RU2567418C1 - Production of copper-based composite for electric contacts - Google Patents
Production of copper-based composite for electric contacts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567418C1 RU2567418C1 RU2014124082/02A RU2014124082A RU2567418C1 RU 2567418 C1 RU2567418 C1 RU 2567418C1 RU 2014124082/02 A RU2014124082/02 A RU 2014124082/02A RU 2014124082 A RU2014124082 A RU 2014124082A RU 2567418 C1 RU2567418 C1 RU 2567418C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- copper
- graphite
- chromium
- alloy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству графитсодержащих композиционных материалов электротехнического назначения на основе меди, и может использоваться в электротехнической промышленности для изготовления электрических разрывных контактов низковольтной аппаратуры.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the production of graphite-containing composite materials for electrical purposes based on copper, and can be used in the electrical industry for the manufacture of electrical breaking contacts of low-voltage equipment.
Разрывные электрические контакты в процессе работы при соударениях и горении электрической дуги испытывают большие силовые и температурные нагрузки, в результате чего происходит деформирование (смятие) и электродуговой износ (электроэрозия) коммутирующих поверхностей, а также их окисление в присутствие кислорода воздуха. Одной из основных характеристик, определяющих работу электрических контактов, является их высокая износостойкость электропроводность. В связи с этим в их состав вводят добавки, упрочняющие матрицу (например, тугоплавкие металлы и соединения), и восстановители (чаще всего графит).Explosive electrical contacts during operation during collisions and burning of an electric arc experience large power and temperature loads, resulting in deformation (crushing) and electric arc wear (electroerosion) of the switching surfaces, as well as their oxidation in the presence of atmospheric oxygen. One of the main characteristics that determine the operation of electrical contacts is their high wear resistance electrical conductivity. In this regard, additives that strengthen the matrix (for example, refractory metals and compounds) and reducing agents (most often graphite) are introduced into their composition.
Широко известны способы получения композиционных материалов медь-графит для разрывных электроконтактов на основе меди спеканием порошковых компонентов. Вследствие отсутствия смачиваемости графита расплавом меди такие сплавы по литейным технологиям не получают.Widely known methods for producing composite materials of copper-graphite for discontinuous electrical contacts based on copper by sintering of powder components. Due to the lack of wettability of graphite with a copper melt, such alloys do not receive casting technology.
Известен способ изготовления электрических контактов для низковольтной аппаратуры на основе меди с добавлениями графита, а также оксидов тантала и кобальта или цинка, включающий смешивание исходных порошков между собой в сухом виде, прессование и спекание в течение 1-2 часов при 960°C в защитной атмосфере азота, водорода или в вакууме. Полученные контакты подвергают допрессовке и последующему отжигу при 450-500°C в защитной атмосфере в течение 30 мин. Данный материал, изготовленный в соответствии с известным способом, обладает удовлетворительными механическими и электрическими характеристиками, однако может применяться только в производстве контактов для низковольтной аппаратуры (авторское свидетельство СССР №139379, С22С 1/05, «Бюллетень изобретений» №13 1961 г.).A known method of manufacturing electrical contacts for low-voltage equipment based on copper with the addition of graphite, as well as oxides of tantalum and cobalt or zinc, comprising mixing the initial powders with each other in dry form, pressing and sintering for 1-2 hours at 960 ° C in a protective atmosphere nitrogen, hydrogen or in a vacuum. The obtained contacts are subjected to pre-pressing and subsequent annealing at 450-500 ° C in a protective atmosphere for 30 minutes. This material, made in accordance with the known method, has satisfactory mechanical and electrical characteristics, but can only be used in the manufacture of contacts for low-voltage equipment (USSR copyright certificate No. 139379, C22C 1/05, “Bulletin of inventions” No. 13 of 1961).
Кроме того, к недостаткам способа относится трудоемкость, длительность и многоступенчатость технологического процесса, а также пористость получаемых спеченных материалов, обусловленная существованием замкнутых пор на границе медь-графит вследствие инактивности меди к углероду, и остаточная пористость, характерная для всех спеченных изделий, связанная с технологией изготовления. Пористость существенно ухудшает функциональные свойства материалов, в частности твердость, электропроводность и электроэрозионную стойкость (В.И. Раховский и др. Разрывные контакты электрических аппаратов. М.-Л:: Энергия, 1966, с.202).In addition, the disadvantages of the method include the complexity, duration and multi-stage process, as well as the porosity of the obtained sintered materials due to the existence of closed pores at the copper-graphite boundary due to the inactivity of copper to carbon, and the residual porosity characteristic of all sintered products associated with technology manufacture. Porosity significantly impairs the functional properties of materials, in particular, hardness, electrical conductivity, and electrical discharge resistance (V.I. Rakhovsky et al. Discontinuous contacts of electrical apparatuses. M.-L :: Energy, 1966, p.202).
