контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов
Классы МПК: | H01H1/66 контакты, герметизированные в вакуумированной или наполненной газом оболочке, например сухие магнитоуправляемые контакты H01H1/02 отличающиеся по материалу |
Автор(ы): | Фомушкина Т.В., Бобкова Т.Н., Вьюков И.В., Соломатин В.П., Кирилин Е.Н., Никишова В.Д. |
Патентообладатель(и): | Рязанский завод металлокерамических приборов |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-06-08 публикация патента:
10.05.1997 |
Использование: в электротехнике, в частности нанесение контактного покрытия на рабочие части контакт-деталей герконов. Сущность изобретения заключается в повышении надежности магнитоуправляемых контактов, а также полном исключении использования золота для выполнения контактного покрытия. Контактное покрытие отличается от известного тем, что оно содержит, мас.%: бор 2 - 26, а остальное - никель. 3 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, состоящее из никеля, отличающееся тем, что покрытие содержит, мас. Бор 2 26Никель Остальноее
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике, в частности касается нанесения контактного покрытия на рабочие части контакт-деталей магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов), применяемых в реле, в счетно-решающих устройствах и т.д. Известно контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, выполненное из сплава золота, содержащего два легирующих компонента: никель и родий, причем содержание никеля составляет 6,0 26% а родия 0,01 1,0% [1]Основным недостатком данного покрытия является его высокая стоимость из-за использования двух драгоценных металлов: золота и родия. Кроме того, при высоких содержаниях никеля в сплаве, выше 16% покрытие обладает большими внутренними напряжениями, что приводит к росту переходного сопротивления, падению его стабильности при наработках в микрорежиме. Известен также способ химической металлизации переключающих устройств, в котором осаждение золотого покрытия проводят на подслой никель-бор с содержанием бора 0,05 0,14% [2]
Однако, этот способ достаточно трудоемок и нетехнологичен, так как растворы химической металлизации по сравнению с электролитами недолговечны. Кроме того, покрытие, полученное данным способом, дорогостоящее, так как здесь используется драгметалл золото. Изготовление многослойных покрытий сопровождается низким технологическим выходом из-за плохой адгезии одного слоя к другому. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является взятое за прототип контактное покрытие, выполненное из чистого никеля, наносимого в виде мелкодисперсной губки с величиной зерна 1
5 мк [3]
Данное покрытие имеет много точек контактирования, что позволяет получить низкое и стабильное переходное сопротивление, а также создаются условия повышения коммутируемой мощности и срока службы. Однако, для герконов с низким контактным нажатием, где контактируемая поверхность небольшая, данное покрытие не подходит из-за нестабильности переходного сопротивления, нетехнологичности процесса нанесения покрытия, несоответствия величины зерна мелкодисперсной губки толщине покрытия. Немаловажным фактором является и то, что в процессе изготовления герконов контактное покрытие подвергается термоудару при T>700oC, что приводит к образованию на контактируемой поверхности контакт-деталей окислов, а это стимулирует нестабильность сопротивления. Предлагаемое контактное покрытие направлено на решение задачи повышения надежности магнитоуправляемых контактов, полного исключения использования золота для выполнения контактного покрытия и повышения производительности процесса нанесения покрытия. Поставленная задача достигается тем, что на контакт-детали герконов наносят контактное покрытие сплавом никель-бор, причем содержание бора составляет 2 26%
В технических решениях, известных в науке и технике на сегодняшний день, раскрытие сущности этих признаков авторам неизвестно. Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает новизной по сравнению с прототипом и существенными отличиями по сравнению с известными решениями. Согласно настоящему изобретению контактирующая поверхность содержит никель с добавкой бора в количестве 2 26%
Указанное содержание бора в предлагаемом сплаве является оптимальным и обеспечивает достижение поставленной цели. Нижнее значение содержания бора в сплаве (2%) определяется минимальной микротвердостью, которая необходима для обеспечения устойчивости контактного покрытия против холодного сваривания. Верхняя граница содержания бора в сплаве (26%) обусловлена технологическим разбросом при изменении концентраций компонентов электролита. Данные сведены в табл. 1. В результате проведенной работы был выбран оптимальный состав электролита и режим осаждения покрытия. Данное покрытие осаждают при температуре 20 - 54oC, плотности тока 2 5 А/дм2 из электролита следующего состава, г/л:
Никель (мет.) 3 7,5
Борогидрид натрия 0,5 3,0
Сегнетова соль 20 65
Гидроокись натрия 50 70
Этилендиамин 30 50
PH 10 14
Следует отметить, что данное покрытие используется для герконов, работающих в различных эксплуатационных режимах. В одном случае требуется покрытие с низким содержанием бора (2 12 мас.), обеспечивающее работу геркона в слаботочном режиме, где нет повышенных требований к износостойкости покрытия, так как эрозионного разрушения контактируемой поверхности не происходит. Основным требованием к покрытию является стабильность контактного сопротивления. Для герконов, работающих в режимах коммутирования, сопровождающихся игольчато-кратерной эрозией контактных поверхностей, необходимо покрытие с повышенной износостойкостью, что обеспечивает покрытие никель-бор с содержанием бора 12 26 мас. Пример. На контакт-детали магнитоуправляемых контактов, выполненных из пермаллоя марки 52Н-ВИ электрохимическим способом наносят рабочий слой контактного покрытия, состоящий из сплава никель-бор. Сплав никель-бор осаждают из этилендиаминового электролита никелирования с применением стационарных режимов электролиза на контакт-детали герконов МКА-27101. Оценка работоспособности гальванического покрытия в герконах проводилась путем контроля стабильности переходного сопротивления как во времени, так и при коммутации герконами маломощных электрических режимов, а также анализа износостойкости герконов с указанным покрытием в эрозионных режимах. Контроль стабильности переходного сопротивления гарконов заключается в многократном измерении этого параметра (в течение месяца было проведено семь измерений). За это время величина сопротивления оставалась стабильной, максимальное значение ее не превышало 0,06 Ома. В течение этого времени партия герконов в количестве 10 штук подвергалась тепловой выдержке (T 100oC в течение 24 ч. Величина переходного сопротивления после этой выдержки также оставалась неизменной. Кроме того, контроль стабильности проводился с помощью накачки и последующего измерения величины переходного сопротивления. Накачка проводилась в течение 10 с, 30 с, 1 мин, 5 мин, 10 мин. Величина переходного сопротивления герконов при всех временах накачки не изменялась и не превышала 0,06 Ома. 17 герконов были подвергнуты испытаниям в режиме 20 мВ 10 мА с наработкой 5
![контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, патент № 2079173](/images/patents/393/2079004/183.gif)
![контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, патент № 2079173](/images/patents/393/2079004/183.gif)
![контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, патент № 2079173](/images/patents/393/2079004/183.gif)
![контактное покрытие для магнитоуправляемых контактов, патент № 2079173](/images/patents/393/2079004/183.gif)
Класс H01H1/66 контакты, герметизированные в вакуумированной или наполненной газом оболочке, например сухие магнитоуправляемые контакты
Класс H01H1/02 отличающиеся по материалу