RU2159970C1 - Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide - Google Patents
Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159970C1 RU2159970C1 RU2000103091/09A RU2000103091A RU2159970C1 RU 2159970 C1 RU2159970 C1 RU 2159970C1 RU 2000103091/09 A RU2000103091/09 A RU 2000103091/09A RU 2000103091 A RU2000103091 A RU 2000103091A RU 2159970 C1 RU2159970 C1 RU 2159970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- zinc oxide
- contact
- compound
- electric contact
- Prior art date
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 21
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Substances [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 4
- HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N oxosilver zinc Chemical group [Zn].[Ag]=O HTQOEHYNHFXMJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUCFBDUJLLKKPR-UHFFFAOYSA-N [O--].[Zn++].[Ag+] Chemical group [O--].[Zn++].[Ag+] DUCFBDUJLLKKPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Contacts (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при изготовлении серебросодержащих электрических контактов. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of silver-containing electrical contacts.
Известен способ изготовления электрического контакта из композиции серебро - оксид метала (оксид цинка), включающий напрессовку на подлежащую пайке плоскость контакта припоя, содержащего фосфор в смеси с флюсом, калибровку и последующий отжиг контакта, причем припой напрессовывают непосредственно на рабочую часть контакта, а отжиг производят при температуре 500 - 600oC в инертной атмосфере (см. а.с. СССР N 1757369, H 01 H 11/04, 1990 г.) - наиболее близкий аналог.A known method of manufacturing an electrical contact from a composition of silver - metal oxide (zinc oxide), including pressing on the contact plane of the solder containing phosphorus mixed with flux, calibration and subsequent annealing of the contact, and the solder is pressed directly onto the working part of the contact, and annealing is performed at a temperature of 500 - 600 o C in an inert atmosphere (see AS USSR N 1757369, H 01 H 11/04, 1990) - the closest analogue.
В результате анализа известного способа установлено, что он характеризуется высокой трудоемкостью и значительным расходом серебра. As a result of the analysis of the known method, it was found that it is characterized by high complexity and a significant consumption of silver.
Задачей настоящего изобретения является упрощение процесса изготовления серебросодержащего электрического контакта и снижение расхода серебра путем исключения из технологического цикла операции нанесения дополнительного серебряного или серебросодержащего технологического подслоя при сохранении требуемой прочности соединения контакта с контактодержателем в напаянном состоянии. The objective of the present invention is to simplify the manufacturing process of a silver-containing electrical contact and reduce silver consumption by eliminating from the process cycle the operation of applying an additional silver or silver-containing technological sublayer while maintaining the required bond strength of the contact with the contact holder in a soldered state.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления электрического контакта из композиции серебро - оксид металла (оксид цинка), включающем прессование смешанных друг с другом частиц материалов (серебра и оксида цинка) с последующими их спеканием, калибровкой и отжигом, новым является то, что используют частицы оксида цинка, полученные взрывным синтезом, с размерами частиц 0,006 - 0,01 мкм в количестве 1 - 5 массовых процентов. The problem is solved in that in the method of making an electrical contact from a silver-metal oxide composition (zinc oxide), comprising pressing particles of materials (silver and zinc oxide) mixed together, followed by sintering, calibration and annealing, the new is that use particles of zinc oxide obtained by explosive synthesis, with particle sizes of 0.006 - 0.01 μm in an amount of 1 to 5 weight percent.
