RU31871U1 - Contact part for low voltage devices - Google Patents

Description

Контакт-деталь для низковольтных апнаратовContact part for low voltage equipment

Заявляемая полезная модель относится к конструкции электрических контактов, содержащих серебро и изготовленных методом порошковой металлургии. Контактдетали предназначены для работы в низковольтных аппаратах, например, в электромагнитных пускателях.The inventive utility model relates to the design of electrical contacts containing silver and manufactured by powder metallurgy. Contact details are intended for work in low-voltage devices, for example, in electromagnetic starters.

Известны контакт-детали, вьшолненные как единое целое из чистого серебра (ТУ 16.685.020-85, контакт-деталь КМК-АОО), припаиваемые или привариваемые к контактодержателю, изготовленному из латуни, меди или иного неблагородного металла. Однако, такие контакт -детали достаточно дороги.Known contact parts, made as a single unit of pure silver (TU 16.685.020-85, contact part KMK-AOO), soldered or welded to a contact holder made of brass, copper or other base metal. However, such contact details are quite expensive.

Известны более дешевые контакт-детали, имеющие два слоя: рабочий слой из смеси серебра и оксида кадмия и технологический подслой из чистого серебра, предназначенный для крепления (пайки или приварки) контакт-детали к контактодержателям и в процессе контактирования не участвующий Порошковая металлургия. Спеченные и композиционные материалы. Москва, издательство «Металлургия, 1983, стр.310. Такие контакт-детали могут изготавливаться по различным технологиям. По одной из технологий они получаются путем механического смешивания компонентов и прессования в пресс-формах, в которые сначала засыпается указанная смесь, а затем чистое серебро, после чего следуют спекание, допрессовка и отжиг. Эти контакты имеют низкую износостойкость. Известны и широко применяются контакт-детали, полученные по иной технологии. Рабочий слой таких изделий состоит из композиции серебро-оксид кадмия в иде равномерной смеси, полученной путем химического соосаждения. Технологическ1Й1 подслой состоит из серебра, что необходимо для качественной пайки или приварки к контактодержателю, который обьино изготавливается из неблагородных материаловCheaper contact parts are known, which have two layers: a working layer of a mixture of silver and cadmium oxide and a technological sublayer of pure silver, intended for fastening (soldering or welding) of a contact part to contact holders and does not participate in the process of contacting Powder metallurgy. Sintered and composite materials. Moscow, publishing house "Metallurgy, 1983, p. 310. Such contact parts can be manufactured using various technologies. According to one of the technologies, they are obtained by mechanical mixing of the components and pressing in the molds, into which the indicated mixture is first filled, and then pure silver, followed by sintering, prepressing and annealing. These contacts have low wear resistance. Contact details obtained by another technology are known and widely used. The working layer of such products consists of a silver-cadmium oxide composition in an ideally uniform mixture obtained by chemical coprecipitation. Technological 1J1 sublayer consists of silver, which is necessary for high-quality soldering or welding to the contact holder, which is made together of base materials

МПК HOI HI/02, C22C5/06, B22F 1/00 IPC HOI HI / 02, C22C5 / 06, B22F 1/00

(ТУ 16.685.020-85, ТУ 3498-009-11720239-95, Всероссийские технические условия). Такой двухслойный вариант контакт детали принимается за прототип. В прототипе толщина рабочего слоя в 5-10 раз больше толщины технологического подслоя. Толщина технологического подслоя для всех размеров контактодержателей одинакова и составляет 0,25 ±0,15 мм.(TU 16.685.020-85, TU 3498-009-11720239-95, All-Russian technical specifications). Such a two-layer version of the contact details is taken as a prototype. In the prototype, the thickness of the working layer is 5-10 times greater than the thickness of the technological sublayer. The thickness of the technological sublayer is the same for all sizes of contact carriers and amounts to 0.25 ± 0.15 mm.

Основным недостатком прототипа является образование трещин при коммутации номинальных токов. Трещины распространяются перпендикулярно рабочей поверхности и доходят до подслоя, который обьпшо частично разрушен при пайке или сварке. Образуется электрическая дуга, которая через трещины начинает изымать материалы припоя или контактодержателя. Эти материалы (обычно медь, цинк, олово, железо) попадая на рабочую поверхность, вызывают усиленный износ всей контакт-детали.The main disadvantage of the prototype is the formation of cracks when switching rated currents. Cracks propagate perpendicular to the working surface and reach the sublayer, which is generally partially destroyed by soldering or welding. An electric arc forms, which through cracks begins to seize solder materials or contact holder. These materials (usually copper, zinc, tin, iron) getting on the work surface cause increased wear of the entire contact part.

