• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2664-2441 (Online)
ISSN 2073-9583 (Print)

Разработка вольфрамсодержащих сильноточных контактов на основе отходов металлообработки

Metalozn. obrobka met., 2019, vol. 25, 4(92), 53-60
https://doi.org/10.15407/mom2019.04.053

А.В. Миницкий, minitsky@i.ua
Е.Г. Биба, кандидат технических наук, доцент
Н.В. Миницкая, кандидат технических наук, доцент
О.В. Власова*, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Д.В. Ведель*

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского», Киев
*Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, Киев

УДК 621.762
Скачать: PDF

Резюме

Для изготовления псевдосплавов системы «вольфрам - медь», которые используют в электротехнической промышленности для условий высокого напряжения, перспективными являются технологии порошковой металлургии. При этом, в связи, с большой разницей температур плавления основных компонентов, пористый каркас тугоплавкого компонента (W) плохо просачивается расплавом меди из-за низкой ее смачиваемость. Для устранения этого недостатка используют дополнительное легирование элементами VIII группы Периодической системы – никелем или кобальтом, что значительно повышает себестоимость изделий.
Предложено использовать отходы металлообработки тяжелых сплавов ВНЖ в виде стружки и отходы меди для создания сильно токовых контактов. Исследовано влияние давления на уплотнение стружки из сплава на основе вольфрама при прессовании. Отработана технология пропитки медью пористых каркасов из тяжелого сплава. Показано, что после пропитки брикетов образуется каркасная структура из сплава ВНЖ с прослойками меди. Установлено взаимодействие между каркасом и медным расплавом, что обеспечивается никелем и железом, которые входят в состав тяжелого сплава на основе вольфрама. Результаты испытаний эрозионной стойкости показали, что разработанный композиционный материал теряет вес при образовании электрической дуги на уровне стандартных псевдосплавов. Показана возможность удешевления технологии получения псевдосплавов для сильно токовых контактов, которые имеют низкое удельное электрическое сопротивление и высокие значения эрозионной стойкости.  

Ключевые слова: псевдосплав, сильноточный, контакт, вольфрам, медь, стружка, электрическое сопротивление, эрозионная стойкость.

Литература 

  1. Dong L.L. Recent progress in development of tungsten-copper composites: Fabrication, modification and applications / L.L. Dong, M. Ahangarkani, W.G. Chen, Y.S. Zhang // Refractory Metals and Hard Mater. – 2018. – Vol. 75. – P. 30-42
    https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2018.03.014
  2. Muller A.V. Melt infiltrated tungsten–copper composites as advanced heat sink materials for plasma facing components of future nuclear fusion devices / A.V. Muller, Ewert D., Galatanu A. Milwich, R. Neu, J.Y.Pastor, U. Siefken, E. Tejado, J.H. You // Fusion Engineering and Design.– 2017.– Vol. 124. – P. 455-459.
    https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2017.01.042
  3. Zhao P. Fabrication of W–Cu functionally graded material with improved mechanical strength / P. Zhao, S. Guo, G. Liu, Y. Chen, J. Li //J. Alloys Compd.–2014.– Vol. 601. – P. 289-292.
    https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.01.180
  4. Montealegre-Melendez I. Analysis of the Influence of Starting Materials and Processing Conditions on the Properties of W/Cu Alloys / C. Arevalo, E.M. Perez-Soriano, E. Neubauer, C. Rubio-Escudero, M. Kitzmantel // Materials.–2017.– Vol. 10. – P.142-149.
    https://doi.org/10.3390/ma10020142
  5. Chen X. Explosive compact-coating of tungsten–copper alloy to a copper surface / X. Chen, X. Li, H. Yan, X. Wang, Y. Miao // Materials Research Express. – 2017.– No. 4. – P.138-147.
    https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa664c
  6. Епифанцева Т.А. Влияние объемной доли и дисперсности вольфрамовых частиц на электрическое сопротивление гетерогенного материала на медной основе / Т.А. Епифанцева, О.В. Власова, Ю.М. Солонин, Г.А. Баглюк, М.Б. Штерн, А.Ю. Коваль // Электрические контакты и электроды: Труды Института пробл. Материаловедения И.Н. Францевича НАН Украины. Серия «Композиционные, слоистые и градиентные материалы и покрытия». Ред. кол. Гречанюк Н.И. (отв. ред.) и др.– Киев, 2018.– C. 99–107.
  7. Hamidi A.G. Tungsten-copper composite production by activated sintering and infiltration / A.G. Hamidi, H. Arabi, S. Rastegari // Refractory Metals and Hard Mater. – 2011. – Vol. 29. – P.538-541.
    https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.03.009
  8. Duan L., Lin W., Wang J., Yang G. Thermal properties of W-Cu composites manufactured by copper infiltration into tungsten fiber matrix / L. Duan, W Lin., J. Wang, G. Yang // Refractory Metals and Hard Mater. – 2014. – Vol. 46. – P. 96-100.
    https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2014.05.022
  9. Еременко В.Н. Растворимость вольфрама в медно-никелевых расплавах / В.Н. Еременко, Р.В. Минакова, М.М. Чураков // Порошковая металлургия. – 1977. – № 4.– С. 55–58
  10. Найдич Ю.В. Исследование процесса уплотнения при жидкофазном спекании под. давленим в системе вольфрам–медь / Ю.В. Найдич, И.А. Лавренко, В.А. Евдокимов // Порошковая металлургия. – 1974. – №1.– С.34-39
  11. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов / Буткевич Г.В., Белкин Г.С., Вещенков Н.А., Жаворонков М.А. – М.: Энергия, 1978. – 256 с.