144406. lajstromszámú szabadalom • Eljárás villamos érintkezők előállítására

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.406. SZÁM 21. c 28-53. OSZTÁLY — NA-448. ALAPSZÁM Eljárás villamos érintkezők előállítására A Magyar Állam, mint a feltaláló Nagy Endre gépészmérnök budapesti lakos jogutódja Bejelentés napja: 1956. június 19. A levegőn működő, nagy kapcsolási számú villamos érintkezők céljaira általában ezüstöt, vagy ezüstötvözeteket használnak. Legújabban különösen jó eredménnyel alkalmazzák az ezüstkadmium ötvözeteket 5—20% Cd tartalommal, mert ez az ötvözőelem az érintkezők összehegedésre való hajlandóságát erősen csökkenti és elősegíti az ív kioltását. A magas hőmérsékletű villamos ív és a környező levegő hatására ugyanis a kadmium CdO-vá oxidálódik, melynek az a kedvező tulajdonsága, hogy könnyen (már 950 C° felett) szublimál és az ív talppontjain keletkező magas hőmérséklet hatására gázalakban az eredeti CdO kristály térfogatának kb. 8000-szeresének megfelelő térfogatot vesz fel, mely helyileg keletkező gáznyomás az ívet kioltja. Ebből következik, hogy az ív behatásának ideje lényegesen lerövidül és az érintkezők fogyása erősen csökken. Ismeretesek ezüst-kadmium ötvözetnél olyan vizsgálatok is, ahol az érintkezőpárok súlycsökkenése 100 000 kapcsolás után átlagosan: (220 V váltóáram, cos f- = 0,6) Cu 25 amp. terheléssel 360 mg Ag 40 amp. terheléssel 25 mg 95 Ag -f- 5 Cd 40 amp. terheléssel 4 mg A vörösrézérintkezők 40 amp. terhelésnél néhány óra alatt, teljesen beégve, tönkremennek. Az ezüst-kadmium ötvözetből készült érintkezők élettartama az ezüstérintkezők élettartamát átlagosan hatszorosan felülmúlja. Fentiek alapján nyilvánvaló, hogy a kadmium előnyös tulajdonságai sokkal fokozottabban érvényesülnek, ha a Cd az ezüstben nem atomárisan oldott elegykristályok alakjában, hanem egyenletes elosztásban, mint CdO, tehát mint heterogén alkatrész szerepel. Ujabban nagy erőfeszítések történtek az Ag— CdO álötvözet célnak megfelelő előállítására. Eddig két eljárás ismeretes, melyek többé-kevésbé eredményesek. Az egyik eljárás szerint öntészeti úton Ag— Cd ötvözetet készítenek, melynek Cd-tartalma megfelel az oxidálás után kívánt CdO tartalomnak. A szokásos kovácsolási és hengerlési műveletek után nyert félkész gyártmányból leszabással, vagy kivágással kialakítják a kívánt érintkező alakot. Az így nyert érintkezőket ezután levegőn, vagy oxigénáramban huzamos ideig (néhány száz óráig) 700—800 C° közötti hőkezelésnek vetik alá. Ennek a hőkezelésnek az a célja, hogy az ötvözetben levő kadmiumot a bediffundált oxigén segítségével a felülettől számított minél nagyobb mélységig CdO-vá alakítsák át. Ennek az eljárásnak a hátrányai: A hosszadalmas hőkezelés. A Cd eloxidálása az érintkező belsejében nem tökéletes, és pedig annál kevésbé, minél nagyobbak az érintkező méretei. Ilyen módon legfeljebb kb. 12% CdO-tartalmú ezüstötvözetet lehet előállítani. Magasabb CdO-tartalmaknál az oxidálás okozta térfogatnövekedés felületi repedésekre és deformációkra vezet. A másik ismert eljárásnál ezüstporból és kadmiumoxidporból indulnak ki. A porokat a kívánt arányban elkeverik, megfelelő sajtolószerszámban kész alakra sajtolják és végül a sajtolt darabokat levegőn 800 C° körüli hőmérsékleten zsugorítják. Ennek az eljárásnak is hátránya a keverék inhomogenitása. Ez részben abból adódik, hogy az alkotók tökéletes elkeverése nehézségekbe ütközik, másrészt pedig abból, hogy maguknak az alkotóknak, tehát az ezüstpornak és CdO-pornak szemcsenagysága nem atomáris, ill. molekuláris, hanem makroszkopikus (kb. 0,001— 0,2 mm) méretű. A találmány célja a felsorolt hátrányok kiküszöbölése mellett a villamos ív eróziós hatásával szemben ellenállóbb és így hosszabb élettartamú villamos érintkezők gazdaságos előállítása. A találmány lényege, hogy az Ag—Cd ötvözetet öntési eljárással előállítjuk, ezt porítjuk, majd kemencében oxidáljuk, zsugorítjuk és , az így kapott terméket préseléssel tovább tömöri tjük. A találmány szerinti eljárással készült villamos érintkezők előnye, hogy a kadmiumoxidot az ezüstben egyenletesen elosztva molekuláris diszperzításban tartalmazzák. Az oxidáló hőkezelés rövid, mert legfeljebb 0,1 mm mélységig