Způsob výroby kontaktů práškovou metalurgií

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká způsobu výroby kontaktů práäkovou metalurgií. Tyto kontakty jsou použitelná jako klidová kontakty nebo spínací kontakty v silnoproudých přístrojích.Jsou známy různé způsoby výroby kontaktových materiálů práěkovou metalurgií.Tyto způsoby spočívají ve variacích prvků řady obecných operací obsahující smíchání práškových materiálů o předepsaná zrnitosti, tvořených slitinsmi nebo složkami, kompri mování práškové směsi slisováním do bloku, desky nebo na žádaný rozměr a žádaný tvar tlakem 0,8 až B Mp/cmz, s spákání, to jest 40 až 100 hodinové udržování v horkám stavupři teplotě 400 až 2.000 ° 0 v atmosfére ochranného plynu, dolisování, popřípadě vícestupňovým mechanickým přetvářením, například pomocí válců, zmenšením na míru a tak dále,dodatečným tepelným zpracováním v teplotním rozsahu od 250 do 400 °C k uvolnění mechanic kých pnutí vzniklých při přcdchozích přetvárných operacích.od nshoře uvedené řady operací se zhotovování stříbrowolrramových nebo měěwolrramových kontaktů liší jen nopatrně. Zde se provádí slisování wolfrsmováho prášku na požadovaný tvar a rozměry, potá se po spákání vyplní páry získanáhovpőrovitého kontaktního tělesa kovovou taveninou ponořením do stříbrné nebo měděná taveniny.Pro zhotovovúní výrobků práškovou metalurgií je charakteristická, že mechanické přitlačení práškových částeček k sobě se provádí lisováním za studena nebo za tepla, kovová vazba mezi částečkami se naproti tomu provádí dlouhotrvajícím tepelným zpracováním neboli spákáním, dále že po ukončení výrobního postupu se dostává jen kontaktní materiál sám o sobě, odděleně a v důsledku toho se musí metalicky spojovat s kontaktovým ncsičem dodutečnou operací jako pájením, svářením, nýtováním, a tak podobně.Na základě hořejších vyevětlení lze konststovat, že práškově mctalurgické technologie vykazují následující nevýhody. Technologie sestává z mnoha po sobě následujících kroků, doba spákání je dlouhá a spotřeba tepelné energie, 2000 kWh/t, je velmi veliká,technologie vyžaduje speciální zařízenígíjako zařízení pro práěkovou technologii, lisy,pece s ochranným plynom, stroje pro zpracování desek, pece pre tepelné zpracování a tak dále a proto je zhotovování práškově metalurgického kontaktního materiálu hospodárné jen ve velkých množstvích. .Jc známo řešení pro zhotovení elektrických kontaktních plech na hliníkových vodičích z maäarského patentového spisu číslo 150 ~ 346, která využívá plamenováho rozpraäování kovů.Nevýhodou této technologie je, že povlnk získaný plsmenovým rozprašováním má vysoký obsah kysličníků, proto se musí kontaktové povlaky zproätovat kysličníků chemickou cestou. Potáse musí povlaky prostě kysličníků pro odstranění jejich pőrovitosti impregnovat slitinou mědi a stříbrs, k čemuž je nutno kontaktový nosič zahřát asi na 250 až 300 °C. Přitom kontaktový nosič a jeho mechanická pevnost se zmenší. Další nevýhoda uvedená plsmenově rozprašovací metody spočívá v tom, že do pistole pro plamenové rozprašování lze zavóst souv čssně jen jeden materiál vodiče s tím nastáva možnost měnit složky kontaktového povlakuCílem vynálezu je vyvinutí způsobu, jímž se kontakt vytváří přímo na kontaktovém nosiči a odpadnou přitom operace spákání, zmenšování a pájení, během postupu zhotovování kontaktů se do kontaktu vpracují takové-materiály, jimiž se zlepäují vlastnosti hlavní složky a také mohou být hospodárně zhotovovány kontakty výrobků zhotovovaných v malých seriích.Uvedené nevýhody jsou odstraněny a stanovený cíl se způsobem výroby kontaktů práškovou metalurgií podle vynálezu dosahuje tak, že se kontakt vytváří přímo na nosiči kon taktu nesměrováním plasmového papreku na kontaktový nosič, přičemž se do plasového pnprsku přivádí elektricky vodivý materiál jako hlavní složka podle složení vytvářenáhokontaktu a přídavná látka, popřípadě přídsvné látky, zlepšující vlastnosti kontaktu ve formě drátu a/nebo prášku.Výhodou způsobu podle vynálezu je, že kontaktní materiál nemusí být na kontaktovém