Контактные сплавы на большие токи

Марка	Хим.состав	Плотность	ГОСТ или ТУ
Ср.Кд.	Ср.Кд. 86/14	10200	ЦМТУ 07-211-69
ВРН	В-99,75	19300	ЦМТУ 08Т-26-68
МЧ	молибден-99,96	10200	ТУ 48-42-66-71
ВМ	вольфрам-молибден-95/5	18800	ТУ 48-42-66-71
КМК-А10МН	серебро+окись кадмия 85/15	9700	ТУ 16-538-339-79
КМК-А30	серебро+никель 70/30	9600	ГОСТ 19725-74
КМК-А30М	тоже (мелкодисперсный)	9700	ГОСТ 19725-74
КМК-А31	серебро+никель 60/40	9500	ГОСТ 19725-74
КМК-А31М	тоже (мелкодисперсный)	9600	ГОСТ 19725-74
КМК-А41	серебро+графит 97/3	9300	ТУ 16-538-183-73
КМК-А40	серебро+графит 95/5	8700	ГОСТ 19725-74
КМК-А32	серебро+никель+графит 68/29/3	8900	ГОСТ 19725-74
КМК-А33МД	серебр.+никель(МД)+графит 69/29/2	9500	ТУ 16-538-183-73
КМК-А60	серебро+вольфрам+никель 48/50/2	13500	ГОСТ 13-333-75
КМК-А61	серебро+вольфрам+никель 27/70/3	15000	ГОСТ 13-333-75

Сплавы и ГОСТы для слаботочных контактов

Марка	Хим.состав %	Плотность	t°C плавления	Удельное R(Ом)	Гост или ТУ
Пл. 99,9-99,7	Платина 99,9-99,7	21450	1773	0,116	ГОСТ 13198-77
Пд. 99,9-99,8	Паллад. 99,9-99,8	12160	1554	0,108	ГОСТ 13462-79
Родий 99,9-99,8	Родий 99,9-99,8	12400	1966	0,045	ГОСТ 13098-67
Золото 999-999,9	Золото 999-999,9	19300	1063	0,022	ГОСТ 6835-80
ПлИ-10	Плат-Иридий 90/10	21540	1795	0,25	ГОСТ 13198-77
ПлИ-25	Плат-Иридий 75/25	21680	1875	0,33	ГОСТ 13198-77
ПлРу-10	Плат-Рутений 90/10	19950	1780	0,43	ГОСТ 13198-77
ПлН-4,5	Плат-Никель 95,5/4,5	20170	1700	0,23	ГОСТ 13198-77
ПлРо-10	Плат-Родий 90/10	20000	1840	0,192	ГОСТ 13198-77
ПлВо-5	Плат-Вольфрам 95/5	21280	1850	0,402	ГОСТ 13198-77
ПлМо-10	Плат-Молибден 90/10	20500	1800	0,585	ГОСТ 13198-77
ПдИ-10	Паллад-Иррид 90/10	12740	1765	0,26	ГОСТ 13402-79
ПдИ-18	Паллад-Иррид 82/18	13250	1580	0,36	ГОСТ 13402-79
ПдСр-20	Паллад-Серебр 80/20	11790	1425	0,3	ГОСТ 13402-79
ПдСр-40	Паллад-Серебр 60/40	11440	1330	0,42	ГОСТ 13402-79
ЗлСр 750-250	Золото-Сер 75/25	19960	1044	0,099	ГОСТ 6835-80
ЗлПл-7	Золото-Плат 93/7	19440	1160	0,102	ГОСТ 6835-80
ЗлН-5	Золото-Никель 95/5	18240	900	0,123	ЦМТУ 07-220-69
ЗлСрПт	Зол-Серебр-Плат 69/25/6	16100	1030	0,149	ЦМТУ 07-220-69
ЗлСрМедь	Зол-Серебр-Медь 58/30/12	13920	835	0,108	ГОСТ 6835-80
ЗлСрН	Зол-Серебр-Никель 70/25/5	15400	1050	0,118	ГОСТ 6835-80
ЗлПдН	Зол-Паллад-Никель 65/30/5	16500	1410	0,23	ГОСТ 6835-80
СрМ-960	Серебро-Медь 960/40	10430	880	0,018	ГОСТ 6836-80
СрМ-925	Серебро-Медь 925/75	10360	779	0,019	ГОСТ 6836-80
СрМ-900	Серебро_Медь 90/10	10320	779	0,019	ГОСТ 6836-80
СрМ-750	Серебро-Медь 75/25	10060	779	0,021	ГОСТ 6836-80
СрПл-12	Серебро-Платина 88/12	11190	970	0,121	ГОСТ 6836-80
СрПд-20	Серебро-Палладий 80/20	10790	1070	0,102	ГОСТ 6836-80

Электрическим контактом называют поверхность соприкосновения токоведущих элементов электротехнических устройств, обладающую высокой проводимостью, а также конструктивное приспособление, обеспечивающее такое соприкосновение. По условиям работы контакты разделяются на неподвижные, разрывные и скользящие.

