СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ПЛОТНОГО ГРАФИТА, ПРОПИТАННЫХ СЕРЕБРОМ И КАДМИЕМ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ Российский патент 2024 года по МПК H01H1/21 H01H11/04 H01H49/00 

Описание патента на изобретение RU2815171C1

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам изготовления электрических контактов, изготовленных из плотного мелкозернистого графита, пропитанных серебром. Может быть использовано в электромеханических реле первого класса, для устройств сигнализации, централизации и блокировки (устройства СЦБ) на железнодорожном транспорте, для которых необходимы высокая надежность и большой ресурс, более миллиона циклов замыкания и размыкания электрических контактов.

Отличительной особенностью условий работы низковольтных реле первого класса является наличие при замыкании контактов ударных нагрузок и больших коммутирующих токов. К материалам, из которых изготавливают электрические контакты, предъявляются высокие требования к прочности основы и особые требования к свойствам поверхностей. Так, контактные поверхности материала, входящие в соприкосновение с ответными контактами, должны иметь достаточную твердость и прочность, высокое сопротивление окислению и электрической эрозии в состоянии замыкания и размыкания контактов. Материал контактов должен иметь незначительную склонность к свариванию и прилипанию с ответными контактами, а также должен обладать хорошей теплопроводностью и электропроводностью при высокой стабильности переходного сопротивления в замкнутом состоянии контактов.

Известен способ изготовления шихты для контактов из серебро-графитовых композиций, заключающийся в том, что смешивают порошок, содержащий серебро, с порошком графита, и эту смесь нагревают в восстановительной атмосфере водорода при температуре 450-550°С до получения гранулированной шихты, отличающийся тем, что порошок, содержащий серебро, является порошком углекислого серебра или смеси серебра и углекислого серебра, который смешивают с порошком графита в вибромельнице, дополнительно измельчая при этом. Содержание углекислого серебра в порошке, содержащем серебро, должно быть не менее 30 мас. % в пересчете на серебро. Измельчение порошка, содержащего серебро, в вибромельнице осуществляют до линейного размера частиц углекислого серебра не более 1 мкм (Заявка на изобретение РФ RU 2002126595).

Недостатком известного способа недостаточные физико-механические свойствами контактов изготовленных способом порошковой металлургии, вследствие интенсивного изнашивания и высокой склонности к свариваемости. Уменьшение содержания графитовой и увеличение содержания металлической составляющей увеличивает вероятность сваривания контактов, уменьшает коммутационную стойкость и увеличивает их стоимость.

Известен способ изготовления электрического контакта заключающийся в том, что первоначально из мелкозернистого плотного графита с удельным электросопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,3% и объемной пористостью 15-25% методом размерной механической обработки, изготавливают контакт-деталь, затем контакт-деталь пропитывают жидкостью, имеющей температуру кипения ниже температуры кипения воды, пропитанную контакт-деталь помещают в водный раствор нитрата серебра плотностью 1,4-1,17 г/см3, нагревают и выдерживают при температуре, на 10-40°С, превышающей температуру кипения пропиточной жидкости, в течение 10-15 мин, охлаждают в водном растворе нитрата серебра до температуры ниже температуры конденсации паров пропиточной жидкости, затем контакт-деталь вынимают из раствора и помещают в контейнер, засыпают древесным углем, нагревают и выдерживают при температуре ниже 0,95 температуры плавления серебра в течение 0,5-1,0 ч (Патент на изобретение РФ RU 2400852).

Недостатками этого способа является: нестабильная работа контакта и быстрая деградация его переходного электрического сопротивления, по причине того, что технология пропитки не обеспечивает равномерное распределение серебра в объеме контакта, в основном серебро концентрируется в поверхностных слоях. В результате эрозионного износа контакта поверхностный слой содержащий серебро выгорает, а внутренние слои контакта, содержащие в основном графит, не обеспечивают требуемые значения переходного электрического сопротивления. Температура термообработки контакта после пропитки ниже температуры плавления серебра, что приводит к образованию мелкодисперсных частиц серебра не сплавленных между собой, это существенно увеличивает реакционную способность серебра, в результате хранения и длительной эксплуатации происходит окисление серебра и увеличение его переходного электрического сопротивления.

