Спосіб виготовлення рідинно-металевого композиційного контакту

1 Спосіб виготовлення рідинно-металевого композиційного контакту, який включає операції виготовлення з дроту тугоплавкого металу тканини у вигляді смуги організованої структури, скручування смуги у циліндричну заготовку і встановлення у матрицю, пресування згаданої заготовки до одержання каркасу рідинно-металевого композиційного контакту потрібних габаритів, просочування каркасу легкоплавким металом або сплавом, який відрізняється тим, що попередньо до виготовлення смуги дріт тугоплавкого металу відпалюють при температурі 850 - 950°С у 5 7 розрідженому до 5x10 -5х10 МПа середовищі протягом 45 - 70 хвилин, а потім смугу, виготовлену із згаданого дроту, відмивають ультразвуком в органічному розчиннику у режимі кавітації від залишків компонентів попередніх операцій технологічного процесу протягом 20-120 хвилин 2 Спосіб виготовлення рідинно-металевого композиційного контакту, який відрізняється тим, що операцію відмивання смуги ультразвуком у органічному розчиннику виконують послідовно у трьох розчинниках - у гасі протягом 30-40 хвилин, у бензині - протягом 30-40 хвилин, у ацетоні - протягом 30-40 хвилин Пропонований спосіб відноситься до електротехніки, а саме - до електроапаратобудування, зокрема, до способів виготовлення рідиннометалевих композиційних контактів, що застосовуються у комутаційних апаратах силових електромереж Найбільш близьким до пропонованого за технічною суттю є спосіб виготовлення рідиннометалевого композиційного контакту, який включає операції виробництва з дроту тугоплавкого металу тканини у вигляді смуги організованої структури, скручування смуги у циліндричну заготовку і и встановлення у матрицю, пресування згаданої заготовки до одержання каркасу потрібних габаритів, просочування каркасу легкоплавким металом або сплавом /А с СРСР № 1325590, МПК 4 Н01Н 29/00, Опубл 23 07 1987 р Бюл №27/ Каркас у ВІДПОВІДНОСТІ з описаним способом виготовляють з сплавів на основі вольфраму залишки компонентів попередніх операцій технологічного процесу під час наступних технологічних операцій, пов'язаних з нагріванням, приводять до створення на поверхні каркасу ХІМІЧНИХ речовин з матеріалом дроту Згадані острівці порушують однорідність структури матеріалу, тому при нагріванні призводять до появи концентраторів напружень і мікро тріщин, що суттєво знижує ресурсу виготовлених рідинно-металевих композиційних контактів У основу пропонованого винаходу поставлено задачу створення такого способу виготовлення рідинно-металевого композиційного контакту, який би дозволив підвищити МІЦНІСТЬ виготовленого з тугоплавких матеріалів (вольфраму, молібдену, рент) дроту за рахунок створення умов для зменшення рівня залишкових напружень і підвищення однорідності структури поверхневого шару дроту, з якого виготовлений каркас рідинно-металевого композиційного контакту Поставлена задача вирішується пропонованим винаходом, який, як і відомий спосіб виготовлення рідинно-металевого композиційного контакту, включає операції виробництва з дроту тугоплавкого металу тканини у вигляді смуги організованої структури, скручування смуги у Під час волочіння - виготовлення дроту з тугоплавких матеріалів, які застосовують у конструкціях рідинно-металевих композиційних контактів, зокрема, з вольфраму - на його поверхневому шарі накопичуються залишкові напруження, виникають мікро тріщини, які у майбутньому стають концентраторами механічних напружень Окрім цього, СО о (О (О 61603 саме, обробку треба виконувати у вакуумній кациліндричну заготовку і и встановлення у матримері протягом 45 70 хвилин при тиску від 5x10 цю, пресування згаданої заготовки до одержання 4 8 5x10 МПа і температурі 850 950°С Так при каркасу потрібних габаритів, просочування каркасу 4 тиску більше 5х10 МПа були зареєстровані