163451. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémkerámiai anyag előállítására elektromos érintkezőkhöz

163451 3 4 Minél nagyobb a kopásállóság, annál hosszabb ideig lehet a készüléket az elkopott érintkezők pótlólagos javítása nélkül üzemeltetni. Ismeretesek a kisfeszültségű készülékekben elektromos érintkezőkként alkalmazott olyan fémkerámiás anyagok, amelyek főkomponensekként az alábbi anyagokat tartalmazzák: ezüst 50—80% grafit 1—4% nikkel 20—45% Az ismert fémkerámiás anyagokat préselésre alkalmas por alakjában állítják elő. Ez az anyag a következő hátrányokkal rendelkezik: Az anyagban a grafit csak viszonylag kis mennyiségben van jelen, s így a majdnem kizárólag ezüstből álló érintkező az áramterhelés — akár rövid ideig tartó — kis megnövekedésénél fokozottan hajlamos az összehegedésre és a szintereződésre. . Azanyagban jelenlevő nagyobb mennyiségű ezüst azt eredményezi, hogy az érintkezők mechanikai szilárdsága viszonylag csekély, mivel az ezüst rendkívül kevéssé tapad a grafithoz; ez hozzájárul az érintkező élettartamának megrövidüléséhez. Az ezüst ezenkívül igen kis képlékenységgel (3 egység) rendelkezik; ez hátrányosan befolyásolja az érintkező mechanikai szilárdságát. A 20—45 %-os nikkeltartalom — dacára a nikkel nagy képlékenységének (legfeljebb 9 egység) — nem biztosít a préspornak kellő képlékenységet. Az érintkezők előállítására szolgáló ismert anyagösszetételek fent említett hátrányai csökkentik az ismert anyagból előállított berendezések megbízhatósági jellemzőit és működési élettartam-adatait. Az érintkezők előállítására szolgáló ismert összetételű fémkerámiás anyagok nem teszik lehetővé megfelelően hosszú élettartamú és megfelelő megbízhatóságú berendezések előállítását. Ennek oka főleg az, hogy a fenti összetételű érintkezők könnyen összehegednek és szintereződnek. Az összehegedés és a szintereződés okai a következők: Kis grafittartalom esetén a grafit nem árnyékolja le a fémrészecskéket, s éppen ezért az érintkező lényegileg fémjellegű, azaz könnyen összeheged és szintereződik. Az ezüst természetétől fogva könnyen hegedő fém, s a nagy ezüsttartalom hozzájárul az érintkezők összehegedéséhez. Ennek következtében az ilyen érintkezőkkel ellátott berendezés üzemeltetése nem megbízható. • Fémkerámiás anyag előállítására olyan eljárás is ismeretes, amely során ezüst, grafit és nikkel poralakú keverékét egymás után hideg és meleg sajtolásnak vetik alá. - Az érintkezőként alkalmazott fémtartalmú anyagok előállítása során rendkívül fontosak a préselés körülményei. A megfelelő préselési körülmények hozzájárulhatnak olyan nagy kopásállóságú, kis átmeneti ellenállású anyagok előállításához, amelyek más érintkezőkkel nem hegednek össze. A fémkerámiás anyagok előállítására szolgáló ismert eljárások során az említett komponensekből álló porkeveréket úgy szinterezik, hogy a préselés során a keveréken elektromos áramot vezetnek keresztül, s így közvetlenül melegítik. (A „Dsjapakuou kabuoki kaisja" japán cég eljárása) A kontaktanyag előállítása során a melegsajtolást védőkozegben, ill. levegőn hajtják végre, az ezüstből, grafitból és nikkelből álló porkeverékbe pedig olyan anyagokat adagolnak, amelyek redukáló közeget képeznek. A szóban forgó eljárás és valamennyi fent értékelt ismert eljárás leírása az alábbi irodalmi helyen található: 5 W. D. Djons: „A porkohászat, préselés és szinterezés alapjai. („Mir" kiadó, Moszkva, 1965) A fémkerámiás anyag előállítására ismertetett fenti eljárások segítségével nem lehet olyan elektromos érintkezőket előállítani, amelyek az üzemeltetés során hosszú 10 élettartammal és az összehegedéssel szemben ellenállóképességgel rendelkeznek. Ennek az a fő oka, hogy a melegsajtolás során nem biztosítható védőgáz-atmoszféra, továbbá a préspor különböző sűrűsége és képlékenysége miatt a védőatmoszféra bevezetése a préselendő 15 közegbe nem szabályozható. Ennek következtében az előállított érintkezők inhomogenitása nagy. A fentieken kívül az érintkezők anyagösszetételével kapcsolatban követelmény a mindig azonos minőségű fémpor alkalmazása; azonosnak kell lenni a fémpor képlékeny-20 ségének és oxidtartalmának, továbbá a fémporrészecskék nyomószilárdságának. A fenti minőségi jellemzők hiánya esetén — vagy abban az esetben, ha a jellemzők csak kevéssé is eltérnek a megállapított szabványos értékektől — nem lehet előállítani egyforma fizikai-25 kémiai jellemzőkkel rendelkező érintkezőket. A találmány kiküszöböli a fenti hiányosságokat. A találmány tárgya eljárás olyan elektromos érintkezőként alkalmazott fémkerámiás anyag előállítására, amely kémiai összetételénél fogva nagy kopásállóságú, 30 más érintkezőkkel történő kapcsolás során kis átmeneti ellenállással rendelkezik, s amely rövid ideig tartó nagy terhelés (rövidzárlat) hatására más érintkezőkkel összeheged. A találmány szerinti eljárással előállított elektromos 35 érintkező céljára alkalmazott fémkerámiás anyag — súly%-ban — az alábbi komponenseket tartalmazza: ezüst — 5—30 grafit — 0,5—50 40 nikkel — a fennmaradó rész A fenti kémiai összetétel a hasonló célra alkalmazott ismert anyagokénál lényegesen nagyobb kopásállóságot és megbízhatóságot biztosít. [45 Az említett anyagot a találmány szerint oly módon állítjuk elő, hogy a fenti komponenseket tartalmazó porkeveréket egymásután hideg- és melegsajtolásnak vetjük alá, s a hidegsajtolást 2—3 Mp/cm2

nyomással, a melegsajtolást 5—6 Mp/cm: nyomással, 10 másodperc—1 perc 50 közötti idő alatt 400—450 °C hőmérsékleten végezzük. A találmányt az alábbiakban példa segítségével mutatjuk be. A találmány szerinti, elektromos érintkező céljára 55 szolgáló fémkerámiás anyag a következő komponenseket tartalmazza: 5—30 súly% ezüstöt, 0,5—50 súly% grafitot és a fennmaradó részben nikkelt. Az említett komponenseket finom por alakjában alkalmazzuk. 60 A találmány szerinti anyag nagy képlékenységének biztosítására ellenőrizni kell a kiindulási anyagként alkalmazott porok préselhetőségét (képlékenységét). A grafitnak legalább 5,5, az ezüstnek legalább 3,5, a nikkelnek legalább 5,3 képlékenységi értékkel kell 65 rendelkeznie. 2