Необходимо отметить, что дисперсные включения оксидов обеспечивают гашение электрической дуги в процессе эксплуатации контактной пары, предотвращают сваривание контактирующих поверхностей, поэтому их введение в состав материала является необходимым условием надежной работы изделий низковольтной аппаратуры. Однако одновременно частицы оксидов (оксида) препятствуют прямой пайке контактов к контактодержателям. В связи с этим на поверхность контакта, подлежащую пайке, в процессе изготовления напрессовывается или напыляется технологический подслой чистого серебра, свободный от примесей оксидов, который служит исключительно для обеспечения прочного соединения контакта с контактодержателем. It should be noted that dispersed inclusions of oxides ensure the extinction of the electric arc during the operation of the contact pair, prevent the welding of contacting surfaces, therefore their introduction into the composition of the material is a necessary condition for the reliable operation of low-voltage equipment. However, at the same time, particles of oxides (oxide) prevent the direct soldering of contacts to contact holders. In this regard, the technological sublayer of pure silver, free from oxide impurities, is pressed or sprayed onto the contact surface to be soldered during the manufacturing process, which serves solely to ensure a strong contact between the contact and the contact holder.
В разработанном способе применение ультрадисперсного порошка оксида цинка, полученного взрывным синтезом с размером частиц 0,006 - 0,01 мкм (обладающего высокой удельной поверхностью частиц - до 400 м2/г), позволяет снизить концентрацию оксидной фазы в композиционном материале и исключить операцию нанесения технологического подслоя чистого серебра. Снижение концентрации оксида цинка обеспечивает в то же время и надежное крепление материала контакта к контактодержателю путем прямой пайки без создания технологического подслоя. Введение в состав материала изготавливаемого контакта ультрадисперсного оксида цинка с отмеченными выше размерами частиц не снижает способность основного (матричного) материала (серебра) припаиваться к контактодержателю, а также прочностных и электрофизических свойств контакта.In the developed method, the use of ultrafine zinc oxide powder obtained by explosive synthesis with a particle size of 0.006 - 0.01 μm (having a high specific surface of the particles up to 400 m 2 / g), allows to reduce the concentration of the oxide phase in the composite material and to exclude the operation of applying a technological sublayer pure silver. Reducing the concentration of zinc oxide provides at the same time and reliable fastening of the contact material to the contact holder by direct soldering without creating a technological sublayer. The introduction of ultrafine zinc oxide with the particle sizes noted above into the composition of the material of the manufactured contact does not reduce the ability of the main (matrix) material (silver) to solder to the contact holder, as well as the strength and electrophysical properties of the contact.
Таким образом, использование в материале контакта оксида цинка с размерами частиц 0,006 - 0,01 мкм обеспечивает требуемые эксплуатационные характеристики электротехнических изделий, а также снижает трудоемкость технологического процесса и расход чистого серебра. Thus, the use of zinc oxide with particle sizes of 0.006-0.01 microns in the contact material provides the required operational characteristics of electrical products, and also reduces the complexity of the process and the consumption of pure silver.
Частицы оксида цинка меньших размеров чем 0,006 мкм крайне затруднены в получении, так как их размеры сравнимы с атомарными, при этом их получение весьма дорого. Частицы цинка с размерами, большими 0,01 мкм, не позволяют получить поверхность контакта, которую можно было бы припаивать к контактодержателю без промежуточного слоя серебра. В случае, если в материале электрического контакта оксида цинка меньше одного процента, то он не обладает требуемыми электротехническими свойствами, а если больше пяти процентов, то резко снижается прочность контакта. Particles of zinc oxide of smaller sizes than 0.006 μm are extremely difficult to obtain, since their size is comparable to atomic, and their preparation is very expensive. Zinc particles with sizes larger than 0.01 μm do not allow to obtain a contact surface that could be soldered to the contact holder without an intermediate silver layer. If the material of the electrical contact of zinc oxide is less than one percent, then it does not have the required electrical properties, and if more than five percent, the contact strength is sharply reduced.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна". When conducting patent research, no solutions were found that are identical to the claimed, and therefore, the invention meets the criterion of "novelty."
Сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". The invention does not follow explicitly from the known solutions, and therefore, the invention meets the criterion of "inventive step".
Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения. We believe that the information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the invention.
Способ изготовления электрического контакта из композиции серебро - оксид цинка осуществляют следующим образом. A method of manufacturing an electrical contact from a composition of silver - zinc oxide is as follows.