вилегкоплавким металом або сплавом, а, ВІДПОВІДНО падки, зокрема, для зразків з вольфраму, коли до винаходу, попередньо до виготовлення смуги його поверхневий шар накопичував водень і зрадріт тугоплавкого металу відпалюють при темпе5 зок передчасно руйнувався через крихкість саме ратурі 850 950 у розрідженому до 5x10 5x10 поверхневого шару Зменшення тиску далі за 5x10 МПа середовищі протягом 45 70 хвилин, а потім 8 МПа економічно не виправдане, оскільки таке смугу, виготовлену із згаданого дроту, відмивають зменшення не призводить до суттєвого ультразвуком в органічному розчиннику у режимі підвищення МІЦНОСТІ дроту на розтяг Температури кавітації від залишків компонентів попередніх опенижче 850°С є недостатніми для підвищення рацій технологічного процесу протягом 20-120 МІЦНОСТІ дроту, а вище 950°С економічно не вихвилин правдане, оскільки таке зменшення не призводить Особливістю пропонованого способу є також і до суттєвого підвищення МІЦНОСТІ дроту на розтяг те, що операцію відмивання смуги ультразвуком у Обробка дроту протягом менше 45 хвилин є неорганічному розчиннику виконують послідовно у достатньою, оскільки за такий час мікроструктура трьох розчинниках -у гасі протягом ЗО 40 хвилин, матеріалу практично не покращується, а його у бензині - протягом 30-40 хвилин, у ацетоні - проМІЦНІСТЬ суттєво не підвищується Обробка дроту тягом ЗО 40 хвилин і використовують ультразвук з протягом більше за 70 хвилин при тиску від 5x10 питомою акустичною потужністю 5 30вт/см2, час4 тотою 20 25кГц і амплітудою 4 Юмкм 5x10 8МПа і температурі 850 950°С економічно не виправдана, оскільки його МІЦНІСТЬ суттєво не Пропонований спосіб призначений для виробпідвищується ництва рідинно-металевих композиційних контактів, каркаси яких виготовлені з тугоплавких меРідинно-металевий композиційний контакт поталів на основі вольфраму (W), молібдену (Мо), казаний на схематичному кресленні Рідинноренію (Re) металевий композиційний контакт, містить пористий каркас 1, виготовлений з дроту тугоплавкого Авторами експериментальне встановлено, що матеріалу у вигляді тканини організованої структуоперація відмивання смуги ультразвуком у орри типа "ластик", що частково просочений легкоганічному розчиннику у режимі кавітації протягом плавким металом або сплавом 2 Каркас 1 після більше 20 хвилин дозволяє вилучити з смуги акпресування має форму пружного циліндра, один тивні залишки компонентів попередніх операцій торець якого призначений для з'єднання з тотехнологічного процесу і тим самим зменшити копідводом, а другий - для контактування з другим вірогідність появи на поверхні смуги під час натотожним йому контактом (на кресленні не покаступних технологічних операцій ХІМІЧНИХ сполук, зано) які б суттєво зменшували його МІЦНІСТЬ І просочування майбутнього каркасу легкоплавкими метаПриклад 1 лами Відмивання смуги ультразвуком у орДріт товщиною ЗО 50мкм з вольфраму чистоганічному розчиннику у режимі кавітації протягом тою 99,98% відпалювали у розрідженому до 5x10 6 менше 20 хвилин виявляється не суттєвим, МПа середовищі при температурі 900°С протягом оскільки на поверхні смуги залишаються активні 60 хвилин 3 обробленого дроту виготовляли ткаречовини нину у вигляді смуги організованої структури типу "еластик" Окрім того, авторами експериментальне вста5 новлено, що саме у розрідженому до 5x10 5x10 Згадану смугу відмивали від залишків компо7 МПа середовищі при температурі 850 950°С нентів попередніх операцій технологічного процепротягом 45 70 хвилин дріт товщиною ЗО 50мкм, су ультразвуком з питомою акустичною потужністю виготовлений із згаданих тугоплавких металів і 5 30вт/см2, частотою 20 25кГц і амплітудою сплавів на їх основі стає більш пластичним, рівень 4 Юмкм у трьох органічних розчинниках залишкових напружень у його поверхневому шарі послідовно - у