Неподвижные контакты могут быть зажимными (болтовые, винтовые соединения, зажимы) и цельнометаллическими (сварные или паяные соединения). Цельнометаллические соединения не только механически прочны, ио и обеспечивают стабильный электрический контакт с малым переходным сопротивлением. В зажимных контактах поверхность соприкосновения определяется контактным давлением и способностью материала к пластической деформации. Чем меньше удельное электрическое сопротивление материала, чем он мягче и чем выше его коррозионная стойкость, тем меньше переходное сопротивление контакта. Поэтому весьма целесообразно покрытие контактных поверхностей мягкими коррозионно-стойкими металлами (оловом, серебром, кадмием и др.), а также зачистка их шлифовальной шкуркой. Контакты для высокочастотной техники целесообразно серебрить.

Разрывные контакты служат для периодического замыкания и размыкания электрической цепи. К скользящим относятся подвижные контакты, в которых контактирующие части скользят друг по другу без отрыва. Эти виды контактов являются весьма ответственными и интенсивно нагруженными элементами электрических цепей. К материалам для таких контактов предъявляется комплекс строгих требований: устойчивость против коррозии, могущей вызвать образование на контактной поверхности непроводящей пленки и частичное или полное нарушение проводимости; стойкость против электрической эрозии - износа контактов вследствие плавления, испарения, распыления и переноса металла с одного контакта на другой, обусловленного электрическими разрядами и перегревом контактных точек; стойкость к свариванию; механическая прочность - стойкость к действию сжимающих и ударных нагрузок, а также износостойкость при трении; высокие проводимость и теплофизические свойства; технологичность и способность прирабатываться друг к другу. Слаботочные разрывные контакты изготовляются из благородных и тугоплавких металлов (платиноидов, золота, серебра, вольфрама и молибдена) и сплавов на их основе типа твердых растворов.

Металлы платиновой группы (платина, палладий, родий, иридий, рутений, осмий) и сплавы на их основе - лучшие материалы. Платиновые контакты не окисляются и не образуют сернистых пленок, что обеспечивает стабильность переходного сопротивления. У платины минимальный ток дугообразования наибольший (0,9 А) по сравнению с другими благородными металлами (0,35-0,45 А). Напряжение загорания дуги у платины также выше, чем у других металлов. Из-за малой твердости платина в чистом виде редко применяется для контактов. Распространены сплавы платины с иридием, у которых минимальный ток дугообразования и стойкость к электрической эрозии выше, чем у платины. Платино-рутениевые сплавы более прочны и тверды, чем платино-иридиевые, и менее склонны к свариванию контактов по сравнению с платиной. Стойкостью к иглообразованию и к свариванию контактов обладают сплавы платины с никелем. Твердостью и прочностью по сравнению с платиной, а также малой летучестью при высоких температурах характеризуются сплавы платины с родием. Легирование платины вольфрамом и молибденом повышает температуру плавления и твердость материала. По совокупности свойств палладий как контактный материал уступает платине, но вследствие меньшей стоимости палладий и его сплавы, нашли широкое применение.

Хорошими свойствами обладают контакты из сплавов палладия с иридием. Хотя они и менее тугоплавки, но значительно дешевле платино-иридиевых сплавов. Сплавы палладия с серебром не образуют сернистых пленок при содержании более 50% палладия. Золото, серебро и их сплавы более склонны к дугообразованию, чем платина. Золото - это самый мягкий благородный металл. В чистом виде применяется для прецизионных контактов, работающих при малом нажатии и низком напряжении, так как вследствие неокисляемости поверхности золотые контакты подвержены электрической эрозии. Легирование повышает твердость и стойкость золота к эрозии. Распространены контактные сплавы золота с серебром, содержащие более 50% золота и не образующие сернистых пленок. Применяются также сплавы золото -платина и золото-никель. Из тройных сплавов золота наиболее известен его твердый нетускнеющий контактный сплав с серебром и платиной.

Нашли также применение сплавы золото-серебро-медь и золото-серебро-никель с повышенной твердостью за счет присадки меди и никеля, а также твердый тугоплавкий сплав золото-палладий-никель. Достоинствами серебра как контактного материала являются высокие значения удельной электрической проводимости и теплопроводности, что обеспечивает наименьший нагрев контактов. Серебро - практически благородный металл. Его окислы электропроводны, а при нагревании они разлагаются, и поэтому контактное сопротивление остается малым. Недостатками серебра являются его невысокая прочность и твердость в отожженном состоянии, а также склонность к образованию непроводящей пленки сульфида серебра в результате взаимодействия с атмосферным сероводородом в присутствии влаги. Кроме того, сравнительно низкая температура плавления серебра способствует свариванию контактов. Присадка к серебру меди повышает твердость и стойкость к электрической эрозии при малом снижении проводимости. Для работы контактов в условиях образовавия дуги, а также при малых нажатиях богатые медью сплавы непригодны из-за неустойчивости переходного сопротивления вследствие окисления. Нашли применение сплавы систем серебро-платина, серебро- кадмий и серебро-палладий. Некоторые из них для повышения износостойкости легированы никелем и железом.

