SE443313B - Sett att framstella en tvaskiktig kontaktbrygga - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 H0 7804874-1 2 Enligt uppfinningen används en tváskikts pulverplât, före- trädesvis av utgângsmetallen järn, vilken pressas samman med ett kopparskikt, sintras i skyddsgas och efter kalibrering av den pres- sade plåten på nytt sintras i skyddsgas, varefter färdigpressning företas i form av så kallad vârtflytpressning. Kallformning av sint- rat järn genom vårtflytpressníng är i och för sig känd (exempelvis tidskriften Industrieanzeiger 101 (1971): 93, 3 dec., s. 2563), men enbart användningen av denna kända pressmetod leder inte till resul- tat, eftersom vid de kända kallformningsförfarandena, vid vilka ute- slutande enskiktsdetaljer används, sintringstemperaturen kan väljas optimalt, exempelvis så att den ligger mellan 0,8 och 0,9 Tm, varvid Tm = smälttemperatur i °K, varigenom restporositeten kan komma att ligga under 15%. Vid användning av en tvâskikts sintrad kropp är g sintringsförhâllandena ogynnsammare, eftersom smältpunkten för den först smältande metallen, i föreliggande fall koppar, inte får över- skridas. Samtidigt är inte heller användning av optimala presstryck om S00-600 MN ' m_2 möjlig för komprimering av Fe-pulvret, eftersom därvid Cu-skiktet skulle bli alltför komprimerat. Genom en sådan alltför stark plastisk deformering av Cu-kornen uppträder därvid dels korrosion av verktyget och dels stark blåsbildning vid sintringen på grund av inneslutna gaser. ' Av den anordningen måste presstrycket begränsas till området 200 - H00 MN - m-2. Detta leder tillsammans med den för flytning av Fe-pulvret alltför låga sintringstemperaturen av cirka_1000 °C till en restporositet av cirka 30%. Vid så hög restporositet blir inte en sprickfri kallformning genom vårtflytpressning möjlig. Vid enskikts sinterkroppar är även känt, exempelvis genom särtryck ur tidskriften "Maschinenmarkt“, förlag Vogel, 7ß (l868):11 och 19 och 29, artikeln “Zahnräder aus Sinterwerkstoffen“, tabell 1, sinterstål kända för dy- namiskt högpåkända delar genom framställning i tre tillverkningssteg, nämligen pressning, sintring, efterpressning, sintring, kalibrering.

I det fallet föreligger dock inte de problem som råder vid tvâskikts sinterkroppar, eftersom i det kända fallet inte den elektriska led- ningsförmågan spelar någon roll. . 0 Såsom fördelaktig sintringstemperatur har 1000 °C visat sig va- ra i de fall då koppar och järn ingår i en tvåskikts sinterkropp.

Företas pressningen vid ett tryck av cirka 200 MN - m_2, kali- breringen vid 800 MN ~ m_2 och vàrtflytpressningen vid 2000 MN ~ m_2, så erhålles optimala egenskapsvänden för kontaktbryggan. Trycket 2000 MN ° m'2 är nödvändigt för att förhållandevis skarpa ändkanter skall 15 ZÛ 25 35 H0 10 5 7804874-1 kunna erhållas. Trycket kan reduceras, om större rundningar kan till- làtas. s Skall även själva kontaktytorna kunna förbindas med kontaktbryg~ gan 1 ett enda arbetsförlopp, är det lämpligt, om den av två skikt uppbyggda pulverplâten består av koppar-zirkonium (CuZr) såsom kon- taktbrygga och företrädesvis av silver-metalloxidämnen såsom kontakt- delsmaterial, varvid i det fallet på grund av det eutektikum som bil- das mellan Cu och Ag, en sintringstemperatur av endast 780 °C används.

Zirkoniumtillsatsen valdes för att hållfastheten hos bryggan skulle bli större vid användning av koppar.

Formen på kontaktbryggan framgår av bifogade ritning. Pâ denna visar fig. 1 en vy underifrån och fig. 2 en längdgenomskärning av kontaktbryggan. ' Bärkroppen betecknas med 1 och kopparskiktet har referensnumret 2. Enligt vad som framgår av ritningen är de_längsgâende kanterna 3 förhållandevis tunnväggiga medan ändkanterna H är tjockare i förhål- landet 5:2, för att kunna tjäna såsom fotpunktsmaterial för ljusbägen. Ändkanterna måste ha rätvinkligt tvärsnitt, för att en icke visad dämpningsfjäder skall kunna hindras från att glida ut ur den skål- formiga urtagningen. Tjockleken av skålens botten 5 skall vara för- hållandevis tunn, för att inte kontaktbryggan skall blir onödigt tung.

