Print

2015 №10 (05) 2015 №10 (07)

Automatic Welding 2015 №10


Журнал «Автоматическая сварка», № 10, 2015, с. 38-44
 

Современные композиционные материалы для коммутационной и сварочной техники. Сообщение 1. Порошковые композиционные материалы

Е.В. Хоменко, Н.И. Гречанюк, В.Г. Затовский


Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины. 03142, Киев-142, ул. Кржижановского, 3. Е-mail: homhelen@mail.ru
 
Реферат
В статье представлены современные разработки в области порошковых композиционных материалов типа псевдосплавов на основе Cu (Ag) и тугоплавких металлов W (Mo, Cr), используемых в качестве электроконтактных материалов и сварочных электродов. Кратко описаны основные требования, предъявляемые к материалам дугогасительных контактов и электродов для контактной сварки. Приведены основные сведения от мировых производителей относительно составов и регламентируемых характеристик данного типа материалов и перечислены основные технологические схемы их изготовления. Указаны определенные технологические трудности получения нанодисперсных композитов, тормозящие их производство в промышленных масштабах. Отмечено, что применение метода механического легирования в процессе высокоэнергетического размола порошков позволяет получать медь, дисперсно-упрочненную тугоплавкими оксидами и карбидами (Al2O3, TiO2, Cr2O3, SiO2, и др.) с температурой рекристаллизации, близкой к температуре плавления меди и более высоким, по сравнению с хромистыми и хромоциркониевыми бронзами, уровнем электропроводности, прочности и жаростойкости. Библиогр. 41, табл. 5, рис. 4.
 
Ключевые слова: порошковые композиционные материалы на основе меди, коммутационная и сварочная техника
 
