Основы материалов из серебряных сплавов и применения электрических контактов

Сплавы серебра представляют собой функциональные сплавы на основе серебра, включающие такие металлические элементы, как медь, никель, вольфрам, железо, олово, кадмий и церий. Благодаря превосходной электропроводности, теплопроводности и стабильности серебра материалы на его основе- уже давно широко используются в электрических, электронных системах, системах электрического управления и прецизионных проводящих системах. С развитием промышленного оборудования в сторону более высоких частот, более высоких нагрузок и миниатюризации различные контактные материалы из серебряных сплавов постоянно совершенствуются в сторону более высокой износостойкости, более высокой стойкости к сварке и более высокой надежности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В современных низковольтных электроприборах и системах промышленного управления серебряные электрические контакты стали основными проводящими компонентами реле, контакторов, автоматических выключателей и автоматизированных систем управления. Различные системы серебряных сплавов могут быть оптимизированы для различных токовых нагрузок, условий дуги и требований к механическому сроку службы, образуя тем самым богатую систему классификации материалов.

 

Материалы из сплавов серебра обычно обладают следующими характеристиками:

Отличная электро- и теплопроводность, эффективно снижающая повышение температуры контакта;

Хорошая стойкость к горению дуги-выключена, подходит для сред с частым включением и выключением;

Высокая стойкость к сварке, повышающая стабильность работы оборудования;

Хорошая механическая прочность и износостойкость;

 

Подходит для различных производственных процессов, таких как порошковая металлургия, литье и холодная обработка.

В настоящее время распространенные материалы для электрических контактов-на основе серебра в основном включают такие системы, как серебро-никель, серебро-медь, серебро-вольфрам, серебро-железо, серебро-оксид олова и серебро-оксид кадмия. Среди них такие продукты, как серебряные контакты для переключателей, серебряные контакты для реле и серебряные контакты для выключателей, требуют выбора соответствующего типа сплава в зависимости от различных условий эксплуатации.

 

Серебро поглощает большое количество кислорода в расплавленном состоянии при высоких температурах; поэтому предъявляются строгие требования к защите атмосферы и контролю раскисления в процессах плавки и литья. Неправильный контроль содержания кислорода может легко привести к образованию пор, включений, оксидных слоев и поверхностных дефектов внутри материала, тем самым влияя на электропроводность и механическую надежность. В промышленном производстве для контроля окисления и обеспечения требований к стабильности, предъявляемых производителями серебряных электрических контактов, обычно используются такие методы, как вакуумная плавка, защита инертным газом и пламя.

 

Характеристики и применение серебряно--никелевых сплавов

 

Сплавы серебра-никеля являются одними из наиболее широко используемых материалов для электрических контактов в электротехнической промышленности низкого-напряжения. Поскольку серебро и никель не смешиваются как в твердом, так и в жидком состоянии, их обычно производят методом порошковой металлургии. Добавление никеля значительно повышает твердость, износостойкость и устойчивость к горению-серебряных материалов.

 

Серебряно-никелевые контактные материалы обладают следующими преимуществами:

 

Стабильное контактное сопротивление;

Сильная устойчивость к дуговой эрозии;

Отличная стойкость к переносу металла;

Высокая механическая прочность;

Хорошая обрабатываемость.

 

В промышленности серебряно-никелевые электрические контакты для контакторов обычно используются в контакторах переменного тока, реле, магнитных пускателях, регуляторах напряжения и переключателях автоматического управления. При частой эксплуатации серебряно--никелевые материалы эффективно продлевают срок службы электрических контактов.

 

Между тем, сплавы серебра-никеля также широко используются в качестве материалов проводящих контактов сердечника в системах автоматических выключателей среднего и низкого напряжения, таких как автоматические выключатели среднего и низкого напряжения.

 

Анализ характеристик серебряно--медных сплавов

 

Сплавы серебра-меди представляют собой типичные бинарные системы сплавов, в которых медь играет преимущественно упрочняющую роль. Распространенные марки включают AgCu3, AgCu7,5 и AgCu10.

 

Эти материалы обладают:

Высокая проводимость;

Хорошая текучесть и смачиваемость;

Отличная производительность обработки;

Сильная стойкость к сварке;

Высокая механическая твердость.

 

Серебряно--медные материалы широко используются в электрических компонентах, таких как воздушные выключатели, контроллеры, реле, контакторы и токопроводящие кольца. Благодаря балансу проводимости и ценовым преимуществам они также являются одним из наиболее распространенных материалов в области электрических контактов для промышленного применения.

 

Некоторые серебряно--медные системы также можно использовать в припоях, проводящих структурных компонентах и ​​прецизионных соединительных узлах.