Сущность предлагаемой полезной моделиThe essence of the proposed utility model

Целью предлагаемой полезной модели является конструктивное обеспечение блокирования трещин рабочего слоя многослойного электрического контакта для низковольтных аппаратов при коммутации номинальных токов, что соответственно ведет к увеличению эксплуатационного ресурса.The purpose of the proposed utility model is to provide structural blocking of cracks in the working layer of a multilayer electrical contact for low-voltage devices when switching rated currents, which accordingly leads to an increase in operating life.

Сущность полезной модели - контакт-детали для низковольтных аппаратов, заключается в том, что контакт-деталь имеет две части - рабочую и технологическую, расположенные друг над другом, причем рабочая часть выполнена многослойной и представляет собой чередующиеся слои из композиции серебро-оксид кадмия толщиной 200-500 мкм и чистого серебра толщиной 50-100 мкм, причем крайние слои, а именно, внутренний, прилегающий к технологическому подслою и внещний, выполнены из композиции серебро-оксид кадмия. Таким образом, общее количество слоев рабочей части всегда нечетное.The essence of the utility model - the contact part for low-voltage devices, lies in the fact that the contact part has two parts - working and technological, located one above the other, and the working part is multilayered and consists of alternating layers of silver-cadmium oxide composition of 200 thickness -500 microns and pure silver with a thickness of 50-100 microns, and the outermost layers, namely the inner, adjacent to the technological sublayer and the outer, are made of silver-cadmium oxide composition. Thus, the total number of layers of the working part is always odd.

Технологическая часть представляет собой один серебряный подслой толщиной 250 мкм.The technological part is a single silver sublayer with a thickness of 250 microns.

Контакт.-детали подобной конструкции имеют значительно большую износостойкость по сравнению с прототипом. Как показывает металлографический анализ, при коммутации электрического тока трещины в таких контакт-детачях распространяются от контактной поверхности до ближайшего слоя серебра рабочей части контакт-детали и блокируются этим слоем до тех пор. пока не износится практически вся масса вещества над этим слоем серебра. Затем процесс повторяется до следующего слоя серебра и так далее до тех пор, пока трещины не достигнут серебряного подслоя технологической части. Это происходит за очень значительный период времени, гораздо больщий, чем у прототипа, что, собственно, и обуславливает преимущество заявляемой полезной модели по износостойкости.Contact.-parts of this design have significantly greater wear resistance compared to the prototype. As the metallographic analysis shows, when switching the electric current, cracks in such contact parts propagate from the contact surface to the nearest silver layer of the working part of the contact part and are blocked by this layer until then. until almost the entire mass of the substance is worn over this layer of silver. Then the process is repeated until the next layer of silver and so on until the cracks reach the silver sublayer of the technological part. This occurs over a very significant period of time, much larger than that of the prototype, which, in fact, determines the advantage of the claimed utility model in terms of wear resistance.

Для изготовления контакт-деталей заявляемой конструкции сначала получают слоистую заготовку заданной толщины, а затем из нее по ГОСТ 3884-77 вырубают контакты двух типов:For the manufacture of contact details of the claimed design, a layered blank of a given thickness is first obtained, and then two types of contacts are cut from it according to GOST 3884-77:

ПП - детали с плоскими рабочей и технологической поверхностями;PP - parts with flat working and technological surfaces;

СП - детали со сферической рабочей и плоской технологической поверхностями.SP - parts with spherical working and flat technological surfaces.

На фигуре, приложенной к материалам заявки, приведен рисунок контактдетали для низковольтных аппаратов с плоскими рабочей и технологической частями. Рабочая часть представляет собой семь чередующихся слоев: четыре слоя оксида кадмия (по 200-500 мкм) и три слоя чистого серебра (по 50-100 мкм). Технологическая часть представляет собой один серебряный подслой (250 мкм).The figure attached to the application materials shows the contact details for low-voltage devices with flat working and technological parts. The working part consists of seven alternating layers: four layers of cadmium oxide (200-500 microns each) and three layers of pure silver (50-100 microns each). The technological part is a single silver sublayer (250 microns).