I det fallet sätts dock formningstekniska gränser. De på kopparskiktet 2 pålödda kontaktskikten visas inte på ritningen.

Exempel: Som utgångspulver användes järn och koppar. Den undre presskolven är i mittpartiet försedd med en fördjupning, vilken fylls med koppar.

Därigenom uppkommer av le ningsförmågeskäl tjockare kopparskikt mellan kontakterna, medan kontaktskiktsytorna erhåller ett tunnare skikt som ledunderlag. För järn-kopparkroppen valdes ett presstryck av 200 MN ' m_2 till skillnad från det annars vid järn vanliga trycket 500 - 600 MN ' m_2, för att tilltäppning av verktyget genom kopparpulvret skulle förhindras. Matrisen smordes frân tid till annan med smörjmedel. Pâ grund av höjdskillnaden i bryggans mittområde erhöll man en presskropp med olika täthet, vilket dock vid flytpressning visade sig utgöra en fördel. Sintringen skedde antingen i extra renad kvävgas såsom skydds- gas vid 1000 OC resp. i formeringsgas såsom skyddsgas. Eftersom poro- siteten efter den första sintringen fortfarande var cirka 30% för hög för flytpressformning kalibrerades kroppen med 800 MN - m'2 och sintra- des därefter åter under lika betingelser. Den andra värmebehandlingen åstadkom utöver den hållfasthetsökande síntringsnffckten hos de vid 10 15 2o 7804874-1 4 kalibreringen sammantryckta porerna även mjukglödgning av materialet för efterföljande flytpressningssteg. Genom dessa åtgärder uppnäddes en porositet i kontaktområdet av 1,5 - 2%, i míttomrâdet på grund av den där rådande större materialtjockleken cirka 8%. För flytpress- ningen smordes kroppen med fett.

Det tunna kopparskiktet visar sig vara fördelaktigt vid form- ningen. Eftersom koppar lättare formas än järn utfyller koppar de områden, i vilka järn på grund av den högre formningshållfastheten och den alltför ringa materialtjockleken inte kan flyta ut, varför man i området med lödytorna erhöll en skarpkantad kontaktbrygga utan grader, vilket är särskilt fördelaktigt för pálödningen av ett kon- taktskikt.

Pâ grund av den efter pressförloppet genom kalibreringen er- hållna porositetsskillnaden i kontaktomrâdet jämfört med mittomrâdet underlättas formningen av kontaktbryggan till önskad form väsentligt.

Vid kontaktmaterial flyter materialet i mittområdet från början mycket starkt in i de tunna längsgående kanterna, vilka därigenom flyter ut alltför starkt. Vid användning av en sintrad kropp komprimeras dock järn till en början i övervägande grad i mittomrâdet på grund av den högre porositeten, medan det vid bryggans ändområde flyter ut i änd- kanterna. Därigenom förklaras den vid en sintrad kropp likformigt goda utfyllnaden av ändkanterna och längskanterna.

Claims (1)

5 7804874-1 Patentkrav

1. Sätt för framställning av bärdelar, som består av ett elektriskt väl ledande kontaktskikt av koppar och en träg- formig bärkropp, för kontaktytor på kontaktbryggor i elektriska kopplingsapparater, k ä n n e t e c k n a t av att ett tvåskiktígt pulverråämne av ett skikt (1) av pulverformígt järn för bärkroppen och ett skikt (2) av pulverformig koppar för ytskiktet först pressas vid ett tryck av mellan cirka Z00 och 400 meganewton per kvadratmeter, därefter sintras i skyddsgas vid cirka 1000°C och efter kalibrering av råämnet vid tryck inom området 600-1000 meganewton per kvadratmeter återigen sintras i skyddsgas, varefter färdígpressning i form av vårtflytpressníng företas med ett presstryck, som väljs i motsvarighet till önskade kantradier hos randdelar. Z. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att pressningen företas vid ett tryck av cirka 200 meganewton, att kalibreríngen företas vid ett tryck av cirka 800 meganewton och att vårtflytpressningen företas vid ett tryck av cirka 2000 meganewton per kvadratmeter.