камере в вакууме или в атмосфере инертного газа с пропусканием через спекаемую смесь порошков импульсного электрического тока 500-5000 А под нагрузкой до 50 МПа, при температуре 700-1000°C и продолжительности спекания 5-15 минут.
Композиционный электроконтактный материал, полученный согласно способу, представляет собой композит на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла, которая представляет собой кластеры на основе тугоплавких частиц размером от 5 нанометров до 100 мкм, равномерно распределенные в частично разупорядочной матрице. Такая структура образуется за счет перемешивания частиц в шаровой мельнице и короткого времени спекания. Размер тугоплавких частиц зависит от режима получения материала (времени и скорости помола, а также времени и температуры спекания), который характеризуется тем, что имеет плотность до 99%. Регулируя размер тугоплавких включений, можно менять основные характеристики материала: с увеличением размера частиц падают твердость и электросопротивление материала за счет уменьшения центров рассеяния электронов (границ зерен, межфазных границ и других дефектов). Таким образом можно получать плотный материал с диапазоном удельного электросопротивления 5-12 мкОм⋅см.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана зависимость удельного электросопротивления от температуры для одного из материалов при разных временах обработки. На фиг. 2 и 3 приведены зависимости электросопротивления при комнатной температуре и твердости от времени обработки соответственно. Эти зависимости объясняются структурными изменениями: механообработка приводит к измельчению частиц и внесению других дефектов в структуру материала. Поэтому, увеличивая время обработки можно получать материалы с разными свойствами.
Также известно, что при увеличении температуры в кристаллических материалах происходит рост зерна, что приводит к уменьшению площади границ и, соответственно, росту электропроводности и падению твердости, что подтверждается экспериментальными данными по измерению этих свойств для одного и того же материала при разных температурах спекания, которые представлены на фиг. 4 и 5.
В качестве основных исходных компонентов для получения экспериментальных образцов нанокомпозитных материалов на основе псевдосплавов Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo для электрических контактов используются порошки металлов: Сu (порошок медный электролитический) марки ПМС-В (ГОСТ 4960-75); Cr (порошок хрома восстановленный) марки ГТХ1М; Мо (молибденовый порошок) марки ПМ99,95 (ТУ 48-19-316-80); W (вольфрамовый порошок) марки ПВ2 (ТУ 14-22-143-2000).
Размол и перемешивание смеси исходных порошков меди и тугоплавкого металла проводят в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице «Активатор-28» мелющими стальными шарами в течение 5-90 минут. За счет интенсивной механической обработки порошков в мельнице происходят их активация и измельчение до необходимых размеров кристаллитов тугоплавкого металла.
После механической обработки исходных порошков в мельнице «Активатор-28» полученные активированные нанокомпозитные смеси порошков Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo спекают на установке ИПС (Spark Plasma Sintering - Labox 650, SinterLand, Япония).
ИПС - это один из способов спекания (консолидации) порошка в присутствии электрического поля, в котором применяются низковольтные источники импульсов тока.
Сущность способа заключается в следующем.
Смесь исходных порошков меди и тугоплавкого металла загружают в барабан мельницы «Активатор-28», затем крышка барабана плотно закручивается. Клапан на крышке подсоединяется к вакуумному шлангу и производится вакуумирование барабана с помощью форвакуумного насоса до остаточного давления 0,01 Па. Через этот же клапан барабан заполняется инертным газом (аргоном) до атмосферного давления. После этого барабан отсоединяется от вакуумного шланга и устанавливается в полость на корпусе редуктора установки «Активатор-28».
ВЭМО порошковых смесей Cu-Cr, Cu-Mo и Cu-W проводят при скорости вращения барабанов 694-900 об/мин и продолжительности активации 5-90 минут.
Затем полученные активированные нанокомпозитные смеси порошков Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo спекают на установке ИПС (Spark Plasma Sintering - Labox 650, SinterLand, Япония).
Для проведения ИПС готовят навески активированных порошковых смесей Cu-Cr, Cu-Mo или Cu-W, одну из смесей помещают в графитовую цилиндрическую пресс-форму, фиксируют ее между электродами, являющимися одновременно пуансонами пресса, помещают пресс-форму в камеру, в камере создают вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток 500-5000 А под нагрузкой 20-50 МПа, при этом спекание осуществляют при температуре 700-1000°C в течение 5-60 минут. Скорость нагрева до температуры спекания 700-1000°C составляет 100-500°C/мин. Короткие импульсы тока высокой энергии порождают искры на поверхности спекаемого образца зерен Сu и тугоплавкого металла, благодаря этому нагрев образца производится равномерно, при минимальном воздействии на микроструктуру.
После чего образец охлаждают до комнатной температуры и отделяют от пуансонов механическим способом.
Контроль качества образцов проводится на каждой технологическом этапе и осуществляется как визуальным осмотром, так и с использованием аппаратурных методик.
В комплексном исследовании микроструктуры и фазового состава были использованы методы порошковой рентгеновской дифракции (рентгеноструктурный анализ), растровой (сканирующей) электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, дифракции электронов и другие. Это необходимо для проведения сравнительного анализа структуры, химического и фазового составов и определения «точки отсчета» в создании новых материалов. Для спеченных образцов Cu-Cr, Cu-W, Cu-Mo осуществляется также контроль прочностных характеристик, пористости, электросопротивления и микроструктуры.