nosiči pájen, složení kontaktových materiálů může být voleno v širokém rozsahu podle poža 2 CS 268 799 B 2davků, dokonce i uvnitř kontaktu, kontakt Je zhotovitelný během Jedná až dvou minut Jediným stroáním zařízením a je hospodárné i zhotovování jednotlivých kontaktů a malýchPoznamenává se, že hlavní složkou se rozumí kov s dobrou elektrickou vodivostí nebo odolností proti opotřebení elektrickým obloukem, například stříbro, nikl, měd, molybden,wolfram nebo slitina těchto kovů s jinými látkami, například stříbra s kysličníkem kademnatým - Cd 0, stříbra s tuhou a tak dále.Kovová komponenta hlavní složky se roztaví v plazmovém paprsku a hrade rolí tak zvané matrixové látky.Jako přídavná látka slouží látka,-která zlepšuje vlastnosti hlavní složky, Jako elektrickou vodivost, odolnost proti ešozi obloukem, tvrdost, odolnost proti opotřebení,a tak dále. Tak například u hlavní složky ze stříbra nebo mědi zlepšudí nikl, tuho,kyslíčník molybdenový - M 003 jako přídavné látky odolnost proti opotřebení, zatímco wolfram, kysličník kademnatý - Cd 0, kysličník cínatý - Sn 0 a tak dále Jako přídavně látky odolnost proti oblouku. Podíl přídavné látky může dosáhnout dokonce 60 až 80 hmotnostních procent, Jako například podíl wolframu v stříbrowolframověm kontaktu.Podle výhodného provádění způsobu kontaktů práäkovou metalurgií podle vynálezu do plasmového paprsku se zavádí hlavní složka kontaktu ve formě drátu a přídavné látky zlepňující vlastnosti kontaktu ve formě prášku.Výhoda tohoto způsobu provádění podle vynálezu spočívá v tom, že elektrická vodivost kontaktů zhotovených z rozprášenáho drátu je lepší než elektrická vodivost kontaktů zhotovených rozprášením prášku, při rozprašování drátu se přídavná látky uspořádají v povlnku v kuličkové formě a drátová výchozí látka je všeobecně lacinější než klasifikovaná prášková látka 3 kulíčkovitými zrnky.Tato forma provádění způsobu podle vynálezu spoěívá na poznatku, že když se Jedna komponenta kontaktového materiálu, s výhodou hlavní složka, přivádí ve formě drátu a druhá komponenta, s výhodou přídavná látka, ve formě prášku do plasmověho paprsku, pak získá v kontaktu hlavní složka rozprášená z drátu destičkovitou strukturu, zatímco se částečky přídavné látky uspořádají v destičkovité struktuře ve formě přibližně kuličkovitých zrn.Řešení je zejména výhodné v případě hlavní složky ze stříbra nebo mědi a při použití niklu, molyhdenu, wolframu, kaŕbidu wolframu, tuhy, kysličníku kademnatého, kysličníku cínatého, kysličníku zinečnatého, kysličníku titaničitého, kysliöníku zirkoniěitého,kysličníku rtutnatého, kysličníku hlinitého, sirníku molybdeničitáho a tak dále nebo směsi nejméně dvou z těchto látek Jako přídavně látky.U jiné formy provádění zpüsobu podle vynálezu se ke zhotovení kontaktu přivádějí hlavní složka a přídavné látky zlepšudíoí vlastnosti kontaktu společně v prášková formě do plasmověho paprsku. Toto řešení je výhodné v případě, když kontaktní plocha nemá být dodatečně opracována třískovým obráběním, ježto z práškových výchozích látek může být dosažena relativně hladká plocha. Pro použití tohoto řešení je předpokladem, že obě práškové látky leží v přibližně stejněm rozměrovém rozmezí zrnek, bod tavení nebo teplota rozložení přídavné látky leží nejméně o 400 až 600 °G výše než bod tavení hlavní složky.Tato forma provádění způsobu podle vynálezu spočívá na poznatku, že když se přivádějí do cesty plasmového paprsku společně látky s rozdílnými body tavení v práěkovité formě a parametry plasmatu se nastaví k parametrům komponenty s nižším bodem tavení, získá ve struktuře kontaktu látka s nižším bodemwtavení destiěkovitou strukturu, zatím co částečky komponenty s vyšším bodem tavení zůstangu přibližně kuličkovitá a uspořádají se v destičkovité struktuře.Toto řešení může být použito například u hlavní složky ze stříbra nebo mědi, přičemž jako přídavně látky se použije například bud některá z látek Jako nikl, molybden, wolfram,karbid wolframu, tuha, sirník molybdeničitý, kysličník titaničítý, kysličník zirkoničitý, GS 268 799 