Известен способ изготовления электрического контакта, включающий поочередную обработку мелкозернистого плотного графита жидкостью и серебросодержащей солью, отличающийся тем, что в качестве жидкости для пропитки графита применяется водный раствор, содержащий не более 5 мас. % сернокислого железа, после чего контакт прокаливают в печи при температуре не менее 900°С в восстановительной среде, далее графит прокаливают при температуре 450-500°С в воздушной среде в течение не более 24 часов, в результате каталитического окисления получается графитовая основа с транспортной пористостью 5-9%, объемной пористостью 9-14%, пределом прочности при сжатии не менее 80 МПа, зольностью не более 0,1%, которой методом механической обработки придается необходимая форма контакта, контакт нагревается до температуры плавления нитрата серебра и помещается в автоклав, в котором создается разрежение не менее -0,86 кгс/см2, после чего автоклав заполняется расплавов нитрата серебра, в автоклаве создается избыточное давление не более 50 кгс/см2, далее пропитанный нитратом серебра контакт помещается в печь и нагревается до температуры, превышающей температуру плавления серебра, в результате чего сначала происходит разложение нитрата серебра до мелкодисперсного серебра, а затем его сплавление в монолитную структуру на поверхности контакта (Патент на изобретение РФ 2735482). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Данный способ можно разбить на несколько последовательно выполняемых этапов. На первом этапе производится пропитка графита, водным раствором, содержащим не более 5 мас. % сернокислого железа, далее прокаливание пропитанного графита в печи при температуре не менее 900°С в восстановительной среде, далее прокаливание графита при температуре 450-500°С в воздушной среде в течение не более 24 часов. В результате каталитического окисления получается графитовая основа с транспортной пористостью 5-9%, объемной пористостью 9-14%, пределом прочности при сжатии не менее 80 МПа, зольностью не более 0,1%.

На второй стадии методом механической обработки придается необходимая форма контакта.

На третьей стадии контакт нагревается до температуры плавления нитрата серебра и помещается в автоклав, в котором создается разрежение не менее -0,86 кгс/см2, после чего автоклав заполняется расплавов нитрата серебра, в автоклаве создается избыточное давление не более 50 кгс/см2, далее пропитанный нитратом серебра контакт помещается в печь и нагревается до температуры, превышающей температуру плавления серебра, в результате чего сначала происходит разложение нитрата серебра до мелкодисперсного серебра, а затем его сплавление в монолитную структуру на поверхности контакта.

Недостатком данного способа является то, что на поверхности пропитанных контактов имеют монолитную структуру серебра на поверхности контакта. Образование на поверхности монолитной структуры серебра приводит к износу поверхности в результате эрозионного износа, так как данный контакт должен работать в паре с контактом, выполненным из чистого серебра. Контакты, изготовленные из данного материала, обладают высокой склонностью к свариванию, особенно в период приработки контактов, когда пятно контакта еще не сформировалось. В этот период работы также неустойчивы показания переходного кантатного электрического сопротивления. К существенному недостатку следует отнести механическую обработку графита после первой стадии пропитки. При выполнении размерной механической обработки, с заготовки снимется часть графита с наиболее благоприятной пористостью для пропитки. Если необходимо проведение механической обработки больших заготовок, с получением из одной заготовки нескольких контактов, то, в таком случае, возможно удаление всего пропитанного слоя.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение надежности и ресурса работы электромеханического реле первого класса, повышение технологичности изготовления контактов.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении стабильности переходного электрического сопротивления контактной пары: композиционный графито-серебряный или графито-серебряный-кадмиевый материал - серебряный контакт за счет высокой степени проникновения и заполнения пор мелкозернистого плотного графитового контакта серебром или соединениями серебра и кадмия, увеличении коммутационной стойкости контакт-детали.