Известен способ изготовления композиционного материала для электрических контактов на медной основе из порошков графита, меди, алюминия, фосфорной меди и окиси меди (патент РФ №2398656, МПК B22F 3/14, С22С 1/05, опубл. 10.09.2010). Исходные порошки смешивают и подвергают высокоэнергетической обработке в шаровой мельнице до образования гранул материала, представляющего собой матрицу на основе меди с равномерно распределенными в ней упрочняющими частицами в количестве 0,35-0,55 мас. % от общей массы. Далее смесь прессуют, спрессованную заготовку уплотняют путем экструдирования в нагретом состоянии. Полученный материал имеет высокие значения электропроводности, электродугового износа и температуры разупрочнения.A known method of manufacturing a composite material for electrical contacts on a copper basis from powders of graphite, copper, aluminum, phosphoric copper and copper oxide (RF patent No. 2398656, IPC B22F 3/14, C22C 1/05, publ. 09/10/2010). The starting powders are mixed and subjected to high-energy processing in a ball mill until the granules of the material are formed, which is a copper-based matrix with strengthening particles uniformly distributed in it in an amount of 0.35-0.55 wt. % of the total mass. Then the mixture is pressed, the pressed billet is compacted by extrusion in a heated state. The resulting material has high values of electrical conductivity, electric arc wear and softening temperature.
К недостаткам способа относятся не только трудоемкость его осуществления, но и загрязнение материала продуктами разрушения мелющих тел шаровой мельницы, а также карбидом алюминия Al4C3, легко образующимся в описанных условиях получения материала. Указанный карбид даже при комнатной температуре может взаимодействовать с влагой воздуха, образуя метан и гидроксид алюминия. Однако авторы способа, к сожалению, не проанализировали возможность разрушения коммутирующих поверхностей при наличии влаги воздуха.The disadvantages of the method include not only the complexity of its implementation, but also the contamination of the material by the products of the destruction of the grinding bodies of the ball mill, as well as aluminum carbide Al 4 C 3 , easily formed under the described conditions for obtaining the material. The specified carbide even at room temperature can interact with air moisture, forming methane and aluminum hydroxide. However, the authors of the method, unfortunately, did not analyze the possibility of destruction of commuting surfaces in the presence of air moisture.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения композиционного сплава на основе меди электротехнического назначения, включающий расплавление меди, введение в медный расплав смеси порошковых компонентов, содержащей графит и хром, при вертикальной низкочастотной вибрации тигля с расплавом (Химическая физика и мезоскопия. 2013. Т. 15. №2. С. 262-269). Для получения литых композитов с содержанием 10-20 мас. % Cr, 4-5 мас. % C использовались порошки различных фракций: хром, как крупный (100-500) мкм, так и мелкий (1-100) мкм, графит с размером частиц (1-500) мкм.Closest to the proposed invention is a method for producing a composite alloy based on copper for electrical purposes, including melting copper, introducing a mixture of powder components containing graphite and chromium into a copper melt during vertical low-frequency vibration of the crucible with the melt (Chemical Physics and Mesoscopy. 2013. T. 15. No. 2. S. 262-269). To obtain cast composites with a content of 10-20 wt. % Cr, 4-5 wt. % C, powders of various fractions were used: chromium, both large (100-500) microns, and fine (1-100) microns, graphite with a particle size of (1-500) microns.
Недостатками описанного способа являются технологические сложности осуществления колебания тигля с расплавом, особенно при больших объемах расплава, а также необходимость дополнительного перемешивания расплава с твердыми компонентами для получения однородной структуры литого сплава. Кроме того, получаемый материал имеет низкую и неоднородную по сплаву твердость и повышенное электросопротивление, обусловленные присутствием крупных частиц графита в структуре композиционного сплава и хрома в кристаллической решетке медной матрицы.The disadvantages of the described method are the technological difficulties of the oscillation of the crucible with the melt, especially with large volumes of the melt, as well as the need for additional mixing of the melt with solid components to obtain a homogeneous structure of the cast alloy. In addition, the resulting material has a low and non-uniform alloy hardness and high electrical resistance due to the presence of large particles of graphite in the structure of the composite alloy and chromium in the crystal lattice of the copper matrix.
