Контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов Советский патент 1988 года по МПК H01H1/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности касается выполнения контактного покрытия на рабоче части контакт-деталей магнитоуправ- ляемых герметизированных контактов (герконов), которые применяются в управляющих устройствах и системах, таких как реле, логические элементы, счетно-решающие устройства.

Контактное покрытие получают последовательным осаждением металлов, образующих промежуточный слой контактного покрытия, - золота толщиной 0,05-0,1 мкм, никеля толщиной 0,5- 2 мкм и вновь золота толщиной 0,05- 0,I мкм с последующим осаждением металла рабочего слоя - родия толщиной 1-3 мкм. Затем контакт-деталь герко- на с нанесенным покрытием отжигают при 375 - 495 С в течение 75-175 мин При отжиге происходит взаимная диффузия осажденных металлов друг в друга а также нижнего слоя золота в материал контакт-детали.

Указанные диапазоны толщин осаждаемых слоев являются оптимальными и отражают технологический разброс, возникающий при массовом производстве контакт-деталей. Меньшая толщина слоев золота не позволяет получить достаточного сцепления между рабочим и промежуточным слоями, между промежуточным слоем и основой, что приводит к вспучиванию покрытия под действием т рмоудара при заварке (сборке) геркона.

Большая толщина слоев золота приводит к нерациональному расходованию драгметалла. При толщинах никеля менее 0,5 мкм из-за возрастания пористости промежуточный слой не выполняет барьерную функцию (предотвращение диффузии железа из пермаллоя на контактную поверхность), что приводит к нестабильности контактного сопротивления. Кроме того, при нанесении рабочего слоя - родия электрохимическим способом, принятым в производств герконов, из-за пористости промежуточного слоя происходит растравливание материала контакт-детали с образованием рыхлых, трудно удаляемых продуктов коррозии, также приводящих в дальнейшем к нестабильности сопротивления геркона. При толщинах никеля более 2 мкм возрастает немагнитный зазор в герконе между контакт- деталями в замкнутом состоянии, что

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

приводит к нарушению таких технических параметров геркона, как магнитодвижущая сила отпускания и коэффициент возврата.

Данное контактное покрытие обеспечивает работоспособность герконов во всех группах режимов: в режимах коммутирования микротоков, когда эрозионное разрушение поверхности отсутствует и основным требованием к покрытию является стабильность переходного сопротивления; в режимах коммутирования, сопровождающихся электротермическим износом контактных поверхностей в виде тонкого переноса вещества с анода на катод; в режимах коммутирования, которые сопровождаются дуговой .эрозией контактных поверхностей - испарением и разбрызгиванием материала покрытия.

В режимах, где электрическая эрозия отсутствует, родиевый рабочий слой обеспечивает стабильное переходное сопротивление геркона. Кроме того, промежуточный слой, выполняя барьерную функцию, предотвращает диффузию железа из материала контакт- деталей - пермаллоя на поверхность контактного покрытия. За счет этого происходит дополнительная стабилизация переходного сопротивления.

В режимах коммутирования, сопровождающихся развитием игольчатокра- терной эрозии (тонкий перенос) данное контактное покрытие характеризуется незначительным направленным переносом контактного материала и за счет этого повышенной износостойкостью. Это объясняется влиянием промежуточного слоя, а именно - специфическими свойствами сплава, образующегося при локальном расплавлении рабочего и промежуточного слоев в точке контактирования в момент размыкания .

В режимах коммутирования, которые сопровождаются дуговой эрозией поверхностей, после некоторого числа коммутаций и частичного разрушения родиеВо- го рабочего слоя геркон остается работоспособным и обладает дополнительным ресурсом, так как промежуточный слой, по которому происходит контактирование, обеспечивает стабильное переходное сопротивление. В то же время в отличие от чисто золотого подслоя промежуточный слой предлагаемого контактного покрытия более устойчив против сваривания.

Повьииеиная эрозионная устойчивость данного контактного покрытия позволяет снизить толщину слоя родия по сравнению с двухслойным покрытием родий по золоту с одновременным увеличением срока службы магнитоуправляемых контактов в эрозионных режимах. Кро- ме того, снижается расход золота за счет уменьшения толщины осаждаемого золотого слоя.

В таблице приведены результаты испытаний на наработку.герконов КЭМ-1 с контактным покрытием, выполненным согласно изобретению, и требования технических условий к минимальной наработке серийно выпускаемых герконов КЭМ-1, имеющих двухслойное контакт- вое покрытие, рабочий слой выполнен из родия толщиной 4-5 мкм, а промежуточный - из золота толщиной 1-2 мкм.

Как видно из приведенных в таблице данных, герконы с предлагаемым контактным покрытием обеспечивают минимальную, требуемую по техническим

условиям, наработку во всем диапазоне режимов эксплуатации. При этом в эрозионных режимах, вызывающих разрушение контактной поверхности вследствие тонкого переноса (0,5 А; 30 В индуктивная нагрузка) и дугового разряда (1,0 А; 30 В) наработка значительно превышает минимальную.

Формула изобретения

1.Контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, состоящее

из рабочего слоя, выполненного из родия, и промежуточного слоя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода драгметаллов и увеличения срока службы магнитоуправляемых контактов, промежуточный слой выполнен из последовательно осазкден- ных слоев золота, никеля, золота.

2.Покрытие по п.1, отличающееся тем, что толщины слоев золота, никеля, золота составляют 0,05- 0,1, 0,5-2 и 0,05-1 мкм соответственно.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при выполнении контактного покрытия на рабочей части контакт-деталей гер- конов. Целью изобретения является уменьшение расхода драгоценных металлов и увеличение срока службы магни- тоуправляемых контактов. Контактное, покрытие получено последовательным электрохимическим осаждением слоя золота толщиной 0,1 мкм, слоя никеля толщиной 0,5-2 мкм, слоя золота толщиной 0,1 мкм и слоя родия толщиной 1-3 мкм с последующим отжигом при 375 - в течение 75-175 мин. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.