Сущность способа подтверждается примерами.
Пример 1.
Порошки Cu и Cr смешивают при соотношении 55 масс. % Cu и 45 масс. % Cr. Приготовленную смесь подвергают ВЭМО (измельчению и перемешиванию) в планетарной шаровой мельнице в атмосфере аргона при скорости вращения шаровой мельницы 694 об/мин. Соотношение шаров к смеси порошка составляет 20:1. Использовались стальные шары 6-7 мм в диаметре. Продолжительность обработки 5-60 минут.
Полученный активированный композиционный порошок подвергают ИПС, для этого порошок помещают в графитовую цилиндрическую пресс-форму, фиксируют ее между электродами, являющимися одновременно пуансонами пресса, помещают пресс-форму в камеру, в камере создают вакуум, через спекаемый образец пропускают импульсный электрический ток под нагрузкой 50 МПа и спекают образец при температуре 700°C в течение 10 мин со скоростью подъема температуры 100°C/мин. В результате получают образцы в форме дисков диаметром 15-50 мм и толщиной 2-6 мм.
Варьирование продолжительности предварительной обработки позволяет изменять структуру материала (от микро- к нано-), что, в свою очередь, приводит к изменению электросопротивления материала 55Cu-45Cr в диапазоне от 4,5 до 6,7 мкОм*см (фиг. 1 и 2).
Твердость данного материала также изменяется в зависимости от продолжительности обработки (фиг. 3) и минимум в 2,5 раза выше твердости исследуемых промышленных образцов.
Пример 2.
Варьируя температуру ИПС можно также получать различную структуру материала (от микро- к нано-), что, в свою очередь, приводит к изменению электросопротивления материала. На фиг. 4 представлены температурные зависимости композиционного псевдосплава 55Cu-45Cr с предварительной обработкой в течение 60 минут. Как видно из данной фигуры, увеличение температуры спекания приводит к снижению электросопротивления материала.
Повышение температуры спекания также приводит к снижению твердости материала по Виккерсу (фиг. 5), но данный показатель продолжает превышать промышленные аналоги.
Пример 3.
Еще одним параметром, способствующим изменению структуры и соответственно электропроводности материала, является скорость вращения барабанов. При увеличении скорости водила с 694 об/мин до 900 об/мин электросопротивление материала 55Cu-45Cr, обработанного в течение 60 минут, возрастает до 9,2-9,7 мкОм*см, а твердость до 5,3 ГПа.
Как следует из примеров описания, предлагаемый инновационный способ отличается простотой выполнения, так как позволяет изменять структуру материала (от микро- к нано-), что, в свою очередь, приводит к изменению электросопротивления материала. Кроме того, общая продолжительность получения целевого материала не превышает 2 часа (для известных способов продолжительность составляет более 10 часов), что в значительной мере снижает расход электроэнергии.
Композиционный электроконтактный материал, полученный согласно способу, представляет собой композит, состоящий из кластеров на основе тугоплавких частиц размером от 5 нанометров до 100 микрон, распределенных в частично разупорядочной матрице. Размер тугоплавких частиц зависит от режима получения материала, который характеризуется тем, что имеет плотность до 99%, и заданное электросопротивление 5-12 мкОм⋅см.
В случае нанокомпозита, когда размер тугоплавкого металла меньше 100 нм, структура предлагаемого материала обладает повышенными эксплуатационными свойствами по сравнению с материалами аналогов и промышленными материалами для контактов, например, ОАО "ПОЛЕМА" и компаний Китая и Германии.
Потенциальными потребителями материала, полученного по предлагаемому способу, являются: электротехническая промышленность, где необходимы высокая электрическая проводимость, высокие механические, физические и эксплуатационные свойства, такие как прочность, твердость при комнатной и повышенной температурах, термическая стабильность, дугостойкость, для применения в производстве силовых разрывных и вакуумных дугогасительных контактов в переключателях (размыкателях) мощных электрических сетей, работающих в условиях больших токов и высоких напряжений.