Задача, которая решается настоящим изобретением, заключается в удешевлении и упрощении способа получения композиционного материала медь-графит, в котором графит находится в составе структурных комплексов «ядро (графит) - оболочка (карбиды хрома)».The problem that is solved by the present invention is to reduce the cost and simplify the method of producing composite material copper-graphite, in which graphite is part of the structural complexes "core (graphite) - shell (chromium carbides)".
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение способа получения композиционного материала медь-графит электротехнического назначения, обладающего повышенными функциональными свойствами за счет механической активации процесса образования карбидной оболочки вокруг включений графита и равномерного распределения структурных комплексов «графит - карбидная оболочка» в расплаве меди.The technical result of the claimed invention is to simplify the method of producing a composite material of copper-graphite for electrical purposes, which has increased functional properties due to the mechanical activation of the process of formation of a carbide shell around graphite inclusions and the uniform distribution of the graphite-carbide shell structural complexes in the copper melt.
Указанный результат достигается в способе получения композиционного материала на основе меди для электрических контактов, включающем расплавление меди, введение в медный расплав смеси порошковых компонентов, содержащей графит и хром, с одновременным воздействием на полученный расплав вертикальными низкочастотными колебаниями, последующую кристаллизацию расплава, согласно изобретению смесь порошковых компонентов вводят в медный расплав при температуре 1030-1300°C при следующем соотношении, мас.%:This result is achieved in a method for producing a copper-based composite material for electrical contacts, including melting copper, introducing a mixture of powder components containing graphite and chromium into a copper melt, simultaneously applying vertical low-frequency vibrations to the obtained melt, subsequent crystallization of the melt, according to the invention, a powder mixture the components are introduced into the copper melt at a temperature of 1030-1300 ° C in the following ratio, wt.%:
и следующем фракционном составе используемых порошков, мкм: графит, хром - 0,1-10,0 мкм, а механическую активацию расплава низкочастотными колебаниями с частотой 40-100 Гц проводят в неподвижной емкости вибрирующим поршнем-активатором, погруженным в расплав и обеспечивающим интенсивное перемешивание во всем объеме расплава в течение 1-10 минут.and the following fractional composition of the powders used, microns: graphite, chromium - 0.1-10.0 microns, and melt mechanical activation by low-frequency vibrations with a frequency of 40-100 Hz is carried out in a stationary container by a vibrating activator piston immersed in the melt and providing intensive mixing in the entire volume of the melt for 1-10 minutes.
Предлагаемый способ получения композиционных материалов медь-графит по литейной технологии позволяет получать беспористый сплав с высокими функциональными свойствами. Высокая дугостойкость и твердость материала реализуется за счет присутствия свободного графита в структурных комплексах «ядро (графит) - оболочка (карбиды хрома)», равномерно распределенных по всему объему сплаву.The proposed method for producing composite materials of copper-graphite by casting technology allows to obtain a non-porous alloy with high functional properties. High arc resistance and hardness of the material are realized due to the presence of free graphite in the structural complexes “core (graphite) - shell (chromium carbides)”, uniformly distributed throughout the alloy.
Формирование карбидной оболочки вокруг включений графита обеспечивает сохранение графита в медной матрице, невозможное в литых сплавах в отсутствие карбидообразующих элементов (в частности, Cr).The formation of a carbide shell around graphite inclusions ensures the preservation of graphite in a copper matrix, which is impossible in cast alloys in the absence of carbide-forming elements (in particular, Cr).
Полученные композиты обладают беспористой структурой, обусловленной активным движением жидкой меди между твердыми частицами включений, а также отсутствием межфазных границ медь-графит.The resulting composites have a non-porous structure due to the active movement of liquid copper between solid particles of inclusions, as well as the absence of copper-graphite interfaces.