Частицы (порошки) серебра и оксида цинка перемешивают друг с другом, например, в шаровой мельнице, обеспечивая равномерное распределение частиц оксида цинка, размер которых находится в интервале 0,006 - 0,01 мкм в материале основы - серебре. Затем полученную смесь спекают в вакуумной печи и калибруют с последующим отжигом. Использование для осуществления способа частиц оксида цинка, полученных взрывным синтезом, позволяет повысить качество материала контакта, так как полученные данным методом частицы имеют стабильно равные размеры. Particles (powders) of silver and zinc oxide are mixed with each other, for example, in a ball mill, ensuring a uniform distribution of zinc oxide particles, the size of which is in the range of 0.006 - 0.01 μm in the base material - silver. Then the resulting mixture is sintered in a vacuum oven and calibrated, followed by annealing. The use of zinc oxide particles obtained by explosive synthesis for the implementation of the method improves the quality of the contact material, since the particles obtained by this method have stably equal sizes.
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
Порошки основного материала - серебра и оксида цинка, размер последнего находится в пределах 0,006 - 0,01 мкм в количестве 1-5 (мас.%) перемешивают в шаровой мельнице и прессуют при удельном давлении 6 - 8 т/см2, а далее спекают в вакуумной печи при температуре 860±20oC в течение 1 - 4 часов, калибруют (допрессовывают) при удельном давлении 8 - 10 т/см2, затем отжигают в вакууме или на воздухе при температуре 500 - 600oC. Готовые изделия (контакты) напаивают на контактодержатели из латуни, например, на установке точечной пайки УТП-080. Исследования эксплуатационных свойств спеченного материала показали, что полученный по данной технологии материал (а следовательно, и контакт) имеет относительную плотность (γ) 0,95 - 0,98; твердость по Виккерсу (HV) 50-75; интенсивность изнашивания - (0,075-0,2) 10-6 г/цикл.Powders of the main material - silver and zinc oxide, the size of the latter is in the range of 0.006 - 0.01 μm in an amount of 1-5 (wt.%) Is mixed in a ball mill and pressed at a specific pressure of 6 - 8 t / cm 2 and then sintered in a vacuum oven at a temperature of 860 ± 20 o C for 1 to 4 hours, calibrated (pressed) at a specific pressure of 8 - 10 t / cm 2 , then annealed in vacuum or in air at a temperature of 500 - 600 o C. Finished products ( contacts) solder on contact holders made of brass, for example, on the installation of spot soldering UTP-080. Studies of the operational properties of the sintered material showed that the material obtained by this technology (and hence the contact) has a relative density (γ) of 0.95–0.98; Vickers hardness (HV) 50-75; wear rate - (0.075-0.2) 10 -6 g / cycle.
Прочность напайного соединения составила 7,5 кг/мм2.The strength of the brazed joint was 7.5 kg / mm 2 .
Результаты испытания контактов, полученных заявленным способом и известными способами, представлены в таблице. The test results of the contacts obtained by the claimed method and known methods are presented in the table.