B 2 3kysličník rtutnatý, kysličník hlinitý, nebo směs nejméně ze dvou těchto látek. Dále může byt použito toto řešení v případě hlavní složky z niklu, když se splní podmínky pro bod tavení a bod rozkladu. Například může být k niklu jako hlavní složce přidána Jedna z přídavných látek, Jako Je molybden, woltram, karbid wolframu, tuha a tak dále.Podle další formy provádění způsobu vyroby kontaktu podle vynálezu přiváděáí se potřebné hlavní složka a přídavné látky zlepšující vlastnosti kontaktu v práňkové formě,ale od otvoru plasmového hořáku v různých odstupech do plasmového paprsku. Toto řešení je použitelná tehdy, když není značný rozdíl mezi body tavení hlavní složky a přídavných látek, například k hlavní složoe tvořené stříbrem se přidá přídavná látka tvořená mčdí neho opnčně, bod tavení hlavní složky Je vyšší než bod tavení přídavné látky, například k hlavní složce tvoření niklem, molybdenem, wolíramem se dá přídavná látka tvořená stříbrem, mědí a tak dále, přídavnou látkou je chemická sloučenina, rozkládající se za teplnnapříklad kysličník kademnatý, sirník molybdeničitý, kysličník molybdenový a tak dále.Tato forma provádění způsobu podle vynálezu apočívá na poznatku, že když se vede ve větším odstupu od trysky plasmověho geuerátoru prášková látka do plasmového paprsku, pohlcuje prachová částečka menší množstv§tepla a tím může být dosaženo, že se neroztnví,popřípadě se nerozloží. ÍDalší důležité forma provádění způsobu podle vynálezu Je taková, že podla programu určeného podle plánovaná struktury kontaktu se hlavní složka a přídavné látky přivádějí v množství proměnném v čase. Tím lze obdržet kontakt složení měnícího se s průřezem. Toto řešení může být použito v případech, kdy je kontakt vystaven vysokému mechanickému namáhání nebo vysoká erozi, způsobované obloukem. Přitom se na kontaktový nosič nanáší najprve základní vrstva z níklověho nebo molybdenováho práčku, pak se nenese elektricky dobře vodivá hlavní složka ze stříbrnáho nebo měděného prášku spolu s přídavnou látkou snižující opotřebení, Jako je nikl, sirník molybdoničitý nebo tuna, popřípadě ke snížení eroze způsobované obloukem se po nanesení základní vrstvy nanese hlavní složka ze stříbrného nebo měděného prášku společně s přídavnou látkou tvořenou wolframem. Podíl přídavných látek se může s průřezem hlavní složky měnit, například v blízkosti kontaktní plochy může btpodíl prídavných látek zvýäen nebo snížen.Příklady provádění způsobu vyroby kontaktů práškovou metalurgií Jsou v dalším popsány na podkladě výkresu, na němž zobrazují obr. 1 uspořádání, u něhož se hlavní složka vytvářeného kontaktu zavádí do plasmováho paprsku v drátové formě, přídavné látky v préěkové formě, obr. 2 uspořádání, u něhož se hlavní složka vytvářeného kontaktu i přídavné látky zavádějí do plasmového paprsku společně v práškové formě a obr. 3 uspořádání,u něhož hlavní složka vytvářeného kontaktu a přídavně látky se zavádějí do plasmového paprsku v různých odstupech od otvoru plasmováho hořáku.Jak je patrno z obr. I zavádějí se do plasmového paprsku 1 o velké teplotě a majícího velkou rychlost hlavní složka 3 v drátově formě a přídavné látky Ž v práškové formě. vy» sokou teplotou se drát roztaví a roztrhá se v důsledku proudění plssmového paprsku 1 na kapky. Kapky vytvářajíoí se z drátu nanáäejí se na kontaktový nosič g. Během narážení kapek hlavní složky Q deformují se tyto na tenkou destičku. Částečky práškové přídavné látky 2 nalézaáí se v důsledku velké rychlosti plynu Jen po krátkou dobu v plasmovém paprsku 1, takže se netaví, ale ukládadí so přibližně ve tvaru kuliček v destičkově struktu ře hlavní složky Q. Na kontaktovám nosiči g může být tímto způsobem vytvořen kontakt 5 práškově metalurgického charakteru.Na obr. 2 Je znázorněno společné přivádění dvou různých praškovych látek. Při tom je prášek s nižším bodom tavení hlavní složkou Q, která se v plasmovém paprsku 1 taví a ukladá se v destičkovité struktura na kontaktovém nosiči g. Přídavné látka § s vyšším bodem tavení se netaví, ale vpracuje se do destičkovité