На межфазной границе «медь-графит» медь изолирована от графита слоем карбидов хрома, хорошо смачивающихся расплавом меди (Расплавы. 2009. №5. С. 3-9). Синтез карбидов хрома происходит непосредственно в расплаве меди при небольших его перегревах и воздействии низкочастотной вибрации в течение 1-10 мин.At the copper-graphite interface, copper is isolated from graphite by a layer of chromium carbides that are well wetted by the copper melt (Melts. 2009. No. 5. P. 3-9). The synthesis of chromium carbides occurs directly in the copper melt with its slight overheating and low-frequency vibration for 1-10 minutes.
Таким образом, графит в сплаве находится в составе структурных комплексов «ядро (графит) - оболочка (карбиды хрома)». Карбиды хрома при этом присутствуют в сплаве в двух формах: в виде прослойки между медью и графитом и в виде отдельных дисперсных включений, образовавшихся из наиболее мелких частиц графита.Thus, the graphite in the alloy is a part of the structural complexes “core (graphite) - shell (chromium carbides)”. In this case, chromium carbides are present in the alloy in two forms: in the form of a layer between copper and graphite and in the form of separate dispersed inclusions formed from the smallest particles of graphite.
Применение низкочастотной вибрации поршня-излучателя, погруженного в расплав меди, для замешивания в него порошков графита и хрома при неподвижном тигле с расплавом позволяет не только равномерно распределить матрицу по всему расплаву, но и понизить температуру обработки расплава для более эффективного протекания процесса карбидообразования.The use of low-frequency vibration of a piston emitter immersed in a copper melt to knead graphite and chromium powders in it when the crucible with the melt is stationary allows not only to evenly distribute the matrix throughout the melt, but also to lower the melt processing temperature for a more efficient carbide formation process.
Установлено, что использование согласно изобретению порошков графита и хрома фракций от 0.1 до 10.0 мкм позволяет достичь необходимого эффекта, так как частицы размерами менее 0.1 мкм полностью переходят в карбидную фазу, а более 10.0 мкм - приводят к образованию слишком крупных гетерогенных включений, снижающих механическую прочность коммутирующих поверхностей контакт-деталей.It has been established that the use of graphite and chromium powders of fractions from 0.1 to 10.0 μm according to the invention allows to achieve the desired effect, since particles smaller than 0.1 μm completely transfer to the carbide phase, and more than 10.0 μm lead to the formation of too large heterogeneous inclusions that reduce mechanical strength contact surfaces of contact parts.
Соотношение вводимых порошков графита и хрома определяется условиями работы электроконтактов, требующих определенной стойкости к свариванию, предотвращению окисления и снижению времени горения электрической дуги, и должно обеспечить избыток графита выше стехиометрического соотношения в высшем карбиде хрома.The ratio of the introduced graphite and chromium powders is determined by the operating conditions of the electrical contacts, which require a certain resistance to welding, prevent oxidation and reduce the burning time of the electric arc, and should provide an excess of graphite above the stoichiometric ratio in higher chromium carbide.
Относительное содержание графита менее 0,2% не приводит к заметному повышению электроэрозионной стойкости, а выше 2,0% - снижает механическую прочность электроконтактов.A relative graphite content of less than 0.2% does not lead to a noticeable increase in electrical discharge erosion resistance, and above 2.0% it reduces the mechanical strength of electrical contacts.
Содержание хрома в сплаве менее 0,1 мас. % недостаточно для одновременного обеспечения сплаву способности к его дисперсионному упрочнению и образованию карбидной оболочки вокруг частиц графита, а свыше 1,0 масс. % сильно снижает электропроводность сплава. При этом соотношение вводимых порошков графита и хрома зависит от условий работы электроконтактов, требующих определенной стойкости к их свариванию, предотвращению окисления и снижению времени горения электрической дуги и должно обеспечить избыток графита выше стехиометрического соотношения в высшем карбиде хрома.The chromium content in the alloy is less than 0.1 wt. % is not enough to simultaneously provide the alloy with the ability to its dispersion hardening and the formation of a carbide shell around graphite particles, and more than 1.0 mass. % greatly reduces the conductivity of the alloy. In this case, the ratio of the introduced graphite and chromium powders depends on the operating conditions of the electrical contacts, which require a certain resistance to their welding, prevention of oxidation and a reduction in the burning time of the electric arc, and should provide an excess of graphite above the stoichiometric ratio in higher chromium carbide.
Частота вибрации поршня-активатора, погруженного в расплав, выше или ниже пределов 40-100 Гц не создает активного перемешивания расплава во всем обрабатываемом объеме.The vibration frequency of the activator piston immersed in the melt above or below the limits of 40-100 Hz does not create active mixing of the melt in the entire processed volume.