Технический результат достигается способом изготовления электрических контактов электромагнитного реле, включающим операции: изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита с удельным электрическим сопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,01% и объемной пористостью 20-29%, пропитывание контактов водяными растворами солей металлов в вакууме, прокаливание пропитанных контактов при высоких температурах, при этом, изготовление электрических контактов включает следующие операции в такой последовательности:

- изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита,

- подготовка водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия,

- дегазация водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия и контактов из мелкозернистого плотного графита, в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение 20…25 мин,

- пропитывание контактов в 50% водном растворе нитрата серебра или в смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение не менее 40 мин,

- повторная пропитка контактов по режиму: вакуум - 7…10 мин, атмосфера - 1…2 мин, 2…4 раза,

- прокаливание контактов при температуре 460-500°С в течение 60-120 минут в графитовом контейнере, закрытом графитовой крышкой,

- увеличение массы контактов на (15-35)% путем повторения операций, начиная с операции дегазации водных 50% растворов и контактов,

- проведение восстановительного отжига контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин.

Технический результат также достигается электрическим контактом электромагнитных реле, выполненных в виде тела вращения, ограниченной боковой поверхностью с образующей, состоящей из прямолинейных и, или криволинейных отрезков, и двумя параллельными поверхностями оснований, изготовленных из мелкозернистого плотного графита с удельным электрическим сопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 50 МПа, зольностью не более 0,1% и объемной пористостью 15-25%, изготовление электрических контактов включает следующие операции в такой последовательности:

- изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита,

- подготовка водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия,

- дегазация водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия и контактов из мелкозернистого плотного графита, в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение 20…25 мин,

- пропитывание контактов в 50% водном растворе нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение не менее 40 мин,

- повторная пропитка контактов по режиму: вакуум - 7…10 мин, атмосфера - 1…2 мин, 2…4 раза,

- промывка контактов в дистиллированной воде, сушка обдувкой теплым воздухом (80…110°С),

- прокаливание контактов при температуре 460-500°С течение 60-120 минут в графитовом контейнере закрытом графитовой крышкой,

- увеличение массы контактов на (15-35)% путем повторения операций начиная с операции дегазации водных 50% растворов и контактов,

- проведение восстановительного отжига контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин.

Технический результат также достигается в электромагнитное реле, содержащим магнитную систему, контактную систему, состоящую из тыловых, фронтовых и перекидных контактов, с фронтовыми контактами, изготовленными из мелкозернистого плотного графита с удельным электрическим сопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 50 МПа, зольностью не более 0,01% и объемной пористостью 20-36%, изготовление электрических контактов включает следующие операции в такой последовательности:

- изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита,

- подготовка водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия,

- дегазация водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия и контактов из мелкозернистого плотного графита, в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение 20…25 мин,

- пропитывание контактов в 50% водном растворе нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение не менее 40 мин,

- повторная пропитка контактов по по режиму: вакуум - 7…10 мин, атмосфера - 1…2 мин, 2…4 раза,

- промывка контактов в дистиллированной воде, сушка обдувкой теплым воздухом (80…110°С),

- прокаливание контактов при температуре 460-500°С в течение 60-120 минут в графитовом контейнере, закрытом графитовой крышкой,

- контроль увеличения массы контактов, повторное проведение операций, начиная с операции дегазации водных 50% растворов, при увеличении массы, менее чем (15-35)%,

- проведение восстановительного отжига контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин.

Повышение стабильности переходного электрического сопротивления контактной пары: подвижный композиционный графито-серебряный контакт и неподвижный серебряный контакт реле достигается за счет повышения транспортной пористости между контактной поверхностью контакта и боковой поверхностью контакта, которая находится в физическом контакте с устройством удержания контакта на упругой пластине. Заполнением пор серебром и образованием максимально длинных металлических проводников, соединенных между собой имеющих выход на обе поверхности. Такое образование объемов расплавленного металла, позволяет производить при замыкании и размыкании в опорных точках контакта. Наличие пористости в поверхностном слое и основе материала, состоящего из графита, препятствует свариванию контактов в процессе всего периода работы контактов.