Примеры осуществления.Examples of implementation.

Пример 1Example 1

Для получения заготовки в стальную пресс-форму с полостью в матрице размером 20x60 мм последовательно, с выравниванием насыпают слои композиции серебро 85%-оксид кадмия 15% (СОК 15М) ТУ48-1-107-82, Всероссийские технические условия и порошок серебра (ПС 1) ТУ 1752-001-40045136-2002. Масса одного слоя СОК 15М составляет 35,0 г, масса одного слоя ПС 1 составляет 9,5г. Всего насыпают 4 слоя СОК 15М и 3 слоя ПС1 для образования рабочей части.. На последний слой СОК 15М насыпают 44 г чистого серебра (ПСр1) ТУ 48-1-702-88, Всероссийские технические условия для создания подслоя технологической части. Затем осуществляют прессование по давлением 2,5 тс/см . Полученную заготовку спекают на воздухе при 870° С в течение 1,5 ч. После этого следует прокатка до толщины 1,2 мм с промежуточными отжигами при 750°С по 0,5 ч на воздухе.To obtain a workpiece in a steel mold with a cavity in the matrix measuring 20x60 mm, layers of the composition are poured sequentially, with alignment, composition layers: silver 85% -cadmium oxide 15% (СОК 15М) ТУ48-1-107-82, All-Russian technical specifications and silver powder (PS 1) TU 1752-001-40045136-2002. The mass of one layer of SOK 15M is 35.0 g, the weight of one layer of PS 1 is 9.5 g. In total, 4 layers of SOK 15M and 3 layers of PS1 are poured to form the working part .. 44 g of pure silver (PSr1) TU 48-1-702-88, All-Russian technical conditions for creating a sublayer of the technological part are poured onto the last layer of SOK 15M. Then, pressing is carried out at a pressure of 2.5 tf / cm. The resulting preform is sintered in air at 870 ° C for 1.5 hours. After this, rolling to a thickness of 1.2 mm followed by intermediate annealing at 750 ° C for 0.5 h in air is carried out.

Из полученной заготовки вырубают контакт-детали ПП0512 и СП0515 по ГОСТ 3884-77. Толщины слоев в рабочей части составляют: СОК 15М - 200 мкм, ПС1 - 50 мкм. Толщина технологического подслоя из ПСр составляет 250 мкм.Contact details PP0512 and SP0515 according to GOST 3884-77 are cut from the obtained blank. The thicknesses of the layers in the working part are: SOK 15M - 200 microns, PS1 - 50 microns. The thickness of the technological sublayer of PSR is 250 microns.

Пример 2Example 2

Для получения заготовки в стальную пресс-форму с полостью в матрице размером 20x60 мм последовательно, с выравниванием насыпают слои композиции серебро 85%-оксид кадмия 15% (СОК 15М) ТУ48-1-107-82, Всероссийские технические условия и порошок серебра (ПС 1) ТУ 1752-001-40045136-2002. Масса одного слоя СОК 15М составляет 87,5 г, масса одного слоя ПС 1 составляет 19 г. Всего насыпают 4 слоя СОК 15М и 3 слоя ПС1 для образования рабочей части.. На последний слой СОК 15М насыпают 44 г чистого серебра (ПСр1) ТУ 48-1-702-88, Всероссийские технические условия для создания подслоя технологической части.To obtain a workpiece in a steel mold with a cavity in the matrix measuring 20x60 mm, layers of the composition are poured sequentially, with alignment, composition layers: silver 85% -cadmium oxide 15% (СОК 15М) ТУ48-1-107-82, All-Russian technical specifications and silver powder (PS 1) TU 1752-001-40045136-2002. The mass of one layer of SOK 15M is 87.5 g, the weight of one layer of PS 1 is 19 g. In total, 4 layers of SOK 15M and 3 layers of PS1 are poured to form the working part .. 44 g of pure silver (PSr1) TU is poured onto the last layer of SOK 15M 48-1-702-88, All-Russian technical conditions for creating a sublayer of the technological part.