struktury hlavní složky 3 a dává proto vzniknout kontaktu 5 s práškově-metalurgickym oharakterem.Nn obr. 3 Je znúzorněno přivúdění dvou různých prúškových látek. Práňek sloužicí Jako hlnvní složka 3 se přivádí do plasmového paprsku 1 v menším odstupu 5, od otvoru 6plnsmového hořáku a přídavné látky Ž se přivádí ve větším odstupu od otvoru § plasmového hořúku. Hlavní složka přiváděná v menším odstupu 5, dostává větší množství tepla a taví se, přídavná látka 2 přiváděná ve větším odstupu 32 dostává menší množství tepla a netaví se v plasmovém paprsku 1. Na oçr. 3 je mimoto znázorněna mezivrstva 1, která je odolná proti opotřebování otěrem. Na~ní Je uspořádán kontakt 3 s práškově metalurgie kým charakterem. I Poznámka Pro lepší znázornění nejsou rozměry částeček a konstrukce kontaktu 4zvětňeny ve správném měřítku.Struktura, dosažitelná složení, elektrická a tepelná vodivost kontaktů 5 zhotovených způsobem podle vynálezu se podobnjí vlastnostem kontaktových materiálů zhotovených prúňkovč metolurgiokou cestou. Pro kontakty 5 zhotovené způsobem podle vynálezu Je charakteristické, že mají metalicky heterogenní strukturu a Jsou zhotovitelné z kovů nevytvářejících spolu slitiny, například ze stříbra a niklu, z kovů a kysličníků kovů, například z mědi s kysličníku hlinitého, ze atříbra a kysličníkuvkademnatáho, ze stříbra,kysličníku cínatého a kysličníku inditého a tak dále, z kovů a anorganických látek, například ze stříbra a tuhy nebo mědi a sirníku molybdeničitého a tak dále.Poznámka Metalicky heterogenní struktura znamená přitom, že hlavní složka a přídavné látky těsně k sobě lnou, ale netvoří spolu slitinu. vytvoření slitiny by vedle k podstatnému zhoršení elektrické vodivosti.Kdyby měly být kontakty 5 použity ve vlhkém nebo korozivním prostředí, Je účelné chránit je proti korozi. K tomu Jsou použitelná různé druhy fenolové kalafuny rozpustné v benzenových uhlovodicích, ktoré vykazuáí dobrou pronikavost a schnou na vzduchu. Kontakty 3 se opatří lakovou vrstvou nanášením štětcem nebo namáčením a po uschnutí laku setyto opraoují na míru. Nejdůležitější přednosti způsobu podle vynálezu Jsou následujícíPomocí vynálezu jsou zhotovitelná taková kontaktová sestavení, která se zhotovují práškou vou metalurgií, ale v širším rozsahu nebo složení, kontakty 5 jsou zhotovitelné i v podnicích vyrábějících elektrické přístroje v sestavách odpovídajícíoh požadavkům, odpadá operace upevňování na kontaktovám nosiči g, což Je výhoda v prvé řadě u silnoproudých přístn jů, kontakt 5 může být zhotoven na mědi, železo, hliníku a jiných materiáloch, dosahujese úspora materiálu a pracovní doby a speciální sestavy, například pre pokusy, nebo malé serie, jsou realizovatelné hospodárně.Způsob výroby kontaktů podle vynálezu je ještě dále osvětlen na základě příkladů.Príklad 1 Kontakt 4 se zhotoví způsobem podk vynálezu podle řešení znázorněného na obr. 1s hlavní složkou ze stříbra nebo mědi. stříbrný nebo měděný drát se zavede do plasmového paprsku 1 způsobem naznačeným na obr. I. Ke zvýšení odolnosti proti otěru pro zlepšení kluzného tření zovádí se do plasmového paprsku 1 Jako přídavná látka Ž 5 až 10 niklu,nebo 2 až 3 tuhy, nebo 2 až 3 airníku molybdeničitěho v práškové formě, čímž vznikáKontakt 3 se zhotovuje podle řešení na obr. 2 z práškového výchozího materiálu, přičemž Jako hlavní složka g kontaktu z 1 sepeužije stříbro nebo měő Ke zlepšení třecích vlastností kontaktu 5 se k hlavní složce § přimíchá Jako přídavná látka § 5 až 10 niklu v prášku nebo niklotuhového prášku, niklem potažený tuhový prášek o přibližně stejné zruZ obou práěkových látek se vytvoříĺhomogenní směs, která se společně přivede do plasmového paprsku 1. obě práškové látky mohou být přiváděny v žádaném poměru odděleným

MPK / Značky

MPK: H01R 13/03

Značky: výroby, způsob, kontaktů, metalurgii, práškovou

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-268799-zpusob-vyroby-kontaktu-praskovou-metalurgii.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob výroby kontaktů práškovou metalurgií</a>

Podobne patenty