Авторами установлено, что в композиционных материалах на основе графита максимальное содержание концентрации металлов и их соединений в поверхностном слое необходимо только на толщине 2-3 мм. Наличие повышенного содержания металлических добавок в поверхностном слое способствует быстрому образованию оптимального пятна контакта, а наличие пористости не способствует накоплению продуктов износа, к которым следует отнести образующиеся окислы внесенных металлов, и образованию непроводящего слоя приводящего к нарушению проводимости контактов. Оптимальное содержание металлических включений в порах должно находиться в пределах (25-35)% объема.

Дегазация водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия и контактов из мелкозернистого плотного графита, в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение 20…25 мин, на начальном этапе пропитки контактов металлами, оказывает существенное влияние на количество осаждаемого металла в поры. За счет проведения одновременной дегазации, контактов из мелкозернистого плотного графита увеличивается транспортная пористость, увеличивается объемная пористость на 1-2%, степень проникновения и заполнения пор мелкозернистого плотного графитового контакта серебром. Каждый полный цикл пропитывания контактов водными растворами солей металлов в вакууме, с последующим прокаливанием пропитанных контактов при высоких температурах, по предлагаемому способу, увеличивает прирост массы контактов на 4-5%. Проведение 3-4 полных циклов пропитывания контактов, водными растворами солей металлов в вакууме с последующим прокаливанием, достаточно для получения в поверхностном слое на глубине 3-4 мм увеличения количества металлического серебра до 25-35 % мас. Такое количество серебра повышает стабильность переходного электрического сопротивления, а также приводит к снижению удельного электрического сопротивления контакта.

Предложенный способ позволяет получить контакт с удельным электрическим сопротивлением (8-10) мкОм⋅м, переходным электрическим сопротивлением не более 0,01 Ом, с количеством металлического серебра 20-35 % мас., в поверхностном слое толщиной (2-3) мм, увеличенным коммутационным ресурсом свыше 3 миллионов срабатываний.

Повышение стабильности переходного электрического сопротивления достигается также контактной парой: подвижный композиционный графито-серебряный-кадмиевый контакт и неподвижный серебряный контакт реле.

Проведение 3-4 полных циклов пропитывания контактов, водными растворами солей металлов серебра и кадмия в вакууме с последующим прокаливанием, достаточно для получения в поверхностном слое на глубине 3-4 мм увеличения количества соединений металлического серебра и кадмия до 20-35 % мас. Такое количество соединений серебра и кадмия повышает стабильность переходного электрического сопротивления, а также приводит к снижению удельного электрического сопротивления контакта, повышает износостойкость контактов.

Предложенный способ изготовления контактов пропитанных металлическими соединениями серебра и кадмия позволяет получить контакт с удельным электрическим сопротивлением (8-10) мкОм⋅м, переходным электрическим сопротивлением не более 0,01 Ом, с количеством соединений металлического серебра и кадмия 20-35 мас. %, в поверхностном слой толщиной (2-3) мм, увеличенным коммутационным ресурсом свыше 3,5 миллионов срабатываний.

Примеры осуществления способа получения контакта электрического композиционного.

Контакт-детали изготавливали из мелкозернистого плотного графита. Технология изготовления контакт-детали, разработанная авторами данного изобретения изложена в патенте на изобретение РФ 2420823.

Примеры 1-6.

Контакты пропитывались раствором нитрата серебра. Параметры пропитки, прокаливания и восстановительного отжига, изготовления контактов представлены в таблице №1. Также представлены полученные данные в зависимости от изменения указанных параметров и результаты испытаний на коммутационный ресурс. Коммутационный ресурс проводили на стендах, разработанных авторами. Стенды позволяли реализовать условия работы контактов соответствующих реальным условиям работы электромагнитным реле. Параметры коммутируемого тока: 24В, 2А.