Время перемешивания расплава с порошками ограничивается снизу (1 мин) - временем, достаточным для образования карбидного слоя на поверхности графитовых частиц и необходимым для равномерного распределения гетерогенных частиц по расплаву, а сверху (5 мин) - сохранением части графита в центре структурных комплексов «ядро (графит) - оболочка (карбид)» и предотвращением коагуляции конгломератов из гетерогенных включений (Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2013, Vol. 54, No.3, pp. 215-219).The mixing time of the melt with the powders is limited from below (1 min) - time sufficient for the formation of a carbide layer on the surface of graphite particles and necessary for uniform distribution of heterogeneous particles over the melt, and above (5 min) - by preserving a portion of the graphite in the center of the “core ( graphite) is a shell (carbide) ”and the prevention of coagulation of conglomerates from heterogeneous inclusions (Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2013, Vol. 54, No.3, pp. 215-219).
Температура замешивания порошков в расплав ограничивается снизу (1030°C) - большой вязкостью расплава, препятствующей перемешиванию жидкости и твердых частиц, сверху (1300°C), - повышением окисляемости меди, а также целью удешевления технологии.The temperature of mixing powders into the melt is limited from below (1030 ° C) - high viscosity of the melt, which prevents the mixing of liquids and solid particles, from above (1300 ° C), by increasing the oxidation of copper, and also to reduce the cost of technology.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Получение материала осуществляется следующим образом. Медный пруток марки M1 расплавляют в печи сопротивления в графитовом тигле под слоем аргона. На зеркало расплава при температуре 1050-1300°C подают смесь порошков графита МГ1 фракции 0,1-10 мкм и хрома фракции 0,1-10 мкм. В расплав погружают поршень-вибратор, изготовленный из графита, прогрев его предварительно до 1000°C. Смесь расплава и порошков обрабатывают колебаниями поршня-вибратора с частотой 40-100 Гц на лабораторной установке. Полученную суспензию разливают по графитовым изложницам размерами 10×10×150 мм. После закалки слитки отжигают на дисперсионное твердение в стандартных для хромовых бронз условиях (450°C в течение 2 часов).The receipt of the material is as follows. M1 grade copper bar is melted in a resistance furnace in a graphite crucible under a layer of argon. A mixture of graphite powders MG1 of a fraction of 0.1-10 microns and chromium of a fraction of 0.1-10 microns is fed to a melt mirror at a temperature of 1050-1300 ° C. A vibrator piston made of graphite is immersed in the melt, preheating it up to 1000 ° C. A mixture of melt and powders is treated with vibrations of a piston-vibrator with a frequency of 40-100 Hz in a laboratory setup. The resulting suspension is poured into graphite molds with dimensions of 10 × 10 × 150 mm. After quenching, the ingots are annealed for dispersion hardening under standard conditions for chrome bronzes (450 ° C for 2 hours).
Структуру полученных сплавов исследовали на шлифах поперечного разреза слитков на инвертированном металловедческом микроскопе OLIMPUS GX-51. На трех различных участках слитков измеряли структурно-чувствительные физико-механические свойства сплавов - твердость по Бринеллю (нагрузка 250 кг, диаметр шарика 5 мм) и удельную электропроводность (ρ) на микроомметре ИКС-5.The structure of the obtained alloys was studied on cross section sections of ingots using an OLIMPUS GX-51 inverted metal science microscope. In three different sections of the ingots, the structurally sensitive physicomechanical properties of the alloys were measured - Brinell hardness (load 250 kg, ball diameter 5 mm) and electrical conductivity (ρ) on an IKS-5 microohmmeter.
Для сравнения электроэрозионной стойкости композиционных материалов (износ под воздействием электрической дуги), полученных по способу-прототипу и заявляемому способу, из полученных сплавов и меди марки M1 были изготовлены контакт-детали с плоской поверхностью (ГОСТ 3884-77) высотой 20 мм и диаметром 10 мм. Сравнительные испытания контакт-деталей на электроэрозию проводили на лабораторном испытательном стенде, имитирующем работу контактора переменного тока (испытательный ток 100 А, напряжение 25 В). Изменение массы контакт-деталей измеряли после их работы в течение 5000 рабочих циклов включение-отключение.To compare the erosion resistance of composite materials (wear under the influence of an electric arc) obtained by the prototype method and the claimed method, contact parts with a flat surface (GOST 3884-77) 20 mm high and 10 mm in diameter were made from the obtained alloys and copper of grade M1 mm Comparative tests of contact parts for electroerosion were carried out on a laboratory test bench simulating the operation of an AC contactor (test current 100 A, voltage 25 V). The change in the mass of contact parts was measured after their operation for 5000 operating cycles on-off.