((

Затем осуществляют прессование по давлепием 2,5 тс/см. Получепную заготовку спекают на воздухе при 870°С в течение 1,5 ч. После этого следует прокатка до толщины 1,95 мм с промежуточными отжигами при 750°С по 0,5 ч на воздухе.Then press pressing by daplepia is 2.5 tf / cm. The semi-shaped billet is sintered in air at 870 ° C for 1.5 hours. After this, rolling to a thickness of 1.95 mm follows with intermediate annealing at 750 ° C for 0.5 h in air.

Из получеиной заготовки вырубают контакт-детали ПП0520 и СП0523 по ГОСТ 3884-77. Конструктивно эта контакт-деталь состоит в рабочей части из трех слов СОК 15М толщиной 500 мкм и двух слоев ПС1 толщиной около 100 мкм. Толщина технологического подслоя из ПСр1 составляет 250 мкм.Contact parts PP0520 and SP0523 according to GOST 3884-77 are cut from a half-finished blank. Structurally, this contact part consists of a working part of three words SOK 15M 500 microns thick and two PS1 layers about 100 microns thick. The thickness of the technological sublayer of PSr1 is 250 μm.

Испытания на износостойкость были проведены по методике, изложенной в статье Бабкин В.Н., Богданов А.А., Гладченко Е.П., Калихман В.Л.. Установка для ускоренных испытаний электрических контактов. Порощковая металлургия, ., стр. 90-93, 1984. То есть производилась коммутация переменного тока 50 Гц, 32 А, 380 В и замерялось количество коммутаций до полного износа одного из контактов.Tests for wear resistance were carried out according to the method described in the article Babkin VN, Bogdanov AA, Gladchenko EP, Kalikhman VL. Installation for accelerated testing of electrical contacts. Powder Metallurgy,., Pp. 90-93, 1984. That is, an alternating current of 50 Hz, 32 A, 380 V was switched and the number of switching was measured until one of the contacts was completely worn out.

Результаты испытаний контгисг-деталей, изготовленных по примерам 1 и 2 заявляемой полезной модели, а также, для сравнения, изготовленных в качестве прототипов 1 и 2 по той же методике, но имеющих в рабочей части лишь один однородный слой СОК 15М толщиной 950 мкм или 1700 мкм, а в технологической части - подслой из серебра ПСр1 толщиной 250 мкм, приведены в таблице, в которой представлены среднеквадратичные значения ресурса по 5-ти испытанным контактам каждого вида.The test results of the contra parts manufactured according to examples 1 and 2 of the claimed utility model, as well as, for comparison, manufactured as prototypes 1 and 2 by the same method, but having in the working part only one uniform layer of SOK 15M with a thickness of 950 μm or 1700 μm, and in the technological part - a sublayer of silver PSr1 with a thickness of 250 μm, are given in the table, which shows the root mean square values of the resource for 5 tested contacts of each type.

fwbfwb

ТаблицаTable

Как видно из таблицы, предложенная конструкция контакт-деталей дает увеличение ресурса примерно в два раза по сравнению с прототипами. При этом содержание серебра в контакт-деталях заявляемой полезной модели всего на 3% больше, чем в контакт-деталях прототипа.As can be seen from the table, the proposed design of contact parts gives an increase in resource by about two times compared with prototypes. Moreover, the silver content in the contact details of the claimed utility model is only 3% higher than in the contact details of the prototype.

Claims (1)

Контакт-деталь для низковольтных аппаратов, состоящая из технологической и рабочей частей в виде слоев, причем технологическая часть представляет собой подслой чистого серебра толщиной 0,25±0,15 мм, а рабочая часть содержит серебро и оксид кадмия, отличающаяся тем, что рабочая часть выполнена многослойной и представляет собой чередующиеся слои из композиции серебро-оксид кадмия толщиной 200-500 мкм и чистого серебра толщиной 50-100 мкм, причем крайние слои, а именно, внутренний, прилегающий к технологическому подслою и внешний, выполнены из композиции серебро-оксид кадмия.A contact part for low-voltage devices, consisting of a technological and working part in the form of layers, the technological part being a sublayer of pure silver 0.25 ± 0.15 mm thick, and the working part containing silver and cadmium oxide, characterized in that the working part made of multilayer and represents alternating layers of the composition of silver-cadmium oxide 200-500 microns thick and pure silver 50-100 microns thick, and the outermost layers, namely, the inner, adjacent to the technological sublayer and the outer, are made of compo Zitsiya silver-cadmium oxide.