Таблица №1 Характеристика процесса Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Пример 6 Исходный графит Транспортная пористость,% 16-22 16-22 16-22 16-22 16-22 16-22 Объемная пористость, % 20-29 20-29 20-29 20-29 20-29 20-29 Предел прочности при сжатии, МПа ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 Зольность, % 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Процесс пропитки Дегазация водного раствора нитрата серебра и контактов да да нет да да нет Пропитывание контактов в 50% водном растворе нитрата серебра в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение времени не менее 40 мин 40 мин 50 мин 35 мин 40 мин 40 мин 40 мин Промывка контактов в дистиллированной воде, сушка обдувкой теплым воздухом (80…110ºС) да да да да да да Прокаливание контактов при температуре 460-500°С в течение 60-120 минут в графитовом контейнере, закрытом графитовой крышкой 460°С -120 мин 500°С - 60 мин 440°С -
50 мин
520°С - 120 мин 500°С - 130 мин 450°С -
55 мин
Восстановительный отжиг контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин 860 890 850 900 950 1000 Переходное электрическое соединение, Ом 0,005-0,01 0,005-0,01 0,02-0,03 0,02-0,03 0,02-0,03 0,03-0,04 Содержание металлического серебра, % 25 35 15 19 17 18 Коммутационный ресурс с содержанием металлического серебра 3,3 млн 3,5 млн 900 тыс. 1,2 млн 1,3 950 тыс.

Примеры 7-12

Контакты пропитывались смесью раствора нитрата серебра и нитрата кадмия. Параметры пропитки, прокаливания и восстановительного отжига, изготовления контактов представлены в таблице №21. Также представлены полученные данные в зависимости от изменения указанных параметров и результаты испытаний на коммутационный ресурс. Коммутационный ресурс проводили на стендах, разработанных авторами. Стенды позволяли реализовать условия работы контактов соответствующих реальным условиям работы электромагнитным реле. Параметры коммутируемого тока: 24В, 2А.

Таблица №2 Характеристика процесса Пример 7 Пример 8 Пример 9 Пример 10 Пример 11 Пример 12 Исходный графит Транспортная пористость, % 11-17 11-17 11-17 11-17 11-17 11-17 Объемная пористость, % 16-22 16-22 16-22 16-22 16-22 16-22 Предел прочности при сжатии, МПа ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 Удельное электросопротивление, мкОм·м 16 16 16 16 16 16 Зольность, % 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Процесс пропитки Дегазация смеси водного раствора нитрата серебра и нитрата кадмия, да/нет да да нет да да нет Пропитывание контактов в 50% водном растворе нитрата серебра нитрата кадмия в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение времени не менее 40 мин 40 мин 50 мин 35 мин 40 мин 40 мин 40 мин Промывка контактов в дистиллированной воде, сушка обдувкой теплым воздухом (80…110ºС). да да да да да да Прокаливание контактов при температуре 460-500°С в течение 60-120 минут в графитовом контейнере, закрытом графитовой крышкой, 460°С -120 мин 500°С - 60 мин 440°С - 50 мин 520°С - 120 мин 500°С - 130 мин 450°С - 55 мин Восстановительный отжиг контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин 860 890 850 900 950 1000 Содержание металлического серебра и кадмия, % 25 35 15 18 16 17 Удельное электросопротивление, мкОм⋅м, 11 11 14 14 14 14 Переходное электрическое соединение, Ом 0,005-0,01 0,005-0,01 0,02-0,03 0,02-0,03 0,02-0,03 0,03-0,04 Коммутационный ресурс с содержанием металлического серебра кадмия 3,4 млн
Превышение переходного электрического сопротивления
3,6 млн
Превышение переходного электрического сопротивления
1,1 млн
Превышение переходного электрического сопротивления
1,2 млн
Превышение переходного электрического сопротивления
1,0 млн
Превышение переходного электрического сопротивления
700 тыс.
Превышение переходного электрического сопротивления

Результаты представленных испытаний по коммутационному ресурсу композиционных контактов электромагнитного реле на основе мелкозернистого плотного графита пропитанных серебром или соединением серебра с кадмием с контактной паре с контактом из чистого серебра изготовленные заявляемым способом, таблица №1, примеры 1 и 2, таблица №2, примеры 7 и 8 обладает ресурсом свыше 3,3 млн срабатываний.

