От достигнутых целей к новым горизонтам

Публикации

20.12/2016

Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм.

Боголюбов Н.В ОАО «ПОЛЕМА». «Совершенствование технологии производства порошков для защитных покрытий и ремонта литейных форм. Производство молибденовых электродов для стекловаренных печей». (Доклад на Международном форуме «СТЕКЛО и СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ- XXI» 19.11.2014, г. Москва)

Подробнее

03.06/2011

Перспективные материалы для многофункциональных вакуумных покрытий

Приведены области применения материалов для многофункциональных вакуумных покрытий, характеристики распыляемых мишеней и испаряемых источников, используемых в технологиях физического осаждения упрочняющих, защитных, декоративных и светоотражающих покрытий, резистивных, коммутационных и прозрачных электропроводящих пленок.

Подробнее

Документы

» Главная » Продукция » Контакты Cr-Cu, W-Cu
Контакты Cr-Cu, W-Cu

Контакты хром-медь (Cr-Cu), вольфрам-медь (W-Cu)

Контакты Хром-Медь

АО «ПОЛЕМА» - крупнейший в России производитель композиционных материалов системы хром-медь и вольфрам-медь для сильноточных контактов вакуумных дугогасительных камер.

Применение

Контакты из Cr-Cu используются в вакуумных дугогасительных камерах (ВДК) высоконадежных быстродействующих вакуумных выключателей, способных отключать большие токи в электрических сетях высокого напряжения 6-35 кВ.
Контакты являются важнейшим элементом коммутационного устройства (выключателя). Наиболее распространенным в настоящее время материалом контактной пары ВДК являются  композиты из Cr-(50-75%) Cu.

Контакты подвергаются воздействию токов короткого замыкания, расплавляющих металл в отдельных точках поверхности из-за высокой плотности тока в них, вследствие чего в этих зонах образуются участки сварки. Эта проблема была одной из причин, задержавших развитие вакуумной коммутационной техники более, чем на двадцать лет. Устойчивость контактов ВДК к свариванию является одним из важнейших ее качеств.  Проблема сваривания была преодолена благодаря разработке специальных контактных накладок из хромо-медных композитов, которые обеспечили высокую отключающую способность выключателей в коммутационных сетях,  износостойкость и устойчивость контактной пары к свариванию.

Контакты системы W-Cu используются в ВДК  вакуумных контакторов на номинальное напряжение 1,14 кВ и выше в системах дистанционного управления электроприводами. Контакты обеспечивают длительный ресурс включения-отключения контакторов в электрических цепях и низкий ток среза в системе.

1. Характеристики заготовок контактов из материала хром-медь

Заготовки контактов из материала хром-медь

 

Изделия выпускаются 2 типов: в виде дисков из композиционного материала хром-медь и композитов сложного строения, состоящих из контактного хромо-медного слоя и подложки из меди. В производстве изделий используется высококачественный электролитический  рафинированный хром ЭРХ99,95, выпускаемый ПОЛЕМА.  Материал контактов отличаются высокой чистотой по содержанию газообразующих и металлических примесей, отличными физико-механическими характеристиками, эрозионной стойкостью и надежностью.

 

Марки, строение и химический состав

Марка, стандарт Форма и строение изделия Химический состав, масс. %
Cr Cu

O max

N max S max
ЭРХ25Д75-МП
ТУ 14-22-146-2002
Диски однослойные из материала хром-медь 24-27 Основа 0,07 0,005 ND
ЭРХ50Д50-МП
ТУ 14-22-146-2002
Диски однослойные из материала хром-медь Баланс 48-53 0,07 0,005 ND
ЭРХ35Д65-МП
ТУ 14-22-187-2003
Диски однослойные из материала хром-медь 33-37 Основа 0,07 0,005 ND
ЭРХ30Д70-МП
ТУ 14-22-161-2002
 Диски из двух слоев: Cr-Cu и Cu Контактный слой  27-33  Баланс 0,05 0,005 0,007
Медный слой <1,0 Основа 0,02 0,005 0,007
ЭРХ50Д50-МП
ТУ 14-22-161-2002
Контактный слой 48-53 Баланс 0,05 0,005 0,007
Медный слой <1,0 Основа 0,02 0,005 0,007

Размеры

Марка Номинальные размеры, мм
Диаметр  Толщина
Диска Контактного слоя Медного слоя
ЭРХ25Д75-МП диски однослойные 90 От 8,0 до 20,0 -
ЭРХ50Д50-МП диски однослойные 48, 56, 66, 70, 80 От 8,0 до 20,0 -
ЭРХ35Д65-МП диски однослойные От 42,0 до 90,0 От 7,0 до 13,0 -
ЭРХ30Д70-МП диски из двух слоев 32 4,0 2±0,5 2±0,5
48, 56, 60, 66, 80 6,0 3±0,5 3±0,5
ЭРХ50Д50-МП диски из двух слоев 32 4,0 2±0,5 2±0,5
48, 56, 60, 66, 80 6,0 3±0,5 3±0,5

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Физико-механические свойства

Марка Плотность,  г/см³,
не менее
Твердость НВ,
не менее*
Электропроводность
%, не менее**
ЭРХ25Д75-МП диски однослойные 8,2 65,0 55,0
ЭРХ50Д50-МП диски однослойные 7,8 90,0 40,0
ЭРХ35Д65-МП диски однослойные 8,0 72,0 45,0
ЭРХ30Д70-МП диски из двух слоев 8,35 70 55
ЭРХ50Д50-МП диски из двух слоев 8,35 85 40

* Твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

**Электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

Заготовки контактов других типов

  1. ЭРХ30Д70-МП из материала  Cr30Cu70.  Диски  однородного строения размерами: Ø 50х16, 70х22 мм.
  2. ЭРХ30Д70-МП и ЭРХ50Д50-МП Диски биметаллические с контактным слоем из материала Cr30Cu70 или  Cr50Cu50 и подложками из меди.

