189862. lajstromszámú szabadalom • Eljárás villamos érintkező előállítására
1 189.862 Si A találmány tárgya: eljárás porkohászati jellegű villamos érintkező előállításra. Ezen érintkezők felhasználhatók erősáramú készülékekben nyugvó, vagy kapcsoló kontatusként. A porkohászati érintkezőanyagok előállítására többféle eljárás ismert. Ezen eljárások a következő általános műveletsor elemeinek a variálásra épülnek: — az előírt szemcseméretű porok összekeverése (ötvözetből, vagy alkotó elemeiből), — porkeverék tömörítése sajtdással (tömbbé, lemezzé, vagy a kívánt méretre és alakra; (p = 0,8...8 Mp/cm2),- szinterezés (40...100 órás hőntartás, 400...2000 °C hőmérsékleten, védőgáz atmoszférában),- utósajtolás (esetleg többlépcsős mechanikai alakítással: pl. hengerléssel, méretre darabolással, stb.), _ utóhőkezelés (250,..400 °C hőfoktartományban, az előző alakítás műveletek mechanikai feszültségeinek a feloldására). A fenti műveletsortól kis mértékben eltér az Ag-W ill. Cu-W érintkezők előállítása. Itt a wolfram por kívánt méretre és alakra sajtolása, majd szinterezése után kapott porózus szerkezetű érintkezőtestet olvadt Ag, vagy Cu fémbe mártva, a pórusokat kitöltik fém olvadékkal. A porkohászati termékek előállítására tehát az a jellemző, hogy:- a porrészecskék egymáshoz való mechanikus tömörítése sajtolással (hidegen vagy melegen), — a részecskék közötti fémes kötések kialakítása pedig hosszan tartó hőkezeléssel történik (szinterezés), továbbá — a gyártás befejezésekor az érintkezőanyag mindig önmagában (különállóan) jelenik meg, ezért azt az érintkező tartóhoz egy utólagos művelettel (forrasztás, hegesztés, szegecselés stb.) fémesen kötni kell. A leírtak alapján a porkohászati technológiák hátrányai a következő:- a technológia sok egymás után következő lépésből áll,- a szinterezés időtartama hosszú, és hőenergia igénye nagy (2000 kWh/t), — a technológia speciális berendezéseket igényel (portechnológiai berendezéseket, sajtoló gépeket, védőgázas kemencéket, lemezfeldolgozó gépeket, hőkezelő kemencéket stb.), ezért — a porkohászati érintkezőanyag gyártás csak nagy tételekben gazdaságos. A villamos érintkező felületek előállítására alumínium vezetőn, ismert a 156.346 sz. magyar szabadalom, amely a láng-fémszórás alkalmazására épül.Ennek a technológiának az a hátránya, hogy a lángszórással kapott bevonatok oxidtartaima nagy, ezért az érintkező bevonatokat vegyi úton oxidmentesíteni kell. Majd az oxidmentesített bevonat porozitásúnak a megszüntetésére Sn-Ag ötvezettel kell átitatni. Az átitatáshoz az érintkező tartót kb. 250...300 °C-ra kell hevíteni, amelynek során az A1 érintkezőtartó kilágyul, és a mechanikai szilárdsága lecsökken. További hátránya a nevezett szabadalom szerinti lángszórásos eljárásnak, hogy a lángszóró pisztolyba egyidőben csak egyetlen huzal-anyag adagolható, így nincs lehetőség az érintkezőbevonat alkotóinak tetszés szerinti arányban történő változtatására. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan eljárás kidolgozását, amellyel:- az érintkezőt közvetlenül az érintkező tartón állítjuk elő, a sajtolási, színterezési, darabolási és forrasztási műveletek elhagyásával, — az érintkező létrehozásának folyamata alatt viszszük be azokat az anyagokat az érintkezőbe, amelyekkel a fő alkotó tulajdonságait javítjuk, — az eljárással kis sorozatban gyártott termékek érintkezői is gazdaságosan előállíthat ók. A kitűzött célt a találmány szerinti eljárással úgy értük el, hogy az érintkezőt közvetlenül az érintkezőtartón hoztuk létre olymódon, hogy az érintkezőtartóra nagyhőmérsékletű plazmasugarat irányítottunk, és a plazmasugárba a kialakítandó érintkező összetételének megfelelő villamosán vezető anyagot, mint főalkotót, és az érintkező tulajdonságait javító adalékanyagot, illetve adalékanyagokat adagoltunk huzal, vagy/és por alakban. Ennek az az előnye, hogy: — nem kell az érintkezőanyagot az érintkezőtartóra forrasztani, — az érintkezőanyagok össze tételét a kívánalmaknak megfelelően tág tartományban tudjuk változtatni (akár egy érintkezőn belül is), — az érintkező egyetlen gépi berendezéssel 1...2 perc alatt előállítható, — kis sorozatú vagy egyedi érintkezők előállítása is gazdaságos. Megjegyzés: "főalkotó" alatt itt jó villamosvezetőképességű, vagy jó ívállósági tulajdonságokkal rendelkező fémet (pl, Ag, Ni, Cu, Mo, ,W), vagy ezek ötvözetét, vagy ezen fémeknek más anyagokkal alkotott keverékét (pl. Ag-Cdo, Ag-grafit stb.) értjük, A főalkotó fémes komponense a plazmasugárban megolvad és az ún. mátrix anyag szerepét tölti be. "Adalék anyág" alatt itt azt az anyagot értjük, ameiy a főalkotó tulajdonságait (villamos vezetés, íverózióállóság, keménység, kopásállóság stb.) javítja pl. Ag vagy Cu főalkotónál a Ni, grafit, M0S2 a kopásállóságot, a W, CdO, SnO stb. az ívállóságot javítja. Az adalékanyag aránya elérheti a 60...80%-ot (súly%) is, (pl. egy Ag-W érintkezőben a volfram tartalom). A találmány egy előnyös foganatosítási módja szerint az érintkező főalkotóját huzal alakban, az érintkező tulajdonságait javító adalék anyagokat por alakban juttatjuk a plazmasugárba. Ennek az az előnye, hogy: — a huzalból szórt érintkezők villamos vezetőképessége jobb, mint a porból szórt érintkezőké, — a huzalszórás plazma paramétereinél az adalék poranyagok a bevonatban gömb alakban helyezkednek el, — a huzal alapanyag rendszerint olcsóbb, mint az osztályozott gömbszemcsés poranyag. A találmány ezen eljárása annak a felismerésnek a felhasználásán alapszik, hogy ha az érintkezőanyag egyik alkotóját (célszerűen fő alkotóját) huzal formájában vezetjük a plazmasugár útjába, és a másik alkotót (célszerűen az "adalékanyagot") por alakban, akkor az érintkezőben a huzalból porlasztóit fő alkotó lemezes szerkezetű lesz, míg az adalék anyag részecskéi közel gömbalajú szemcsék formájában helyezkednek el a lemezes szerkezetben. Ez a megoldás különösen előnyös Ag vagy Cu főalkotó esetén, amikor adalék anyagként Ni, Mo, W, WC, grafit, CdO, SnO, ZnO, TiOj, Zr03, HfO, A1j03) M0S2 stb. valamelyikét vagy ezek közül legalább kettő keverékét alkalmazzuk. A találmány egy másik foganatosítási módja szerint az érintkező előállításához a főalkotót és az érint-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