Предложенный способ позволяет получить контакт с удельным электрическим сопротивлением не более 11 мкОм⋅м, переходным электрическим сопротивлением не более 0,01 Ом, с количеством металлического серебра 25-35 мас. %, с коммутационным ресурсом более 3,3 млн срабатываний. Такой ресурс достигается за счет высокого содержания металлов, в транспортных порах соединяющий контактную торцовую поверхность с боковой контактной поверхностью, находящейся в контакте с устройством крепления контакта и высокой стойкостью графитовой основы к контактному разрушению.

Использование графита мелкозернистого плотного зольностью не более 0,01% позволит значительно повысить ресурс работы контактов за счет снижения интенсивности износа. Это связано с тем, что основным механизмом износа коммутационных контактов является фреттинг, когда в зоне контакта накапливаются частицы износа и окислов, образуя непроводящий слой и способствуя нарушению проводимости контактов (см. Мышкин Н.К и др. Электрические контакты. Издательский Дом «Интеллект», стр. 248-250). Наличие металлов в поверхностном слое способствует образованию оптимального пятна контакта, а наличие металлов в порах способствует снижению удельного электрического сопротивления. Графитовая основа при наличии пористости не более 20% об. уменьшает вероятность схватывания (сваривания) с поверхностью ответного контакта, что приводит к уменьшению интенсивности изнашивания обоих контактирующих поверхностей деталей. По мере износа контактов содержание металлических продуктов износа в контактной зоне не увеличивается, что также стабилизирует переходное сопротивление между контактами.

Похожие патенты RU2815171C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления электрического контакта и композиционный электрический контакт 2018
  • Фролов Александр Васильевич
RU2716234C1
КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2011
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Васин Валерий Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
  • Зубарев Андрей Михайлович
RU2451355C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2009
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
RU2400852C1
КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ, СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2009
  • Васин Валерий Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
RU2420823C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНТАКТОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО РЕЛЕ НА ОСНОВЕ ГРАФИТА, КОНТАКТ, ВЫПОЛНЕННЫЙ ТАКИМ СПОСОБОМ, И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ РЕЛЕ 2022
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Паладин Николай Михайлович
RU2820331C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ИЗ СЕРЕБРА С ОКСИДОМ КАДМИЯ 1994
  • Дорожкин Анатолий Кириллович
  • Дуксина Алла Готлибовна
  • Калихман Виктор Липович
  • Правоверов Николай Леонидович
RU2082800C1
Материал для электрических контактов 1980
  • Правоверов Николай Леонидович
  • Бегетова Ирина Семеновна
  • Стручков Александр Иванович
  • Годес Александр Исаевич
  • Круминя Мелита Юкумовна
  • Мироненко Вячеслав Георгиевич
  • Рыков Геннадий Алексеевич
SU866598A1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ 2008
  • Аркатов Виктор Степанович
  • Васин Валерий Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Никонов Алексей Вячеславович
  • Микушкин Сергей Николаевич
  • Минаков Виктор Семенович
RU2380781C1
Способ получения двухслойного композиционного материала для разрывных электрических контактов 2022
  • Бодрова Людмила Ефимовна
  • Гойда Эдуард Юрьевич
  • Шубин Алексей Борисович
RU2788836C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА С ОКСИДОМ КАДМИЯ 1989
  • Правоверов Н.Л.
  • Калихман В.Л.
  • Дуксина А.Г.
  • Дорожкин А.К.
  • Зубрицкий В.В.
  • Егоров Е.Г.
  • Ефимова Т.С.
  • Кочетков Б.Г.
SU1695693A1