Условия получения сплавов, их физико-механические свойства и результаты испытаний на эрозионную стойкость приведены в Таблице.The conditions for producing alloys, their physico-mechanical properties and the results of erosion resistance tests are shown in the Table.
В качестве образцов сравнения были выбраны медь марки M1 и сплав, приготовленный по способу-прототипу, полученный в условиях, указанных в Таблице.Copper of grade M1 and an alloy prepared by the prototype method obtained under the conditions specified in the Table were selected as reference samples.
Все измеренные свойства являются функциональными: твердость определяет несминаемость соударяющихся контакт-деталей, электросопротивление - их проводящую способность и температуру разогрева, коммутационный износ - работоспособность коммутирующих поверхностей.All measured properties are functional: hardness determines the crush resistance of colliding contact parts, electrical resistance - their conductive ability and heating temperature, switching wear - the operability of commuting surfaces.
Сравнение функциональных свойств сплава-прототипа (№1) и сплава по заявляемому способу (№2), различающихся лишь способом обработки расплава низкочастотными колебаниями, показывает, что сплав-прототип обладает гораздо большим разбросом значений физико-механических свойств и более высоким (на порядок) электроэрозионным износом. Исследования структуры показали, что причиной разброса твердости и электропроводности по длине слитка является сильно макронеоднородное строение сплава, проявляющееся в неравномерном распределении включений графита по объему, а также наличие крупных включений частично нерастворенных в меди частиц хрома и недиспергированного графита. На практике такая неоднородность сплава и наличие слабых мест в его структуре приводит к дестабилизации и быстрому выходу из рабочего состояния электроконтактов, изготовленных из такого сплава.A comparison of the functional properties of the prototype alloy (No. 1) and the alloy according to the claimed method (No. 2), which differ only in the method of processing the melt with low-frequency vibrations, shows that the prototype alloy has a much wider range of physicomechanical properties and higher (by an order of magnitude) electroerosive wear. Structural studies have shown that the cause of the spread of hardness and electrical conductivity along the length of the ingot is the highly macro-inhomogeneous structure of the alloy, which manifests itself in an uneven distribution of graphite inclusions over the volume, as well as the presence of large inclusions of chromium particles and undispersed graphite partially undissolved in copper. In practice, such heterogeneity of the alloy and the presence of weaknesses in its structure leads to destabilization and the rapid exit from the operating state of the electrical contacts made of such an alloy.
Напротив - все сплавы, полученные по заявляемому способу, обладают по сравнению с прототипом более высокими значениями твердости, электропроводности и меньшим разбросом их значений и, главное, в разы меньшим коммутационным износом.On the contrary, all the alloys obtained by the claimed method, in comparison with the prototype, have higher values of hardness, electrical conductivity and a smaller scatter of their values and, most importantly, many times less switching wear.