Claims (1)
- Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла, включающий механическую обработку смеси порошков меди и тугоплавного металла, в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице, и последующим твердофазным спеканием полученной активированной смеси порошков, отличающийся тем, что механическую обработку смеси порошков проводят в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и смеси порошков 20:1-40:1, скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки 5-90 мин с получением нанокомпозиционных частиц с размером кристаллитов тугоплавкого металла от 5 нм до 100 мкм, при этом твердофазное спекание ведут в виде искрового плазменного спекания в камере в вакууме или в атмосфере инертного газа с пропусканием через спекаемую смесь порошков импульсного электрического тока 500-5000 А под нагрузкой до 50 МПа, при температуре 700-1000°C и продолжительности спекания 5-15 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016125645A RU2645855C2 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016125645A RU2645855C2 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016125645A RU2016125645A (ru) | 2018-01-10 |
| RU2645855C2 true RU2645855C2 (ru) | 2018-02-28 |
Family
ID=60965306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016125645A RU2645855C2 (ru) | 2016-06-28 | 2016-06-28 | Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645855C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739493C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения композиционного электроконтактного материала Cu-SiC |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475429B2 (en) * | 1997-07-08 | 2002-11-05 | Tokyo Tungsten Co., Ltd. | Heat sink substrate consisting essentially of copper and molybdenum and method of manufacturing the same |
| RU2202642C1 (ru) * | 2001-09-26 | 2003-04-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ изготовления композиционного материала на основе меди и композиционный материал, изготовленный этим способом |
| RU2292988C1 (ru) * | 2005-07-05 | 2007-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Способ получения молибден-медного композиционного материала |
| RU2344189C2 (ru) * | 2006-07-27 | 2009-01-20 | Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения" | Способ получения псевдосплава медь-хром с дисперсной структурой |
| RU2369935C2 (ru) * | 2007-08-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" | Способ изготовления электрических контактов на основе хрома и меди |
| US20130140159A1 (en) * | 2010-08-03 | 2013-06-06 | Plansee Powertech Ag | Process for producing a cu-cr material by powder metallurgy |
-
2016
- 2016-06-28 RU RU2016125645A patent/RU2645855C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475429B2 (en) * | 1997-07-08 | 2002-11-05 | Tokyo Tungsten Co., Ltd. | Heat sink substrate consisting essentially of copper and molybdenum and method of manufacturing the same |
| RU2202642C1 (ru) * | 2001-09-26 | 2003-04-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ изготовления композиционного материала на основе меди и композиционный материал, изготовленный этим способом |
| RU2292988C1 (ru) * | 2005-07-05 | 2007-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Способ получения молибден-медного композиционного материала |
| RU2344189C2 (ru) * | 2006-07-27 | 2009-01-20 | Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения" | Способ получения псевдосплава медь-хром с дисперсной структурой |
| RU2369935C2 (ru) * | 2007-08-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" | Способ изготовления электрических контактов на основе хрома и меди |
| US20130140159A1 (en) * | 2010-08-03 | 2013-06-06 | Plansee Powertech Ag | Process for producing a cu-cr material by powder metallurgy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739493C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения композиционного электроконтактного материала Cu-SiC |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016125645A (ru) | 2018-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kang et al. | Superior mechanical properties and strengthening mechanisms of lightweight AlxCrNbVMo refractory high-entropy alloys (x= 0, 0.5, 1.0) fabricated by the powder metallurgy process | |
| Shkodich et al. | Bulk Cu–Cr nanocomposites by high-energy ball milling and spark plasma sintering | |
| RU2597204C1 (ru) | Нанокомпозиционный электроконтактный материал и способ его получения | |
| Wang et al. | The sintering behavior of ultra-fine Mo–Cu composite powders and the sintering properties of the composite compacts | |
| Shkodich et al. | Preparation of copper–molybdenum nanocrystalline pseudoalloys using a combination of mechanical activation and spark plasma sintering techniques | |
| Mirazimi et al. | Microstructural characterization and dry sliding wear behavior of spark plasma sintered Cu-YSZ composites | |
| Yan et al. | Microstructures and properties of Al 2 O 3 dispersion-strengthened copper alloys prepared through different methods | |
| RU2645855C2 (ru) | Способ получения электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла | |
| Tsakiris et al. | Nanostructured W-Cu electrical contact materials processed by hot isostatic pressing | |
| Guo et al. | Relationship between the MgOp/Cu interfacial bonding state and the arc erosion resistance of MgO/Cu composites | |
| Tsakiris et al. | W-Cu composite materials for electrical contacts used in vacuum contactors | |
| KR102419945B1 (ko) | 경질 소결체 | |
| Chmielewski et al. | Relationship between mixing conditions and properties of sintered 20AlN/80Cu composite materials | |
| RU2706013C2 (ru) | Нанокомпозитные материалы на основе металлических псевдосплавов для контактов переключателей мощных электрических сетей с повышенными физико-механическими свойствами | |
| CN116727671A (zh) | 粉碎、搅拌、混合、混炼机构件 | |
| Gu et al. | Effect of graphene addition on microstructure and properties of graphene/copper composite | |
| RU2614006C1 (ru) | Способ получения нанокерамики методом совмещения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и искрового плазменного спекания | |
| RU2739493C1 (ru) | Способ получения композиционного электроконтактного материала Cu-SiC | |
| RU2344189C2 (ru) | Способ получения псевдосплава медь-хром с дисперсной структурой | |
| Garip | Production and microstructural characterization of nb-si based in-situ composite | |
| CN111670261B (zh) | 电触点及使用该电触点的真空阀 | |
| WO2016039154A1 (ja) | 電極材料の製造方法及び電極材料 | |
| Kuskov et al. | Study of structure of copper-based composite materials during the spark plasma sintering | |
| Esparza-Vázquez et al. | Strengthening of alumina-based ceramics with titanium nanoparticles | |
| Rosiński et al. | Nanocrystalline NiAl-TiC composites sintered by the pulse plasma method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200110 Effective date: 20200110 |