Реферат патента 2024 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ПЛОТНОГО ГРАФИТА, ПРОПИТАННЫХ СЕРЕБРОМ И КАДМИЕМ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления электрических контактов из плотного мелкозернистого графита, пропитанного серебром, а также к электромагнитному реле с такими контактами, и может быть использовано в электромеханических реле первого класса для устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте. Повышение надежности и ресурса работы электромеханического реле является техническим результатом, который обеспечивается тем, что контакты изготавливают из мелкозернистого плотного графита с удельным электрическим сопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 60 МПа, зольностью не более 0,01% и объемной пористостью 20-29%, которые пропитывают водными растворами солей металлов в вакууме, после чего пропитанные контакты прокаливают при высоких температурах. Контакты выполнены в виде тела вращения, ограниченного боковой поверхностью с образующей, состоящей из прямолинейных и/или криволинейных отрезков, и двумя параллельными поверхностями оснований, изготовленными по предлагаемому способу. Электромагнитное реле содержит контактную систему из тыловых, фронтовых и перекидных контактов с контактирующим материалом для фронтовых контактов, изготовленных по предлагаемому способу. Стабильность переходного электрического сопротивления контактной пары - графито-серебряный или графито-серебряный-кадмиевый материал - серебряный контакт обеспечивается за счет высокой степени проникновения и заполнения пор мелкозернистого плотного графитового контакта серебром или соединениями серебра и кадмия. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.

Формула изобретения RU 2 815 171 C1

1. Способ изготовления электрических контактов для электромагнитного реле, включающий изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита с удельным электрическим сопротивлением не более 16 мкОм⋅м, прочностью на сжатие не менее 50 МПа, зольностью не более 0,1% и объемной пористостью 15-25%, пропитку контактов водными растворами солей металлов в вакууме, прокаливание пропитанных контактов при высоких температурах, отличающийся тем, что изготовление электрических контактов включает следующие операции в такой последовательности: изготовление контактов из мелкозернистого плотного графита, подготовку водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия, дегазацию водных 50% растворов нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия и контактов из мелкозернистого плотного графита в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение 20…25 мин, пропитку контактов в 50% водном растворе нитрата серебра или смеси 50% растворов нитрата серебра и нитрата кадмия в вакууме ≤ -1,0 кгс/см2 в течение не менее 40 мин, повторную пропитку контактов по режиму: вакуум – 7…10 мин, атмосфера – 1…2 мин, 2…4 раза, промывку контактов в дистиллированной воде, сушку обдувкой воздухом при температуре 80-110°С, прокаливание контактов при температуре 460-500 °С в течение 60-120 минут в графитовом контейнере, закрытом графитовой крышкой, контроль увеличения массы контактов, повторное проведение операций, начиная с операции дегазации водных 50% растворов, при увеличении массы менее, чем 15-35%, проведение восстановительного отжига контактов при температуре 860-890°С в течение 30 мин.

2. Электрический контакт в виде тела вращения, ограниченного боковой поверхностью с образующей, состоящей из прямолинейных и/или криволинейных отрезков, и двумя параллельными поверхностями оснований, изготовленный способом по п.1.

3. Электромагнитное реле, содержащее магнитную систему, контактную систему, состоящую из тыловых, фронтовых и перекидных контактов с контактирующим материалом для фронтовых контактов, изготовленных способом по п.1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2815171C1

Способ изготовления электрического контакта и композиционный электрический контакт 2018
  • Фролов Александр Васильевич
RU2716234C1
КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2011
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Васин Валерий Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
  • Зубарев Андрей Михайлович
RU2451355C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2009
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
RU2400852C1
УСТРОЙСТВО для НЕПРЕРЫВНОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ 0
SU198536A1
CN 204242823 U, 01.04.2015
КОНТАКТ-ДЕТАЛЬ, СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2009
  • Васин Валерий Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
RU2420823C2
JP 2009531540 A, 03.09.2009.

RU 2 815 171 C1

Авторы

Фадеев Валерий Сергеевич

Конаков Александр Викторович

Паладин Николай Михайлович

Чигрин Юрий Леонидович

Даты

2024-03-12Публикация

2023-04-19Подача