Применение серебряных-вольфрамовых сплавов при высоких-нагрузках

 

Серебро-вольфрамовые сплавы – типичные материалы для электрических контактов,-высокие нагрузки. Серебро и вольфрам не смешиваются, их обычно производят с помощью порошковой металлургии или процессов пропитки.

 

Этот материал обладает:

Чрезвычайно высокая твердость;

Превосходная стойкость к выгоранию дуги-погашению;

Хорошая свариваемость;

Сильная анти-адгезионная способность;

Подходит для условий с высоким-током.

 

Поэтому серебряно-{0}}вольфрамовые системы обычно используются в качестве материала контактов сердечника в сильноточных системах предварительного-контакта, реле-для тяжелых условий эксплуатации и промышленных распределительных устройствах с серебряными контактами для выключателей.

 

В железнодорожном транспорте, энергосистемах и промышленной автоматизации серебро-вольфрамовые материалы могут эффективно повысить стабильность работы оборудования.

 

Промышленная ценность сплавов серебра-железа

Сплавы серебра-железа также производятся методом порошковой металлургии. Железо улучшает износостойкость и свариваемость материала, сохраняя при этом относительно стабильное контактное сопротивление.

 

К его основным характеристикам относятся:

Хорошая устойчивость к выгоранию-;

Высокая износостойкость;

Длительный механический срок службы;

Подходит для сред с частым-запуском;

Хорошая свариваемость.

 

Поэтому в электрических контактах Agni для контакторов и некоторых контактных системах контакторов переменного тока в качестве альтернативного материала также используются сплавы серебра-железа.

Сплавы серебра-железа особенно подходят для-высокочастотных условий эксплуатации, например, для промышленных кнопок управления, реле и низко-оборудования управления.

 

Разработка контактных материалов на основе оксида серебра

 

С ужесточением экологических норм и требований промышленной надежности традиционные материалы на основе оксида серебра и кадмия постепенно заменяются альтернативами,-не содержащими кадмия. В настоящее время на рынке распространены следующие материалы:

Твердый контакт из оксида серебра и кадмия;

Твердый контакт из оксида серебра и олова;

Твердый контакт из оксида серебра и цинка.

 

Среди них контакт из оксида серебра и кадмия обладает превосходными дугогасящими-и противосварочными-свойствами и уже давно используется в электрооборудовании с высокими-нагрузками. Однако из-за все более строгих экологических ограничений на кадмий материалы из оксида серебра и цинка и серебра начинают получать более широкое применение.

 

Контакт с оксидом серебра и олова имеет следующие преимущества:

Хорошие экологические показатели;

Сильная стойкость к выгоранию дуги-выключения;

Длительный срок службы контактов;

Подходит для условий-высокочастотной коммутации.

 

Твердый контакт из оксида серебра и цинка сочетает в себе хорошую проводимость с-защитными свойствами, что делает его пригодным для некоторых электрических систем со средней- и высокой-нагрузкой.

 

Процессы производства материалов из сплавов серебра

 

Материалы из серебряных сплавов обычно производятся с использованием следующих процессов:

Порошковая металлургия;

Вакуумная плавка;

Непрерывная экструзия;

Холодная прокатка и прецизионная штамповка;

Производство композитной клепки.

 

Для высокоточных контактных изделий-обработка на станке с ЧПУ, автоматическая клепка, сварка и обработка поверхности обычно сочетаются, чтобы обеспечить точность размеров и стабильность электрических серебряных контактных точек.

 

В современном индивидуальном производстве электрических контактов все больше внимания уделяется автоматизации, однородности материалов и согласованности партий для удовлетворения потребностей в разработке новых энергетических транспортных средств, промышленной автоматизации, интеллектуального распределения энергии и новых энергетических систем.

 

Типичные области применения материалов из сплавов серебра

 

В настоящее время контактные материалы-на основе серебра широко используются в:

Низковольтные-выключатели;

контакторы переменного тока;

Промышленные реле;

Автомобильные электронные системы;

Новые системы управления энергией;

Электрораспределительное оборудование;

Системы автоматизации управления;

Интеллектуальные системы переключения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твердые контакты из чистого серебра обычно используются в средах с низкой-прецизионной проводимостью, тогда как материалы из композитного сплава серебра чаще используются в средах с высокими-нагрузками.

 

По мере того как промышленное оборудование развивается в сторону более высокой надежности, требования к характеристикам материалов дляСеребряные контакты для релеи серебряных контактов для выключателей постоянно увеличивается. Технология серебряных сплавов продолжит занимать важную позицию в электротехнической промышленности будущего.