2. Характеристики металлокерамических материалов и изделий.

По сравнению с металлическими контактами из се­ребра, меди, вольфрама и сплавов металлов, металлокерамические контакты отличаются большой износостой­костью, допускают большие силы сжатия и обладают стойкостью к эрозии. В электрических аппаратах низкого напряжения находят широкое применение контакты из металлокерамического материала на основе порош­ков серебра и окиси кадмия (CdO≈15%). Они облада­ют всеми характерными свойствами металлокерамических изделий. Кроме того, могут надежно работать в условиях тропического климата.

3. Применение металлокерамических материалов и изделий.

В качестве сильноточных дугоразмыкающих контак­тов применяют металлокерамические детали, изготавли­ваемые из порошков серебра, вольфрама (40—50%) и никеля (2—3%). Металлокерамические детали этого состава обладают пластичностью и допускают все виды механической обработки.

Металлокерамические контакты, изготовляемые из_: порошков меди и графита, отличаются высокой устойчи­востью к свариванию при размыкании больших токов (30 000—100 000 А). Это достигается не только составом и структурой металлокерамического материала на осно­ве порошков меди и графита (3—5%), но и наличием в материале 10—15% пор. В производстве металлокерамических изделий количество пор в них можно изменять в широких пределах. В металлокерамических контактах на небольшие токи пористость не должна превышать 2—5%. Это достигается повторным прессованием метал­локерамических изделий с последующей тепловой обра­боткой — отжигом.

Опорный конспект темы «Электроугольные изделия»

К электроугольным изделиям относятся щетки для электрических машин, контактные детали, электроосве­тительные угли и др.

1. Производство электроугольных изделий

Электроугольные изделия изготовляют методами по­рошковой технологии из смеси углеродистых материа­лов: графита, кокса, сажи, антрацита. В исходный состав некоторых электроугольных изделий вводят еще метал­лические порошки (медный, свинцовый, оловянный и др.). Кроме этого, в производстве электроугольных из­делий применяют связующие вещества — каменноуголь­ные и синтетические смолы: бакелитовые, кремнийорганические и др.

Все углеродистые материалы, за исключением графи­та и сажи, предварительно прокаливают при температу­рах 1200—1300° С с целью удаления из них летучих веществ и уменьшения объемной усадки электроуголь­ных изделий. Прокаленные углеродистые материалы измельчают в дробилках до порошкообразного состоя­ния. Взятые в определенном соотношении исходные порошкообразные материалы (углеродистые и металли­ческие) тщательно смешивают друг с другом. Затем в смесь вводят связующие вещества (смолы, пеки), кото­рые смешивают с порошкообразными материалами при температуре 110—230° С, пропуская их через специаль­ные смесители.

Полученную после смешивания исходную электро­угольную массу сушат, а затем размалывают и просеи­вают через сито. В результате этого получают прессо­вочный порошок (пресс-порошок). Из него изготовляют прессованием в стальных пресс-формах различные элек­троугольные изделия или заготовки (блоки), из которых распиливанием и шлифованием получают электрощетки и другие изделия. Электроугольные изделия прессуют при комнатной температуре или при 180—210° С (в за­висимости от взятого связующего). В случае применения связующего, размягчающегося или полимеризующегося при повышенных температурах, прессование электро­угольных изделий производят при повышенных темпе­ратурах. Прессуют электроугольные изделия при дав­лениях от 100 до 300 МПа.

Изделия с большой линейной протяженностью (элек­троосветительные угли и др.) изготовляют методом выдавливания нагретой пластичной исходной массы че­рез стальной мундштук винтового пресса. Затем полу­ченные электроугольные изделия или их заготовки (бло­ки) подвергают высокотемпературной обработке — обжигу в специальных печах в интервале температур от комнатной до 1200—1300° С. В процессе обжига про­исходит спекание — соединение частиц исходных мате­риалов и цементация их коксом, образующимся из свя­зующих органических веществ.

В результате обжига электроугольные изделия при­обретают механическую прочность и способность к механической обработке. При этом уменьшается вели­чина их удельного электрического сопротивления. Элек­троугольные изделия, содержащие сажу, кокс и другие неграфитовые компоненты, после обжига подвергают дополнительной термической обработке (при 2400— 2800° С), называемой графитизацией. При этом негра­фитовые компоненты в изделиях превращаются в гра­фит, а большинство примесей испаряется. В результате графитизации электрощетки (группы ЭГ) и другие изде­лия приобретают некоторую мягкость, уменьшается ко­эффициент трения и резко снижается их удельное элек­трическое сопротивление.

Полученные после графитизации и механической об­работки (резка, шлифование) электроугольные изделия обладают значительной пористостью (до 30%)- Поэтому их подвергают пропитке лаками или воскообразными веществами, а в некоторых случаях и расплавленными металлами (олово, свинец и др.). Пропитку электро­угольных изделий производят при температурах 80— 200° С и выше, когда пропитывающее вещество нахо­дится в жидком состоянии. Пропитка имеет целью уст­ранить пористость и уменьшить гигроскопичность элек­троугольных изделий, а иногда ввести в них смазочные вещества (воскообразные). Пропитка электроугольных изделий металлами резко увеличивает механическую прочность и повышает их проводимость.

Электроугольные изделия (электрощетки и др.) под­вергают механической обработке для придания им окончательной формы и чистоты поверхности. Заготовки (блоки) электрощеток и других изделий разрезают на мелкие части с помощью фрез или тонких карборундо­вых кругов на специальных станках. Затем в изделиях сверлят отверстия под гибкие соединительные провода.

Некоторые типы электрощеток и осветительных углей после механической обработки подвергают омеднению. Для этого часть их поверхности покрывают тонким сло­ем меди для создания надежного электрического контак­та между телом электрощетки и щеткодержателем в электрической машине. Омеднение изделий производят гальваническим методом. Образующийся на изделиях слой меди имеет толщину 10—15 мкм. Гибкие (много­проволочные) провода крепят в теле электрощетки раз­вальцовкой, пайкой или запрессовкой. У готовых элек­трощеток проверяют размеры, твердость, механическую прочность, удельное электрическое сопротивление, паде­ние напряжения между щеткой и коллектором, коэффи­циент трения, переходное сопротивление между токоподводящим проводом и электрощеткой и другие характе­ристики.