Claims (1)
графит - 0,2-2,0
хром - 0,1-1,0
медь - остальное,
при этом фракционный состав используемых порошков графита и хрома составляет 0,1-10,0 мкм, а механическую активацию расплава проводят низкочастотными колебаниями с частотой 40-100 Гц в неподвижной емкости поршнем-активатором, погруженным в расплав и обеспечивающим интенсивное перемешивание во всем объеме в течение 1-10 минут. A method of producing a copper-based composite material for electrical contacts, including melting copper, introducing a mixture of powder components containing graphite and chromium into a copper melt, simultaneously applying vertical low-frequency vibrations to the resulting melt and subsequent crystallization of the melt, characterized in that the mixture of powder components is introduced in a copper melt at a temperature of 1030-1300 ° C in the following ratio, wt.%:
graphite - 0.2-2.0
chrome - 0.1-1.0
copper - the rest
the fractional composition of the graphite and chromium powders used is 0.1–10.0 μm, and the melt is mechanically activated by low-frequency oscillations with a frequency of 40–100 Hz in a fixed tank with an activator piston immersed in the melt and providing intensive mixing throughout the volume within 1-10 minutes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014124082/02A RU2567418C1 (en) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Production of copper-based composite for electric contacts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014124082/02A RU2567418C1 (en) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Production of copper-based composite for electric contacts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2567418C1 true RU2567418C1 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=54537018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014124082/02A RU2567418C1 (en) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Production of copper-based composite for electric contacts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2567418C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715513C1 (en) * | 2019-08-07 | 2020-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of producing cast composite material based on copper |
| RU2773060C1 (en) * | 2021-11-27 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Composite material based on powder copper |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2038400C1 (en) * | 1992-09-21 | 1995-06-27 | Семен Ильич Цукерман | Copper-based composite material for electrical contacts |
| 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 |
| CN1932067A (en) * | 2006-10-13 | 2007-03-21 | 上海磁浮交通工程技术研究中心 | Copper-base graphite and sintered zirconium composite material and its prepn process and use |
| RU2398656C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of producing composite material for copper-based electric contacts |
-
2014
- 2014-06-11 RU RU2014124082/02A patent/RU2567418C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2038400C1 (en) * | 1992-09-21 | 1995-06-27 | Семен Ильич Цукерман | Copper-based composite material for electrical contacts |
| 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 |
| CN1932067A (en) * | 2006-10-13 | 2007-03-21 | 上海磁浮交通工程技术研究中心 | Copper-base graphite and sintered zirconium composite material and its prepn process and use |
| RU2398656C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Method of producing composite material for copper-based electric contacts |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715513C1 (en) * | 2019-08-07 | 2020-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of producing cast composite material based on copper |
| RU2773060C1 (en) * | 2021-11-27 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Composite material based on powder copper |
| RU2788836C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for obtaining a two-layer composite material for discontinuous electrical contacts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4245514B2 (en) | Carbon fiber composite material and method for producing the same, method for producing carbon fiber composite metal material, method for producing carbon fiber composite non-metal material | |
| Liu et al. | Fabrication of carbon nanotubes reinforced AZ91D composites by ultrasonic processing | |
| Ćosović et al. | Comparison of properties of silver-metal oxide electrical contact materials | |
| Ani et al. | Fabrication of zirconia-toughened alumina parts by powder injection molding process: Optimized processing parameters | |
| US2254549A (en) | Sintered metal composition | |
| CN101135011A (en) | New method for preparing AgSnO2 electrical contact material | |
| RU2567418C1 (en) | Production of copper-based composite for electric contacts | |
| JP4719170B2 (en) | Manufacturing method of contact material for vacuum circuit breaker | |
| Hussain et al. | Properties and spot welding behaviour of copper–alumina composites through ball milling and mechanical alloying | |
| JP6147439B2 (en) | Method for producing a composite material based on platinum or a platinum-rhodium alloy | |
| CN102492863B (en) | Arc melting method of tungsten alloy with high tungsten content | |
| RU2722378C2 (en) | Composite materials with improved mechanical properties at high temperatures | |
| Abhijith et al. | Fabrication & analysis of aluminum 2024 & tungsten carbide (WC) metal matric composite by in-situ method | |
| US4017426A (en) | Highly porous conductive ceramics and a method for the preparation of same | |
| RU2567779C1 (en) | Method of producing of modified aluminium alloys | |
| RU2788836C1 (en) | Method for obtaining a two-layer composite material for discontinuous electrical contacts | |
| RU2525882C2 (en) | Copper-based nanostructured electric contact composite and method of its production | |
| Talijan et al. | Processing and properties of silver-metal oxide electrical contact materials | |
| Vykuntarao et al. | Influence of reinforced particles on the Mechanical properties of Aluminium Based Metal Matrix Composite–A Review | |
| RU2769344C1 (en) | Material for arc-quenching and breaking electrical contacts based on copper and method of its production | |
| JP2001261440A (en) | Oxidation-resistant hafnium carbide sintered body and oxidation-resistant hafnium carbide-lanthanum boride sintered body, their production processes and electrode for plasma generation, made by using the same | |
| CN112170862A (en) | Preparation method of silver-tungsten contact material | |
| Bodrova et al. | Optimization of liquid-phase method of synthesis of Cu–W alloys | |
| RU2802616C1 (en) | Method for producing bronze electrodes for electrospark alloying processes | |
| Wang et al. | Arc Erosion Behaviors of Ag-GNPs Electrical Contact Materials Fabricated with Different Graphene Nanoplates Content |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200612 |