СПЕЧЕННЫЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МЕДИ Российский патент 1997 года по МПК C22C9/00 H01H1/02 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным электроконтактным материалам на основе меди.

Известны спеченные электроконтактные материалы на основе меди марки КМК, содержащие добавки графита и полученные твердофазным спеканием прессовок из смеси порошков меди и графита [1]
Известны также спеченные электроконтактные материалы на основе меди, содержащие добавки графита и железа [2] графита и олова [3]
Недостаток таких материалов невысокая твердость и прочность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является спеченный электроконтактный материал на основе меди [4] имеющий состав, мас.

Графит 0,5 0,9
Кадмий 0,5 1,5
Медь Остальное
Материал имеет следующие свойства:
плотность 8,36 г/см³
твердость, HV 72,3 кг/мм²
удельное сопротивление 0,024 Ом • мм²/м
предел прочности на изгиб 23,6 кг/мм²
предел прочности на разрыв 20,5 кг/мм²
Однако в известном материале недостаточно высокие твердость и прочность, что уменьшает надежность работы электрических аппаратов.

Целью изобретения является повышение твердости и прочности спеченного электроконтактного материала.

Для достижения поставленной цели спеченный электроконтактный материал на основе меди, содержащий кадмий, дополнительно содержит частицы алмаза при следующем соотношении компонентов мас.

Кадмий 0,5 1,5;
Частицы алмаза дисперсностью менее 2 микрон 0,5 3,0;
Медь Остальное.

Для получения спеченного электроконтактного материала использован алмазный порошок фракции <2 мкм. Как известно [1] для мелкозернистых материалов (дисперсно упрочненных) характерны износостойкость, равномерный износ поверхности контактов, низкая прочность перемычек, образовавшихся при сваривании контактов.

Материал изготавливают из порошков меди, кадмия и частиц алмаза смешиванием в шаровой мельнице в течение часа с дальнейшим прессованием смеси, при удельном давлении 2 3 т/см². Прессованные образцы контактов подвергают обжигу при температуре 930 950^oC в течение 1 ч. При температурах ниже 930^oC образцы не спекаются, а при температурах выше 950^oC происходит графитизация алмаза.

Для получения спеченного электроконтактного материала на основе меди приготовлены смеси, составы и свойства которых представлены в табл. 1. В табл. 2 показано влияние содержания частиц алмаза на свойства предложенного спеченного электроконтактного материала на свойства предложенного спеченного электроконтактного материала на основе меди (условное обозначение МДА 3).

Как следует из данных, представленных в табл. 1 и 2, увеличение содержания частиц алмаза в составе электроконтактного материала МДА позволяет повысить твердость и прочность контактов, что, в свою очередь, повышает долговечность контактов.

Предложенный материал имеет прочность в 1,02 1,13 и твердость в 1,6 - 1,9 раза выше, чем прочность и твердость известного материала.

При добавлении в материал частиц алмаза менее, чем 0,5 мас. твердость возрастает незначительно, а прочность практически остается неизменной. При повышении содержания частиц алмаза свыше 3 мас. существенно возрастает удельное сопротивление электроконтатного материала, что, в конечном счете, приводит к большим омическим потерям электроэнергии. Поэтому оптимальным содержанием алмазных частиц в смеси является 0,5 3,0 мас.

Контакты, полученные из предложенного материала МДА 3, предполагается внедрить на Саянском алюминиевом заводе (СААЗе) в импортных пусковых аппаратах. Режим эксплуатации контактов следующий:
1. Включение тока до 3000 А.

2. Длительный ток 400 А.

3. Кратковременный ток 1000 А.

Контакты из предложенного материала могут найти применение в электротехнической, машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности для электрических аппаратов вместо применяемых в настоящее время серебросодержащих и МГЗ контактов.

Сущность изобретения: предложенный материал характеризуется тем, что дополнительно содержит частицы алмаза дисперсностью менее 2 микрон при следующем соотношении компонентов (мас.%): кадмий 0,5 - 1,5, частицы алмаза дисперсностью менее 2 микрон 0,5 - 3,0, медь - остальное. 2 табл.

Спеченный электроконтактный материал на основе меди, содержащий кадмий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит частицы алмаза дисперсностью менее 2 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.

Кадмий 0,5 1,5
Частицы алмаза дисперностью менее 2 мкм 0,5 3,0
Медь Остальноет