Поступила в редакцию 27.04.2015
Подписано в печать 01.10.2015
 
  1. Композиционные материалы. Кн. в 8 т. / Под ред. Л. Браутмана и Р. Крока Т. 3. Применение композиционных материалов в технике. – М.: Машиностроение, 1978. – 511 с.
  2. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки. – М.: Металлургия, 1986. – 208 с.
  3. Композиционные материалы. Справочник / Под общ. ред. В.В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского. – М.: Машиностроение, 1990. – 510 с.
  4. Спеченные материалы для электротехники и электроники. Справочник / Г.Г. Гнесин, В.А. Дубок, Г.Н. Братерская и др. – М.: Металлургия, 1981. – 344 с.
  5. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника среднего напряжения. – СПБ : Изд-во Сизова М.П., 2000. – 114 с.
  6. Вакуумная коммутационная техника и компоненты для сетей среднего напряжения. Siemens. [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: https://w3.siemens.com/powerdistribution/global/SiteCollectionDocuments/en/mv/indoor-devices/vacuum-switching-technology-and-components_ru.pdf.
  7. Slade P.G. Electric Contacts for Power Interruption. A Review. Proc. 19 Int. Conf. on Electric Contact Phenom. Nuremberg (Germany) 1998. – Р. 239–245
  8. Contact Materials for Electrical Engineering. Electrical Contacts Wiki. [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: http://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php/Contact_Materials_for_Electrical_Engineering.
  9. On the application of W/Cu materials in the fields of power engineering and plasma technology / T. Bregel, W. KraussVogt, R. Michal, K.E. Saeger // IEEE Trans. Comp., Hybrids, Manufact. Technol. – 1991. – V.14. – P. 8–13.
  10. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. – М.: Энергия, 1978. – 456 с.
  11. Вторичная структура в рабочем слое электрических контактов из композиционных материалов и их функциональные свойства / Р.В. Минакова, Е.В. Хоменко, Г.Е. Копылова и др. // Электрические контакты и электроды. – Киев: ИПМ НАН Украины, 2012. – С. 38–47.
  12. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1980. – 295 с.
  13. Федорченко И.М., Францевич И.Н., Радомысельский И.Д. Порошковая технология: материалы, технология, свойства, области применения. Справочник. – Киев: Наук. думка, 1985. – 624 с.
  14. Захаров А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. – М.: Металлургия, 1990. – 240 с.
  15. Plansee Group. Сферы компетенции. Технологии: [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: http://www.plansee.com/en/About-us-Expertise-Technology-118.htm.
  16. Hula R. Ch., Edmaier Ch. Silver Coated Tungsten Carbide Powders for Composite Electrical Contact Application / Powder Metallurgy Prrogress. – 2000. – 9, № 1. – P. 34–41.
Режим доступа: http://www.imr.saske.sk/pmp/issue/1-2009/PMP_Vol09_No1_p034-041.pdf.
  1. P. Slade. The vacuum Interrupter. Theory, Design, and Application. CRC Press and Taylor and Francis, ISBN 0849390915. – 2007. – 528 p.
  2. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. – Киев: Наук. думка, 1972. –196 с.
  3. Авраамов Ю.С., Шляпин А.Д. Новые композиционные материалы на основе несмешивающихся компонентов: получение, структура и свойства. – М.: МГИ У, 1999 – 206 с.
  4. Смага Н.Н., Юдин Б.А., Марков Е.В. Метод изготовления и результаты испытаний мелкодисперсных металлокерамических композиций для контактов электрических аппаратов // Электротехнические металлокерамические изделия. – М.: ВНИИ ЭМ, 1965. – С. 61–68.
  5. Корниенко В.П., Юдин Б.А., Колесников В.Н. Мелкозернистые композиционные контакты для низковольтной аппаратуры // Электрические контакты и электроды. – Киев: Наук. думка, 1977. – С. 70–79.
  6. The enfluence of composition and Cr-particle size of Cu/Cr Contacts on Chopping Current, Contact resistance and Breakdouwn Voltage in Vacuum Interrupters / W.F. Rieder, M. Schussek, W. Glatzle, E. Kny // IEEE Trans. Components Hybrids and Manufact. Tech. – 1989. – 12, № 2. – P. 273–283.
  7. Solid State impact sintering in vacuum of composites based on copper and silver / А. Laptiev, O. Tolochyn, O. Khomenko, L. Kryachko. // Proc. 27th Conference on Electrical Contacts, June 22–26, 2014, Dresden, Germany. – P. 457–462.
  8. Tungstem and Molybden Based Materials. Powered by Doduco: [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: http://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php/Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials
  9. Plansee Group [Электрон. ресурс]. – Режим доступа:http://www.plansee.com/ru/Products-Electrical-contactsTungsten-copper-WCu-58.htm.
  10. Plansee Group [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: http://www.plansee.com/ru/Products-Electrical-contactsCopper-chromium-CuCr-59.htm
  11. Найдич Ю.В., Лавриненко И.А., Евдокимов В.А. Исследование процесса уплотнения при жидкофазном спекании под давлением в системе вольфрам–медь // Порошковая металлургия. – 1974. – № 1. – С. 34–39.
  12. Паничкина В.В., Сиротюк М.М., Скороход В.В. Жидкофазное спекание высокодисперсных смесей вольфрам–медь // Там же. – 1982. – № 6. – С. 27–31.
  13. WC/Ag contact materials with improved homogeneity / R. Grill, P. Klausler, F. E.-H. Mueller et al. // Proc. 16 th Inter. Plansee Seminar. Reutte. – 2005. – P. 200–211.
  14. Amirjan М., Zangeneh-Madar K., Parvin N. Evaluation of microstructure and contiguity of W/Cu composites prepared by coated tungsten powders // Refractory Metals and Hard Materials. – 2009. – V. 27. – Р. 729–733.
  15. Пат. № US6375708 B1. Alloy for electrical contacts and electrodes and method of making / L.P. Dorfman, M.J. Scheithauer, M. Paliwal, D.L. Houck, J.R. Spencer.; Опубл. 23.04.2002.
  16. Пат. US 7172725 B2. W-Cu alloy having homogeneous micro-structure and manufacturing method thereof / MoonHee Hong, Ja-Ho Choi, Seoung Lee, Eun-Pyo Kim, Sung-Ho Lee, Joon-Woong Noh; Опубл. 6.02.2007.
  17. Wingert P.S. The effect of Ni on the Switching Performence of AgW Based on Contacts // Proc. 39 th IEEE Holm. Cong. – 1993. – P. 111–115.
  18. Batrakov A.V., Popov S.A., Proskurovsky D.I. Electrodynamic Phenomena in Exploding Tungsten Electrical Contacts // Proc. 42 th IEEE Holm. conference. – 1996. – P. 129–136.
  19. Гуляев А.И. Технология и оборудование контактной сварки. – М.: Машиностроение, 1985. – 254 с.
  20. Технология и оборудование контактной сварки / Под общ. ред. Б.Д. Орлова. – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.
  21. Toshiba materials Co Ltd. Elconite. [Электронный ресурс]. – Режим доступа :http://www.toshiba-tmat.co.jp/eng/list/ta_elc.htm.
  22. Contacts Metals Welding. Typical properties of elkonite materials. [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.tjsnow.com/supplies/cmw/w49f.pdf.
  23. Pressing of partially oxide-dispertion-strengthered copper using the ECAP process / M. Kos, J. Fercec, M. Bruncko
et al. // Material and Technology. – 2014. – 48, issue 3. – P. 370–384.
  1. Диском-сварка. Наноструктурные материалы и изделия из них. [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: [http://
discom-svarka.ru/dukm/].
  1. Аношин В.А., Илюшенко В.М., Минакова Р.В. Жаропрочные материалы на основе меди. Способы получения. Свойства. Применение // Сб. научн. тр. ИПМ НАН Украины. – 2010 г. – C. 212–218.