RU90931U1 - Композиционный электрический контакт - Google Patents
Композиционный электрический контакт Download PDFInfo
- Publication number
- RU90931U1 RU90931U1 RU2009137411/22U RU2009137411U RU90931U1 RU 90931 U1 RU90931 U1 RU 90931U1 RU 2009137411/22 U RU2009137411/22 U RU 2009137411/22U RU 2009137411 U RU2009137411 U RU 2009137411U RU 90931 U1 RU90931 U1 RU 90931U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- graphite
- graphite base
- contacts
- silver
- Prior art date
Links
Landscapes
- Contacts (AREA)
Abstract
Композиционный электрический контакт, выполненный из материала, содержащего графитовую основу и металлические добавки серебра, отличающийся тем, что графитовая основа выполнена из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкOм∙м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,3% и объемной пористостью 15-25%, металлическая добавка распределена во внутреннем объеме графитовой основы в порах в количестве не менее 10% от объема пор, а на поверхности графитовой основы частицы металлической добавки образуют несплошное поверхностное покрытие толщиной до 10 мкм.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к материалам, служащим для изготовления электрических контактов низковольтной аппаратуры. Может быть использовано в электромеханических реле, для устройств сигнализации, централизации, и блокировки (устройства СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Отличительной особенностью условий работы низковольтной аппаратуры является наличие при замыкании контактов ударных нагрузок и больших коммутирующих токов. К материалам, из которых изготавливают электрические контакты, предъявляются высокие требования к прочности основы и особые требования к свойствам поверхностей. Так, контактные поверхности материала, входящие в соприкосновение с ответными контактами, должны иметь достаточную твердость и прочность, высокое сопротивление окислению и электрической эрозии в состоянии замыкания и размыкания контактов. Материал контактов должен иметь незначительную склонность к свариванию и прилипанию с ответными контактами, а также должен обладать хорошей теплопроводностью и электропроводностью при высокой стабильности переходного сопротивления в замкнутом состоянии контактов.
Эти жесткие и противоречивые требования, возможно, удовлетворить только созданием композиционных материалов методом порошковой металлургии.
Известно, что высокая прочность материалов достигается за счет высокого содержания в объеме материала металлов, при объемной доле графита не превышающей 10-15% (4-5 мас.%). Высокие электротехнические свойства достигаются путем создания материалов на основе металлографита с добавлением в различных пропорциях меди, никеля, кобальта, алюминия, серебра. Повышение электроэрозионных свойств достигается изготовлением композиционных материалов на основе серебра. (Порошковая металлургия.
Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник/Под ред. И.М.Федорченко.-Киев:Наукова думка, 1985, стр.442).
Однако данные материалы имеют ряд существенных недостатков: они дороги, имеют малый ресурс, склонны к свариванию.
Известен композиционный материал, содержащий 3-10 мас% графита и серебро остальное (Заявка №97106378). Указанный материал обладает хорошими физико-механическими и электротехническими свойствами.
Однако контакты, изготовленные из данного материала, обладают высокой склонностью к свариванию, особенно в период приработки контактов, когда пятно контакта еще не сформировалось. В этот период работы также неустойчивы показания переходного кантатного электрического сопротивления.
Наиболее близким, принятым за прототип, является контакт, изготовленный методом порошковой металлургии из графита и серебра (Контакты марок ВАР 112Д и ВАР112Д-1, Технические условия ТУ 16-538158-72.). Содержание серебра в данном материале при изготовлении контактов должно быть в пределах от 38 до 44 масс.%. Электрические контакты обладают недостаточными физико-механическими свойствами, следствием этого является интенсивное изнашивание, высокая склонность к свариваемости, нестабильность переходного электрического сопротивления.
В основу технического решения поставлена задача увеличения коммутационной стойкости контактов, повышение стабильности переходного электрического сопротивление контактной пары в процессе коммутаций, и исключение свариваемости контактов.
Поставленная задача решается тем, что композиционный электрический контакт содержит графитовую основу и металлические добавки серебра, при этом графитовая основа выполнена из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкOм*м, прочностью на сжатие не менее 60МПа, зольностью не более 0.3% и объемной пористостью 15-25%, металлическая добавка распределена во внутреннем объеме графитовой основы в порах в количестве не менее 10% от объема пор, а на поверхности графитовой основы частицы металлической добавки образуют не сплошное поверхностное покрытие толщиной до 10 мкм.
Установлено (Дымковский Н.В., Милованова Ю.В. Электрические контакты на железнодорожном транспорте. Электротехника, -1965, №10, с.33.), что в разнородной контактной паре, один из контактов которой выполнен из чистого серебра, а второй из серебрографитсодержащей композиции, уменьшение серебра в композиции с 55% (марка СГ) до 40% (марка СГ-60 - вариант 112Д) приводит к увеличению износостойкости контактной пары, а именно, к увеличению числа срабатываний с 200 тыс.до 1,4-2 млн. Дальнейшее снижение серебра в композиции графит - серебро не приводят к повышению износостойкости и уменьшению переходное сопротивление с сохранением стабильности этих параметров в процессе эксплуатации контактов. Это обусловлено качественным состоянием графита, который находится в составе композиционного материала (вариант ВАР 112Д), (сажа, графит, пек каменноугольный, бакелитовый лак, которые не позволяют получать постоянные электротехнические и механические свойства материала, в случае изготовления контактов по технологии традиционной порошковой металлургии. Уменьшение графитовой и увеличение металлической (серебра) составляющей в композиционном материале, ведет, с одной стороны, к повышению стабильности переходного электрического сопротивления, а с другой, значительно увеличивает вероятность сваривания контактов, уменьшает коммутационную стойкость и увеличивает их стоимость.
