Контакт-деталь для герметизирован-НОгО KOHTAKTA C зАпОМиНАНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК H01H1/66 

Изобретение относится к устройства ;в частности к герметизированным контактным устройствам, обладающим запоминающими свойствами (гезаконом). Известен гезакон, применяющийся в основном в разговорном тракте АТС, в отличие от герконов, применяющихся широко и в устройствах управления АТС Поэтому требования, предъявляемые к гезаконам в отношении режимов работы, менее жесткие, чем для герконов. Так, в течение всего срока службы станции (30-40 лет) гезакон должен выдержать примерно 410 срабатываний и, коммутируя сигналы мощностью до 1,5 Вт, допускать включение индуктивной нагрузки. Однако к рабочим характеристи кам гезакона предъявляются довольно жесткие требования и в первую очередь к переходному сопротивлению, которое в течение всего срока службы должно оставаться низким и стабильным. Стабильность переходного сопротивления в значительной степени зависит от состояния контактного покрытия рабочих поверхностей его контакт-деталей. В герконах и гезаконах на рабочие поверхности контакт-деталей наносят эрозионно-стойкое контактное покрытие из драгоценных металлов, которое обычно осаждают на подслой - промежуточный слой, нанесенный непосредственно на очищеннзто цоверхность сердечника контакт-детали.. К подслою предъявляются следующие требования; он должен иметь хорошую адгезию с металлом сердечника, (лучшую, чем у контактного покрытия), а также с самим контактным покрытием; препятствовать проникновению в поверхностный слой контактногЬ покрытия нежелательных элементов из материалов сердечника. Такие компоЕгенты сердечника как железо, ванадий, ниобий, диффузируя в контактное покрытие, в процессе дальнейшего изготовления гезаконов окисляются, что изменяет состав и структуру покрытия и ухуд шает стабильность переходного сопроти ления гезакона. Чаще всего в контактах/например в отечественных герконах типа МКА-2710 или гезаконах РД-З японского производства, в качестве подслоя применяют золото, а поверх,него наносят контактирующий слой. Такое покрытие хорошо работает в течение всего срока службы контакта и удовлетворяет всем предъявляемым к его параметрам .требованиям ГПИзвестен также гезакон, в котором при изготовлении контакт-деталей из сплавов типа решендюр, например марки 27, наносят эрозионно-стойкое контактное покрытие из золота непосредственно на поверхность сердечника контакт-детали без подслоя. Однако, в отечественном производст-20 ве гезаконов решендюр не применяется из-за технологических трудностей его изготовления. Используемый же среднекоэрцитивный сплав типа 40 КНБ обладает более высокой окислительной способностью. Поэтомуодля нанесения эрозионностойкого покрытия на контакт-деталь гезакона обязательно применяется подслой из золота. Поскольку одним из основных требований к гезаконам является стабильность сопротивления в течение всего срока службы АТС при сравнительно небольшом количестве срабатываний 410 , то можно в качестве их основного контактного покрытия использовать не чистое золото, а сплав на его основе 2. На технологическом участке по изготовлению гезаконов на предприятиях их изготовляют с контакт-деталями из сплава 40 КНБ с покрытием из сплава золота с кобальтом, содержащего 10% кобальта. Толщина контактного покрытия у контакт-детали 1,5-2,0 мкм. Оно нанесено на подслой из золота толщино 0,5-1,0 мкм электрохимическим методомНедостатки контакт-детали заключаю ся в том, что золото является драгоценным металлом и расходы его связаны со строгой отчетностью, что в значительной степени усложняет технологию изготовления гезаконов. Это усложнение объясняется необходимостью учитывать расход золота на создание подсло на контакт-деталях, для чего- приходи 0 прерывать процесс, взвешивать консятакт-детали до и после нанесения, подслоя и определять расветом расход золота и толщину подслоя. Толщина последнего в большой степени влияет на параметры гезакона, особенно на величину намагничивающей силы отпускания, так как золото - неферромагнитный материал. Кроме того, золото - валютный драгоценный металл и замена его на более дешевый неблагородный металл всегда желательна. Цель изобретения - уменьшение расходов драгоценного металла при сохранении электрических и магнитных характеристик . Поставленная цель достигается тем, что в контакт-детали, сердечник которой выполнен из средне коэрцитивного ферромагнетика, например железо-никель-кобальтового сплава с эрозионностойким контактным покрытием из золота или его сплавов на рабочем конце, нанесенном через подслой, подслой выполнен из никеля и его толщина составляет от 28 до 66% общей толщины покрытия рабочего конца контакт-детали. При этом сердечник контакт-детали покрыт по всей длине слоем никеля, составляющим единое целое с указанным подслоем. Слой никеля на рабочем конце служит в качестве подслоя, на которьй легко осадить эрозионно-стойкое контактное покрытие из золота или сплава золото-кобальт. На остальной части контакт-детали слой никеля предохраняет ее от окисления,, улучшает спай со стеклом и придает гезакону лучший товарный вид. На чертеже схематически изображена предлагаемая контакт-детальгезакона. Основной частью контакт-детали является сердечник 1, выполненный в виде частично расплющенного отрезка проволоки из среднекоэрцитивного ферромагнитного сплава, например сплава 40 КНБ, содержащего,масс.%: кобальта 40, никеля 20, ниобия 3, церия 0,20,5, железо - остальное. Примерно половина длины сердечника расплющена на штампе и подлежит герметизации в стеклянной капсуле. Вся поверхность сердечника 1 покрыта слоем 2 из никеля толщиной 0,6-2 мкм. Для обеспечения качественного контакта от 1/4 до 1/3 расплющенной части контакт-детали покрывается слоем 3 эрозионно-стойкого контактного покрытия, которое выполнено из сплава золота с кобальтом, содержащего около 10% кобальта. Толщина слоя эрозионно-стойкого покрытия 1,0-1,5 мкм. На этом уча;стке слой 2 выполняет роль подслоя, на который можно легко осадить указанный золотокобальтовый сплав.