гасі протягом 35 хвилин, потім у знижуються приблизно у 10 разів, суттєво бензині - протягом ЗО хвилин, а потім у ацетоні підвищується ресурс виготовлених з нього протягом 40 хвилин Після відмивання смугу рідинно-металевих композиційних контактів відпалювали у розрідженому до 5x10 5 5x10 7МПа середовищі і скручували у циліндричну заготовку Для визначення оптимальних режимних парадіаметром 30мм, встановлювали у матрицю і преметрів оброблені зразки дроту довжиною 25мм і сували при тиску 850МПа до одержання каркасу 1 діаметром ЗО 50мкм досліджували на "Установці потрібних габаритів - діаметром 27 і висотою 6мм для дослідження матеріалів на повзучість і триваОдержаний каркас 1 у вакуумній печі при темпералу МІЦНІСТЬ у глибокому вакуумі ПД-07" [див Устатурі 850 950°С просочували легкоплавким сплановки для исследования механических свойств вом In-Ga-Sn протягом ЗО хвилин 3 серії виготовматериалов и элементов конструкций Каталоглених каркасів 1 брали 5 каркасів і досліджували справочник Авторы-составители Волощенко А П , на механічну втому на установці УТМ-1800 [див Алексюк М М - Киев Наукова Думка - 1982 - С Установки для исследования механических 16-17] Авторами були досліджені на МІЦНІСТЬ при свойств материалов и элементов конструкций розтягуванні зразки дроту оброблені у різних газоКаталог-справочник Авторы-составители Волових середовищах - у водні, азоті, гели та у вакуумі щенко А П , Алексюк М М - Киев Наукова Думка при тисках у вакуумній камері від 5x10 4 5x10 8 1982 -С 119]Було зареєстроване підвищення МПа при температурах до +1200°С Були визначені оптимальні режими його обробки дроту, а ресурсу порівняно із виготовленими за способомпрототипом каркасами приблизно на 50 % Приклад 2 Дріт товщиною 50мкм з молібдену чистотою 7 99,9% відпалювали у розрідженому до 5x10 МПа середовищі при температурі 940°С протягом 65 хвилин 3 обробленого дроту виготовляли тканину у вигляді смуги організованої структури типу "еластик" Згадану смугу відмивали від залишків компонентів попередніх операцій технологічного процесу ультразвуком з питомою акустичною потужністю 2 5 30вт/см , частотою 20 25кГц і амплітудою 4 Юмкм у трьох органічних розчинниках послідовно - у гасі протягом 35 хвилин, потім у бензині - протягом ЗО хвилин, а потім у ацетоні протягом 40 хвилин Після відмивання смугу відпалювали у розрідженому до 5x10 5 5x10 7МПа середовищі і скручували у циліндричну заготовку діаметром 30мм, встановлювали у матрицю і пресували при тиску 850МПа до одержання каркасу 1 потрібних габаритів - діаметром 27 і висотою 6мм Одержаний каркас 1 у вакуумній печі при температурі 750 1000°С просочували легкоплавким сплавом In-Ga-Sn протягом ЗО хвилин 3 серії виготов Комп'ютерна верстка С Волобуєв 61603 лених каркасів 1 брали 5 каркасів і досліджували на механічну втому на установці VTM-1800 [див Установки для исследования механических свойств материалов и элементов конструкций Каталог-справочник Авторы-составители Волощенко А П , Алексюк М М - Киев Наукова Думка 1982 - С 119] Було зареєстроване підвищення ресурсу порівняно із виготовленими за способомпрототипом каркасами приблизно на 60% Приклад 3 Всі операцій, як і у прикладі 2, але брали дріт товщиною 50мкм з ренію і відпалювали його у вакуумній печі при температурі 800°С Було зареєстроване підвищення ресурсу порівняно із виготовленими за способом-прототипом каркасами приблизно на 40% Таким чином, виготовлення рідиннометалевого композиційного контакту у ВІДПОВІДНОСТІ до пропонованого способу дозволило одержати контакт з суттєво підвищеним ресурсом за рахунок створення умов для зменшення рівня залишкових напружень і підвищення однорідності структури поверхневого шару дроту, з якого виготовлений каркас 1 рідинно-металевого композиційного контакту Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119