Сребърен електрически контактен материал
Изобретението се отнася до праховата металургия, по-специално до синтеровани материали на основата на сребро, например за електрически контакти. Изобретението създава технически ефект, който се състои в увеличаване на експлоатационния живот на контактите чрез увеличаване на комутационната износоустойчивост на материала и намаляване на спада на напрежението в контактния възел. Предложен е материал за електрически контакти на базата на сребро със следния състав (в тегл.%): никел 9,0-24,8, ниобий 0,5-7,0, останалото сребро. Предложеният материал има износване при превключване (4,50-4,85)10 -7 G/цикъл и спад на контактното напрежение (13-200) при ток 32А. 1 табл.
Изобретението се отнася до праховата металургия, по-специално до синтеровани материали на основата на сребро, например за електрически контакти.
Електрическите контакти, използвани в хомогенни двойки в комутационно оборудване за ниско напрежение (NVA), което работи при номинални токове до 25 A, са направени от сребърно-никелова композиция, съдържаща от 10 до 40 тегл. никел. Такива контакти имат доста ниско контактно съпротивление и относително висока устойчивост на износване при превключване. Увеличаване на експлоатационния живот на сребърно-никелови контакти се постига чрез въвеждане в състава им на огнеупорни метали, оксиди или карбиди [1] Известен е синтерован материал за електрически контакти, съдържащ 20 тегл. никел, останалото е сребро [2] Електрическите контакти от този материал са намерили приложение в магнитни стартери от марката PML-2000 V (номинален ток 25 A). Недостатъкът на този материал е недостатъчно висока устойчивост на износване при превключване и относително висок спад на контактното напрежение.
Най-близо до претендираното техническо решение, избрано като прототип, е материалът за електрически контакти на базатасребро [3] със съдържание (тегл.): никел 0,1-0,5, ниобий 0,1-0,5, манган 0,5-1,0, останалото сребро. Недостатъкът на този материал е краткият експлоатационен живот поради ниската устойчивост на износване при превключване.
Целта на изобретението е да се увеличи експлоатационният живот на контактите чрез увеличаване на устойчивостта на износване при превключване и намаляване на спада на напрежението в контактния възел.
Целта се постига с факта, че материалът за електрически контакти на базата на сребро, съдържащ никел и ниобий, тези компоненти съдържат в следното съотношение (тегл.): никел 9,0-24,8, ниобий 0,5-7,0, останалото сребро.
Сравнителният анализ на предложеното решение с прототипа ни позволява да заключим, че заявеният състав на материала за електрически контакти на базата на сребро се различава от известния, освен в прототипа, съотношението на компонентите. Следователно претендираното решение отговаря на критерия за "новост".
При изучаване на други известни технически решения в тази област на техниката не са идентифицирани състави от материали на базата на сребро, съдържащи както никел, така и ниобий. Следователно характеристиките, които отличават заявения материал от прототипа, осигуряват на заявеното техническо решение критерия "изобретателско ниво".
Изобретателният материал на базата на сребро за електрически контакти се произвежда чрез прахова металургия. Изходните материали за производството на заряда са прахове от сребро, никел и ниобий с промишлена чистота с фракция 56 микрона. Компонентите се смесват при стайна температура в смесител "пияна бъчва" в продължение на 8 часа.От получения заряд се пресоват контакти във форми със сила 250-300 MPa, синтероват се при температура 870 o C във водородна атмосфера за 1 час, калибрират се при 1000 MPa и се отгряват при температура от450 o C в атмосферата за 0,5 h.
Произвежданите контакти са с размери: диаметър 6,0 мм, височина 2,0 мм и отговарят на ГОСТ 3884-77 (типоразмер РР0620).
Износването и съпротивлението на контактите при превключване се определят на стенда U-I, на който контактите превключват веригата AC 380 V, 32 A, 50 Hz, cos = 0,8. Разделянето на контактите се извършва от електромагнит на разстояние 7,0 mm със средна скорост 0,3 m / s, а намаляването се извършва с помощта на пружина, която осигурява контактно налягане от 5 N. Продължителността на изпитване на всяка контактна двойка от същия състав: (1-5) 10 4 цикъла.
Износването при превключване се определя от намаляването на общата маса на контактите по време на теста и се измерва в g/цикъл. Контактното съпротивление се дефинира като спад на напрежението (в mV) през контактното съединение, когато контактите са затворени, пренасяйки ток от 32 A при напрежение от 200 V.
Резултатите от определянето на износването при превключване и спада на контактното напрежение са дадени в таблицата.
Както следва от таблицата, контактните материали на предложения състав (позиции 2-4, 7, 8) имат повишена устойчивост на износване при превключване (ниско износване при превключване). Когато съдържанието на ниобий (стр. 1) и никел (стр. 6) надвишава заявената долна граница, износването при превключване се увеличава до нивото на износване на базовите контакти KMK-A36 (стр. 11) и става по-голямо износване на контактите на прототипа (стр. 10). Когато съдържанието на ниобий (стр. 5) и никел (стр. 9) надвиши заявената горна граница, износването на превключвателя също се увеличава. В същото време контактите, съдържащи ниобий и никел над декларираната горна граница (позиции 5, 9), имат максимален спад на контактното напрежение.
По този начин, ниско износване при превключване и задоволителен спад на напрежението имат контактни материали, съдържащи 9-24,8 тегл.никел, 0,5-7,0 тегл. ниобий, сребро останалото.
Източници на информация 1. T.G.Kutsenok. Спечени електроконтактни материали на базата на сребро.
Прах металургия, 1985, N 7, с. 101-105.
Германски патент N 1279937, кл. 40 инча, 5/00, 1968 г.
Материал за електрически контакти на базата на сребро, съдържащ никел и ниобий, характеризиращ се с това, че съдържа компоненти в следното съотношение, тегл.
Никел 9,0 24,8 Ниобий 0,5 7,0 Сребро Други