Известен мелкозернистый плотный графит (http://www.rostopt.ru/mpg.html) изготовленный по высокотемпературной технологии, физические свойства которого удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к контактным материалам. Однако его использование в качестве материала для изготовления контакт-деталей в исходном состоянии практически невозможно по причине нестабильности и высокого значения переходного контактного сопротивления. Изготовление композиционного электрического контакта из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкOм*м, прочностью на сжатие не менее 60МПа, зольностью не более 0.3% и объемной пористостью 15-25%, и добавками металлического серебра распределенного во внутреннем объеме графитовой основы в порах в количестве не менее 10% от объема пор, а на поверхности графитовой основы с образованием не сплошного поверхностного покрытия толщиной до 10 мкм. позволяет увеличить коммутационную стойкость контактов, повысить стабильность переходного электрического сопротивление контактной пары в процессе коммутаций, и при этом исключить свариваемость контактов. Прочность на сжатие материала не менее 60 МПА, при высокой точности изготовления, позволит не разрушать зону контакта контакт-детали с держателем при ее закреплении и тем самым повысить качество закрепления. Использование мелкозернистого плотного графита зольностью не более 0,3%, позволит значительно повысить ресурс работы контактов за счет снижения интенсивности износа. Это связано с тем, что основным механизмом износа коммутационных контактов является фреттинг, когда в зоне контакта накапливаются частицы износа и окислов, образуя непроводящий слой и способствуя, нарушению проводимости контактов (см. Мышкин Н.К и др. Электрические контакты. Издательский Дом «Интеллект» стр.248-250). Минимальное образование металлических частиц износа и окислов в поверхностном слое (покрытие не сплошное и имеет малую толщину), способствует быстрому образованию оптимального пятна контакта, а наличие пористости не способствует накоплению продуктов износа. Графитовая основа, при наличии пористости в пределах 15-25%. уменьшает вероятность схватывания (сваривания) с поверхностью ответного контакта, что так же приводит к уменьшению интенсивности изнашивания обоих контактирующих поверхностей контактов. По мере износа контактов, содержание металлических продуктов износа в контактной зоне не увеличивается, что также стабилизирует переходное сопротивление между контактами. Предельные значения предела прочности на сжатие, удельного сопротивления, зольности и пористости были определены опытным путем. Значительное влияние на стабильность контактного электрического сопротивление оказывает состояние металлической добавки серебра, т.е. где и как эта добавка распределена в объеме материала. В данном случае металлическая добавка серебра находится в порах графитовой основы в виде отдельных вкраплений чистого серебра контактирующих между собой и образующих отдельные цепочки, имеющие хорошую прочность сцепления с внутренней поверхностью пор. Такое распределение металлического серебра способствует значительному снижению контактного электрического сопротивления и стало возможным за счет изменения всей технологии получения композиционного электрического контакта.
Для практической реализации заявляемого композиционного электрического контакта использовали в качестве материала основы конструкционный графит марки МПГ7, имеющий объемную пористость 18%, удельным электросопротивлением 12 мкOм*м, прочностью на сжатие не менее 60МПа, зольностью не более 0.3%. Партию контакт-деталей требуемой пространственной формы специальным инструментом вытачивали из графита марки МПГ7. Затем контакт-детали пропитывали этиловым спиртом при температуре 20°С., пропитанные контакт-детали помещали в подготовленный водный раствор нитрата серебра плотностью 1,5 г/см3 при температуре 20°С и производили нагревание раствора до температуры 100°С, выдерживали при данной температуре 12 минут, затем охлаждали раствор с находящимися в нем контакт-деталями до температуры 20°С, вынимали контакт-детали из раствора, промывали в дистиллированной воде, помещали в контейнер и засыпали древесным углем, контейнер помещали в печь и нагревали охлаждение проводили вместе с печью.
Полученные контакт-детали монтировали на контактные пружины, устанавливали в реле НМШ-1440 и испытывали при коммутации замыкающим контактом активной нагрузки 2А, 24В. Результаты испытаний заявляемого композиционного электрического контакта представлены в таблице в сравнении с контакт-деталью (прототипом), содержащей 40% масс. серебра, остальное - углерод.