Общая толщина покрытия слоя(2 и З) 1,6-3,0 мкм, при этом толщина подслоя

никеля составляет 23-66% от обЕ1ей толщины покрытия.

Слой никеля с мелкокристалпическо однородной поверхно,стной структурой получают методом химического или электрохимического осаждения.

Гезаконы с никелевыми подслоем и контактным покрытием из сплава золото-кобальт имеют электрические параметры в соответствии с техническими требованиями. В табл. 1 приведены результаты измерений гёзаконов.

Т а б л и ц а 1

Из измеренных восьми партий семь покрыты слоем никеля различной толщины, а одна партия для сравнения имеет подслой из золота. Все контактдетали гёзаконов изготовлены из одной бухты проволоки сплава 40 КНБ. ЗначаНИН намагничивающей силы (НС) срабатывания и отпускания почти всех гёзаконов находятся в соответствии с техническими требованиями: . 70-100 Ав, HC(j-|- 30-45 Ав. Увеличение толщины никелевого покрытия в основном сказывается в снижении ,. При всех рассмотренных толщинах никеля HCQ-j-| практически мало изменяется и

только при толщине подслоя свьщ1е 2 мкм увеличивается. Толщина подслоя, меньшая 0,6 мкм, не позволяет получить хорошее сплошное) укрытие поверхности контакт-детали. Поэтому целесообразно толщину слоя никеля ограничить 0,6-2 мкм. Исследования качесп ва спаев контакт-деталей со стеклом показывают, что никелевый подслой не ухудщает их качества, а наоборот, ,улучщает и делает их более однородньсми при переходе от одной партии гёзаконов к другой и от одного гезакона к другому внутри одной производственной партии.

Никелевый подслой 0,6 10

69 В; 0,025 А; 50 Гц; 10-10

40 60 В; 0,025 А 50 Гц; 10.10

20 Коммутация сигналов низкого уровня: 29 мВ; 10 мА; 4-10

10 60 В; 0,6025 А; 50 Гц; 15-1о6

Золотой подслой

40

60 В; 0,025 А; 50 Гц; 10-10

20

1

То же В табл. 2 представлены результаты -сравнительных испытаний гезаконов с никелевым и золотым подслоями. Толпщн подслоя золота около 1 мкм, а никеля - 0,6, I,0.и 1,7 мкм. Испытания показывают, что переход от золотого к никелевому подслою не ухудшает надежность и износостойкост гезаконов. Все партии удовлетворяют техническим требованиям - минимальна наработка на отказ 410 срабатываний. Формула изобретения 1. Контакт-деталь для герметизированного контакта с запоминанием (гезакона) , сердечник которой выполнен из среднекоэрцитивНого ферромагнетика например железо-никель-кобальтового сплава с эрозионно-стойким покрытием из золота или его сплавов на рабочем конце, нанесенном через подслой, о тличающаяся тем, что, с ;целью уменьшения расходов драгоценного металла при сохранении электриТаблица 2

5,6-10 -нзм 6,8-10 -нрм

5,75-10 -нрм 7,6-10 -нрм

Без отказов

То же

О

4,0-10 -нрм 4,5-10 -нрм 7,35-10 -нрм 9,0-10 -нрм

Без отказов ческих и магнитных характеристик, подслой вьшолнен из никеля, и его толщина составляет от 28 до 66% от общей толщины покрытия рабочего конца контакт-детали. 2. Контакт-деталь по п. 1, отличающаяся тем, что сердеч ник контакт-детали покрыт по всей длине слоем никеля, составляющим единое целое с указанным подслоем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Kikuchl Н., Maruyaraa Н., Umemoto Т. et all. IDevelopment of remament type RD-51 Reed Switch for speech part switch. - Research and Development, 1976, № A2, July. 2.Walsh E.G., Hangk G. The development and application of remament reed contacts in electronic Switching system. - Int. Switch Symp. Rec., Cambridge, Mass, New York, 1972, P. 343-347. 3.Разработка и исследование гезаконов Отчет предприятия-заявителя по теме 26-76-6, 1978. ;

/