Драгоценные металлы (кроме серебра) применяются обычно для контактов в виде тонких гальванических покрытий, нанесенных на детали из меди, латуии, бронзы и других сплавов. Осажденные слои металлов более стойки к электрической эрозии и намного тверже соответствующих массивных материалов. Особо велика твердость у электроосажденного родия (число Бринелля до 700) и платины (до 500), но и у палладия она доходит до 250, у серебра -до 100 и у золота - до 70.

Сильноточные (мощные) разрывные контакты изготовляются главным образом из металлокерамических композиций (псевдосплавов), получаемых методами порошковой металлургии. Композиции изготовляют на основе серебра и меди: серебро-окись кадмия, серебро-окись меди, серебро-никель, серебро-графит, серебро-никель- графит, серебро-вольфрам--никель, медь- графит, медь-вольфрам-никель. Серебряная или медная фазы обусловливают высокую электро- и теплопроводность контакта, а включения или скелет тугоплавкой фазы повышают стойкость к механическому износу, электрической эрозии, свариванию. Композиции получаются либо способом твердофазного спекания спрессованных из порошков заготовок, либо путем пропитки серебром или медью предварительно отпрессованных пористых каркасов из вольфрама или вольфрамоникелевого сплава.

Композиция серебро-окись кадмия широко применяется для контактов в низковольтном аппаратостроении. Рецептура контактов соответствует максимальной электрической износостойкости. Композиция отличается высокой проводимостью и теплопроводностью и низким устойчивым контактным сопротивлением.

Контакты из серебра и окиси кадмия надежны в работе при повышенных токовых нагрузках и небольших контактных нажатиях (1,5-10 Н), так как на их поверхности не образуются непроводящие окисные плепки, требующие для их разрушения высоких контактных давлений. Они стойки к привариванию и обладают повышенной дугостойкостью, хотя и уступают композициям, содержащим вольфрам.

Преимущественное распространение имеют контакты марки КМК-АЮм с мелкодисперсной структурой, у которых по сравнению с контактами КМК-А10 твердость выше в 1,5 раза, а предел прочности при растяжении-почти в 2 раза (330 и 170 МПа соответственно).

Контакты из композиции серебро-окись меди характеризуются высокой стойкостью к электрическому износу и привариванию, обладают низким и устойчивым переходным сопротивлением, при высоких токовых нагрузках ие уступают контактам из композиции серебро - окись кадмия.

Контакты с мелкодисперсной структурой марки КМК-А20м имеют износостойкость в 1,5- 2 раза выше, чем марки КМК-А20.

Контакты из композиции серебро-никель широко используются в аппаратах постоянного и переменного тока низкого напряжения с умеренными нагрузками. Эти контакты обладают низким стабильным переходным сопротивлением, по сопротивлению привариванию и дугостойкости превосходят серебряные, однако уступают в этом контактам из композиций серебро-окись кадмия и серебро-окись меди. Однако контакты двух последних типов для облегчения пайки и сварки выпускаются с серебряным подслоем, а композиция серебро-никель легко паяется и сваривается без такого подслоя. В отечественной практике применяются контакты с повышенным содержанием никеля (30 и 40%), отличающиеся более благоприятными механическими свойствами. Контакты из композиции серебро-графит весьма стойки к свариванию и к механическому износу, обладают низким контактным сопротивлением, но отличаются повышенным износом при действии дуги и ограниченной механической прочностью и твердостью. Введение графита затрудняет образование электрической дуги (графит отличается высоким напряжением зажигания дуги, составляющим 20 В). Контакты из композиции серебро-никель-графит по сравнению с изготовленными из композиции серебро-никель отличаются повышенной стойкостью к свариванию и затрудненным дугообразованием, но электрическая износостойкость их ниже. Эти контакты применяют в низковольтных аппаратах со значительными токовыми нагрузками и перегрузками (автоматические выключатели). Износостойкость контакта повышается, если сереброникелевую матрицу выполнять с мелкодисперсной структурой (марка КМК-АЗЗмд).

Контакт серебро - никель - графит, как и контакт серебро - графит, применяется в паре с контактом серебро-никель, так как такие комбинированные контактные пары обнаруживают повышенную износостойкость. Контакты из композиции серебро - вольфрам-никель отличаются высокой стойкостью к оплавлению, свариванию и износу при больших токовых нагрузках, эффективно работают как дуговые контакты в воздушных высоко- и низковольтных выключающих устройствах. Окисление вольфрама способствует повышению переходного сопротивления и не обеспечивает стабильной работы при малых контактных нажатиях. Присадка 2-3% растворяющегося в вольфраме никеля повышает прочность композиции. Контакты имеют подслой из серебра.