196529. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektród előállítására vákuumos áramköri megszakítók részére
3 196529 4 A találmány tárgya eljárás elektród előállítására vákuumos áramköri megszakítók részére, amikoris réz és ezüst közül legalább egyet tartalmazó elektromosan vezető fémport és az elektromosan vezető fémpornál magasabb olvadáspontú porított tűzálló anyagot összekeverünk, majd a keveréket összetömöritjük és a tömörítvényt vákuumban szintereljük. A találmány szerinti eljárás különösen krómból, mint tűzálló anyagból és rézből álló elektródák előállítására alkalmas, például a főleg krómból és kis mennyiségű rézből álló elektródok készítésére. Ezek az elektródok igen jól használhatók vákuumos áramköri megszakítókban, amelyeket például jármüvekben, védöáramkörökbe, stb. építenek be. A vákuumos áramköri megszakítókhoz kialakított elektródok anyagának egy részét vezető fém, általában réz és/vagy ezüst, míg anyaguk további, jelentős részét a vezető fémnél magasabb olvadáspontú höálló anyag, általában króm alkotja. Az ezekből összetevődő elektródokat a nagy dielektromos szilárdság jellemzi, ezért nagy erősségű villamos áramok megszakítására alkalmasak. Hőálló anyagként szokásosan krómot, kobaltot, nikkelt, vast, tantált, volfrámot, molibdént, stb. használnak, amelyek közül különösen a krómot alkalmazzák széles körben. A vákuumos áramköri megszakítókhoz készülő elektródok előállítására ismert az az eljárás, hogy a nyersanyagokat megolvasztják, megszilárdítják, ezzel a szükséges öszszetételű elektródötvözetet létrehozzák. Másik lehetőségként adódik, hogy a porított nyersanyagokat összekeverik és szinterelik. A szinterelés a jobban elterjedt eljárás az ilyen elektród anyagok előállítására, mivel olyan összetevőkből kell az elektródot létrehozni, amelyek olvadékonysága egymásban kicsi, és amelyekből - különösen vonatkozik ez a krómra és a rézre - nehéz ötvözetet létrehozni. A nehézséget az okozza, hogy mindkét összetevő megolvasztásakor az olvadék két, az egyes komponensekben erősen feldúsult fázissá válik szét. Ez a helyzet például a réz és vas, a réz és kobalt és sok más hasonló összetételű anyag esetében. Az 50-55 870 szám alatt közzétett JP szabadalmi bejelentés ismerteti azt az eljárást, amellyel szinterelés művelete révén elektromosan vezető fémből és hóálló anyagból az elektród létrehozható. A szinterelésen alapuló előállítási eljárások lényege az, és ilyet ismertet az említett 50-55 870 számon közzétett JP szabadalmi bejelentés is, hogy a vákuumos áramköri megszakítóban felhasználásra szánt elektród előállítása céljából a nyersanyagokat por alakban összekeverik, tömörítik, majd a tömörítvényt szinterelik. A szintereléses előállítási eljárások alapvető problémáját mindig az oxidációs folyamatok jelentik. Ennek elkerülése az 50--55 870 számon közzétett JP szabadalmi bejelentésben javasolják a szinterelésnek nagy vákuumban vagy redukáló atmoszférában történő végrehajtását, aminek célja az oxidáció elkerülése. A vizsgálatok szerint a szintereléssel előállított elektródok dielektromos szilárdsága igen széles értéktartományban szóródik. Ez akkor is igaz, ha a nyersanyagokat, vagyis az elektromosan vezető fémport és a hőálló tulajdonságú fém porét összekeverés előtt gáztalanitják, vagy ha a szinterelést vákuumban, illetve redukáló atmoszférában hajtják végre. Ez utóbbi esetben sem lehet az értékek szórását nagyobb mértékben csökkenteni. Ebből az következik, hogy az elektródok előállítására alkalmazott technika, amelynek alapja a hagyományos szinterelés, nem alkalmas nagy dielektromos szilárdsággal jellemzett elektródok megbízható sorozatgyártására. A 50-55 870 számú közzétett JP szabadalmi bejelentés a dielektromos szilárdsággal kapcsolatban nem tartalmaz információt és lényegében nem tér ki arra sem, hogy milyen kapcsolat van a szinterelési módszerek és a dielektromos szilárdság változásai között. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, amellyel a vákuumos áramköri megszakítók részére készülő és vezető fémből, valamint hóálló anyagból álló elektródok részére olyan alapanyag állítható elő, amelyet a nagy dielektromos szilárdság jellemez és amelynek szükséges dielektromos szilárdsága viszonylag nagy reprodukálhatósággal biztosítható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a forró izosztatikus összenyomás művelete - ennek révén lehet az elektród anyagát színtereim - és a hidrogénatmoszférában végzett elöszinterelés művelete lehetővé teszi, hogy az elkészült elektród dielektromos szilárdsága a kívánatos nagy szintet elérje és egyúttal ennek a szilárdságnak az értéke a különböző gyártási adagokban állandó maradjon. Felismerésünkhöz tartozik az is, hogy a por alakú nyersanyagok összekeverése és ezt követő forró izosztatikus összenyomása az elöszinterelés nélkül nem biztosítja a kívánt dielektromos szilárdságot, illetve az utóbbira jellemző szórása nem javul az ismert eljárásokkal kapott anyagokhoz képest. Az eiószinterelés nélkül végzett szintereléssel kapott termékek tehát lényeges paramétereiket tekintve nem különbőznek a vákuumban vagy redukáló atmoszférában végzett szintereléssel egy lépésben előállított elektródanyagok paramétereitől. A kitűzött feladat megoldására olyan eljárást dolgoztunk ki, amellyel vákuumos áramköri megszakítók részére elektród állítható elő, és amelyben réz és ezüst közül legalább egyet tartalmazó elektromosan vezető fémport és az elektromosan vezető fémpornál magasabb olvadáspontú porított tűzál5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