Номинальные размеры изделий, мм:
 диаметр 48, 56, 66, 80, толщина (высота) 10. Толщина контактного слоя 4,5±0,5 мм.

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Контролируемые параметры:
химический состав, размеры, плотность, твердость, электропроводность.

Примеры фактических характеристик заготовок контактов

Изделие Химический состав, % ρ, г/см³* НВ** σ, %***
Cr Cu O max N max

S
max

ЭРХ30Д70-МП Диск из двух слоев Ø48х10 Контактный слой 30,69 Бал. 0,025 0,002 0,001 8,59 79 59,7
Подложка из меди <0,05 Осн. 0,009 0,002  0,001 - - -
ЭРХ30Д70-МП Диск из двух слоев Ø56х6 Контактный слой 30,16 Бал. 0,026 0,002 0,002 8,54 77,1 58,7
Подложка из меди <0,05 Осн. 0,01 0,002  0,001 - - -
ЭРХ50Д50-МП Диск из двух слоев Ø66х6 Контактный слой 50,3 Бал. 0,042 0,002 0,002 8,4 106 41,1
Подложка из меди <0,05 Осн. 0,008 0,002  0,001 - - -

* ρ - плотность заготовки

**  НВ - твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

*** σ - электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

Микроструктура

В изделиях сложного строения контролируется микроструктура материала, в которой не допускаются дефекты, проверяются толщины контактного слоя и подложки, а также качество переходной зоны композита.

Примеры структуры контактов сложного строения

Структура контакта хром-медь ЭРХ50Д50рис 1
Структура контакта хром-медь ЭРХ70Д30рис 2

*рис 1: Структура материала контакта ЭРХ50Д50 сложного строения из 2 слоев (фрагмент). Сr50Cu50 контактный слой и Cu подложка.

*рис 2:  Структура материала контактного слоя биметаллического контакта ЭРХ70Д30 (фрагмент)

2. Характеристики заготовок электроконтактов из материала вольфрам-медь

Марка, строение и химический состав

Заготовки контактов состоят из двух разнородных слоев  (биметаллическое строение): контактного из материала вольфрам-медь и слоя подложки из меди.

Марка, стандарт Форма и строение изделия Химический состав, масс. %
W Cu O max N max S max
В70Д30-МП
ТУ 14-22-162-2002 (заготовки типа эльсенд)
Диски биметаллические из материалов W30Cu70 + Cu Контактный слой Баланс 28-32 0,05 0,005 0,007
Медный слой - Основа 0,02 0,005 0,007

Размеры

Марка Номинальные размеры, мм
Диаметр  Толщина
Диска Контактного слоя Медного слоя
 В70Д30-МП  32, 48 4+2,0 2±0,5 2±0,5

По согласованным пожеланиям заказчика возможно изготовление заготовок контактов других размеров.

Физико-механические свойства

Марка Плотность,  г/см³,
не менее
Твердость НВ,
не менее*
Электропроводность,
%, не менее**
 В70Д30-МП  11,36 145 55

* Твердость по Бринеллю НВ 5/250 контактного слоя

** Электропроводность контактного слоя в % от эталонной меди.

Структура биметаллического контакта В70Д30рис 3

Пример структуры контактов сложного строения

В изделиях контролируется микроструктура материала, в которой не допускаются дефекты и проверяются толщины слоев и качество переходной зоны композита.

*рис 3: Структура материала контактного слоя биметаллического контакта В70Д30 (фрагмент).

3. Хромистая порошковая бронза БрХ2-МП

Для оснащения вакуумных дугогасительных камер используются также заготовки  из порошковой бронзы с повышенной температурой разупрочнения (более, чем на 100 оС в сравнении с литыми хромистой БрХ07 и хромо-циркониевой БрХЦр бронзами), легированной хромом в количестве 2%: БрХ2-МП диаметром 48, 56, 66, 80 и др. Электропроводность не менее 85%, твердость 115 НВ не менее.

Типичные свойства:
плотность 8,86-8,88 г/см3,
электропроводность 87-92%,
твердость 130-140 НВ.

Хромистая дисперсно-упрочненная бронза БрХ2-МП в виде дисков и колец  диаметром до 300 мм применяется также в качестве электродов для шовной контактной сварки углеродистых и низколегированных сталей. Электроды из термомеханически обработанной бронзы БрХ2-МП отличаются от традиционной БрХ1 повышенной твердостью, сопротивлением  схватыванию и эксплуатационной стойкостью при контактной сварке.