В токоведущих контурах некоторых аппаратов используются пружинные контакты, материал которых должен обладать высокими показателями электропроводности, прочности (в 1200 МПа) и коррозионной стойкости. Выбрать сплав, удовлетворяющий этим требованиям. Привести его марку и химический состав. Назначить режим термической обработки; объяснить, как изменяется структура и механические свойства сплава на отдельных этапах.
Решение
1. Назначение изделия
Электрические контакты являются частью токоведущей системы электрических аппаратов. Контактами электрической цепи или просто контактами называются такие контактные узлы, в которых при работе аппарата происходит перемещение рабочей поверхности одной контактной детали относительно поверхности другой контактной детали.
Пружинные контакты (рисунок 1) – это контакты, в которых переход тока с подвижной контакт-детали на неподвижную осуществляется через витые цилиндрические пружины, каждый виток которых прижимается к обеим контактным деталям.
Рисунок 1. Пружинный контакт:
НК – неподвижный контакт, ПК – подвижный контакт, Пр – пружины
В пружинящих контактах ток с ПК переходит на НК через пружину Пp, каждый виток которой соприкасается с корпусами обеих контакт-деталей. Контактное нажатие создается пружиной второй пружиной, не участвующей в токоведении. В этих контактах обеспечивается большое число точек соприкосновения. Пружинящие контакты используются только как токоснимающие. К пружинящим контактам относятся и контакты, применяемые в рубильниках и предохранителях. В них контактное нажатие создается за счет упругости материала или же специальными пружинам и.
2. Основные требования к материалам пружинных контактов
Материалы для пружинных контактов должны обладать следующими свойствами: высокая прочность и твердость, высокая упругость, низкое удельное электрическое сопротивление, малое падение напряжения на контакте, высокая стойкость к истиранию, они должны выдерживать работу на больших скоростях и должны быть стойки к окислению.
Главное для пружинных сплавов – это сохранение или улучшение стабильности этих свойств в условиях длительного статического или циклического нагружения
. Другими словами, повышение сопротивления статической и циклической релаксации, а также ползучести и усталостной прочности.
3. Выбор материала для пружинного контакта
Среди разнообразных материалов рассматриваемого назначения особое и очень важное место занимают сплавы на основе меди благодаря уникальному сочетанию исключительно высокого упрочнения, упругой деформации, сопротивления разрушению с высокой коррозионной стойкостью и, главное, высокими электро- и теплопроводностью.
В качестве пружинных металлических контактных материалов применяют твердотянутую электролитическую медь, специальные сорта бронз (кадмиевые, кадмиево-оловянистые, бериллиевые), а также материалы соединения серебро-оксид кадмия.
Наиболее часто для пружинных контактов в токоведущих контурах применяют бериллиевые бронзы. Оптимальными свойствами обладают сплавы, содержащие около 2-2,5% Be. При дальнейшем увеличении содержания бериллия прочностные свойства повышаются незначительно, а пластичность становиться чрезмерно малой
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