Результаты сравнительных испытаний
Параметр | Прототип | Заявляемый композиционный электрический контакт | Примечание |
Количество металлической компоненты в материале конструкции, масс.% | 35-40 | 5-7 | |
Электрическое сопротивление, Ом, исходное состояние | 0,42 | 0,02 | |
Износ после 500 тыс. коммутаций постоянного тока в паре с серебряным контактом, мм | 0,5 | 0,10 | Параметры коммутируемого тока: 24В, 2А, плюсовой провод на испытуемом контакте |
Износ после 1000 тыс.коммутаций | 0.8 | 0,12 | |
Износ после 2000 тыс.коммутаций | 2,34 | 0,15 | Обрыв цепи в контактной паре прототипа |
Количество отказов (свариваний) на 1000 коммутаций в паре с серебряным контактом | 6 | нет | Испытание методом закорачивания конденсатора емкостью 10000 мкФ, заряженного напряжением 24В |
Как видно из таблицы, начальное; сопротивление в контактных парах прототипа и предлагаемого технического решения значительно отличаются.
Износостойкость, характеризуемая количеством коммутаций, увеличивается более чем в 6 раза, свариваемость контактов не наблюдается. В процессе испытаний предлагаемого технического решения не наблюдалось обильного графитового распыления в отличии контактов прототипа, что повышает надежность работы реле в целом, обеспечивается стабильность переходного электрического сопротивления и исключает свариваемость контактов при импульсных токовых перегрузках (в аварийных режимах).
Claims (1)
- Композиционный электрический контакт, выполненный из материала, содержащего графитовую основу и металлические добавки серебра, отличающийся тем, что графитовая основа выполнена из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкOм∙м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,3% и объемной пористостью 15-25%, металлическая добавка распределена во внутреннем объеме графитовой основы в порах в количестве не менее 10% от объема пор, а на поверхности графитовой основы частицы металлической добавки образуют несплошное поверхностное покрытие толщиной до 10 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009137411/22U RU90931U1 (ru) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Композиционный электрический контакт |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009137411/22U RU90931U1 (ru) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Композиционный электрический контакт |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU90931U1 true RU90931U1 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=42121325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009137411/22U RU90931U1 (ru) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | Композиционный электрический контакт |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU90931U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451355C1 (ru) * | 2011-03-31 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии) | Контакт-деталь и способ ее изготовления |
RU176664U1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-01-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | Композитный электрический контакт |
RU2716234C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический центр углеродных и композиционных материалов" | Способ изготовления электрического контакта и композиционный электрический контакт |
RU2820331C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2024-06-03 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | Способ производства контактов для электромеханического реле на основе графита, контакт, выполненный таким способом, и электромеханическое реле |
-
2009
- 2009-10-09 RU RU2009137411/22U patent/RU90931U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451355C1 (ru) * | 2011-03-31 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии) | Контакт-деталь и способ ее изготовления |
RU176664U1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-01-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | Композитный электрический контакт |
RU2716234C1 (ru) * | 2018-12-18 | 2020-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический центр углеродных и композиционных материалов" | Способ изготовления электрического контакта и композиционный электрический контакт |
RU2820331C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2024-06-03 | Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц") | Способ производства контактов для электромеханического реле на основе графита, контакт, выполненный таким способом, и электромеханическое реле |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101649401B (zh) | Ag-Ni-氧化物电触头材料及其制备方法 | |
RU90931U1 (ru) | Композиционный электрический контакт | |
CN101707146B (zh) | Ag基电触头材料及其制备方法 | |
CN105728713A (zh) | 一种石墨烯增强的复合铜基触点材料及其制备工艺 | |
CN112658243B (zh) | 一种CuW/CuCr整体触头的制备方法 | |
CN101345142B (zh) | 一种Ti3SiC2多层复合结构电触头材料及其制备工艺 | |
CN106735207B (zh) | 一种高致密度Cu/CuCr梯度复合材料的制备方法 | |
JP2015196903A (ja) | Ag/SnO2電気接点用粉末、Ag/SnO2電気接点材料及びそれらの製造方法 | |
RU2400852C1 (ru) | Композиционный электрический контакт и способ его изготовления | |
CN107146650B (zh) | 一种Ag-MXene触头材料及制备方法和用途 | |
US20210310142A1 (en) | Silver-graphene composite coating for sliding contact and electroplating method thereof | |
RU176664U1 (ru) | Композитный электрический контакт | |
EP3643428A1 (en) | Copper powder for layer molding, and layer molded product thereof | |
CN106903325B (zh) | 银-氧化锡电接触材料的制备方法及其制成的电接触材料 | |
JP5498709B2 (ja) | 金属黒鉛質ブラシ | |
RU2380781C1 (ru) | Материал для электрических контактов и способ изготовления электрических контактов | |
RU81921U1 (ru) | Контакт-деталь | |
US20200147682A1 (en) | Lamination shaping copper powder and laminated and shaped product | |
RU2451355C1 (ru) | Контакт-деталь и способ ее изготовления | |
US2789187A (en) | Electrical contact devices, particularly for high switching frequency and high current loading | |
JP2014007096A (ja) | 継電器 | |
RU107396U1 (ru) | Контакт-деталь | |
EP3261104B1 (en) | Sintered electrical contact materials | |
JP5134166B2 (ja) | 電気接点材 | |
JP2013194304A (ja) | 通電摺動部材及びこれを用いたパンタグラフ並びに当該通電摺動部材の製造方法及び修理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130211 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171010 |