Как следует из приведенных в таблице данных, полученный заявленным способом электротехнический материал (контакт) на основе серебра с добавкой ультрадисперсного оксида цинка обеспечивает в сравнении с известными материалами (контактами) требуемый уровень механических, электрофизических и эксплуатационных характеристик при более низкой трудоемкости изготовления, уменьшении расхода серебра и пониженной концентрации оксида цинка (1 - 5)% вместо (10 - 15)% у известных материалов. As follows from the data in the table, the silver-based electrotechnical material (contact) obtained by the claimed method with the addition of ultrafine zinc oxide provides, in comparison with known materials (contacts), the required level of mechanical, electrophysical and operational characteristics at a lower manufacturing complexity, reducing silver consumption and a reduced concentration of zinc oxide (1 - 5)% instead of (10 - 15)% in known materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103091/09A RU2159970C1 (en) | 2000-02-11 | 2000-02-11 | Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000103091/09A RU2159970C1 (en) | 2000-02-11 | 2000-02-11 | Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159970C1 true RU2159970C1 (en) | 2000-11-27 |
Family
ID=20230367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000103091/09A RU2159970C1 (en) | 2000-02-11 | 2000-02-11 | Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159970C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434717C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-11-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of producing superfine charge of silver-zink oxide for electric contacts |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080641A1 (en) * | 1981-11-26 | 1983-06-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of producing preforms of cadmium-free silver-metal oxide compound materials for electric contacts |
| EP0299099A1 (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-18 | INOVAN GmbH & Co. KG Metalle und Bauelemente | Method of making silver/Me0 contact plates with a weldable or solderable backing |
| SU1757369A1 (en) * | 1990-06-28 | 1995-04-20 | Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Process of manufacture of electric contact from composition silver-metal oxide |
| WO1997027601A3 (en) * | 1996-01-26 | 1997-10-09 | Siemens Ag | Method of producing a shaped part from a silver-based contact material |
-
2000
- 2000-02-11 RU RU2000103091/09A patent/RU2159970C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0080641A1 (en) * | 1981-11-26 | 1983-06-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of producing preforms of cadmium-free silver-metal oxide compound materials for electric contacts |
| EP0299099A1 (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-18 | INOVAN GmbH & Co. KG Metalle und Bauelemente | Method of making silver/Me0 contact plates with a weldable or solderable backing |
| SU1757369A1 (en) * | 1990-06-28 | 1995-04-20 | Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Process of manufacture of electric contact from composition silver-metal oxide |
| WO1997027601A3 (en) * | 1996-01-26 | 1997-10-09 | Siemens Ag | Method of producing a shaped part from a silver-based contact material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2434717C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-11-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method of producing superfine charge of silver-zink oxide for electric contacts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU598815B2 (en) | Circuit breaker contact containing silver and graphite fibers | |
| CN1031071C (en) | Silver-metal oxide composite material and production method thereof | |
| AU724707B2 (en) | Pressed body of amorphous magnetically soft alloy powder and process for producing same | |
| EP0465128B1 (en) | Silver- or silver-copper alloy-metal oxide composite material and process of producing the same | |
| RU2159970C1 (en) | Method for producing electric contact from compound of silver and zinc oxide | |
| US4980125A (en) | Sinter contact material for low voltage switching apparatus of the energy technology, in particular for motor contactors | |
| US4874430A (en) | Composite silver base electrical contact material | |
| RU2073736C1 (en) | Sintered electrocontact material on the base of copper | |
| US3423203A (en) | Tungsten-indium powder bodies infiltrated with copper | |
| US4098724A (en) | Electrically conductive composite materials | |
| US5258052A (en) | Powder metallurgy silver-tin oxide electrical contact material | |
| JP3106598B2 (en) | Manufacturing method of electrode material | |
| RU2208654C2 (en) | Copper-base sintered electrocontact material | |
| JP5060680B2 (en) | Silver / metal oxide contact materials | |
| US2162380A (en) | Metal composition | |
| JPH0510782B2 (en) | ||
| JPS62146236A (en) | Tungsten electrode material | |
| JPS62284030A (en) | Electric contact point material and its production | |
| RU2153736C2 (en) | Plate manufacturing process for chemical current source | |
| US4249944A (en) | Method of making electrical contact material | |
| RU2058219C1 (en) | Electrical erosion usage copper based dispersion hardened pieces production method | |
| RU2236327C2 (en) | Method for making contact parts from compositions of silver and cadmium oxide | |
| SU1735415A1 (en) | Powdered and friction material on the basis of copper | |
| RU1836731C (en) | Ferrum powder based ferromagnetic material to produce d,c, and a,c, magnetic conductors | |
| JPH01164730A (en) | Superconducting materials and their manufacturing methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060212 |