Спосіб виготовлення контактної деталі для розподільної апаратури, а також сама контактна деталь

1. Спосіб виготовлення компонента, зокрема контактної деталі для перемикальних пристроїв низької напруги, середньої напруги, високої напруги і перемикальних пристроїв генератора, з використанням порошкової металургії, який відрізняється тим, що профіль у формі слота або слотів вставляють в компонент і/або в контактну деталь, і/або в порошок металу, який поміщають у форму, по суті в напрямі, паралельному нормалі до поверхні компонента або контактної деталі, таким чином, що профіль у формі слота або слотів вставляють в порошкову суміш за допомогою мішечка з плівки, який поміщають між інструментом і порошком металу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що плівка є тонкою пластичною плівкою. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що пластик є довготривалим контактом або фіксованим контактом. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що плівка є тонкою металевою плівкою. 5. Спосіб за п. 2, 3 або п. 4, який відрізняється тим, що плівка має товщину 0,001-2 мм. C2 2 UA 1 3 Згадані контактні деталі відносяться по суті до перемикальних пристроїв низької напруги, середньої напруги і високої напруги, а також до перемикальних пристроїв генератора, які оснащені вакуумними камерами переривника. Вакуумні камери переривника часто оснащуються так званою контактною системою з радіальним магнітним полем (RMF). Радіальне магнітне поле створюється за допомогою серповидних сегментів котушки індуктивності. Серповидні елементи формуються слотами, які виконуються в пластині контактної деталі. Також можна використовувати контактний стакан зі слотами, який генерує радіальне магнітне поле на кільцевій поверхні. Однак, слоти також потрібні і вони виконуються в пластині контактної деталі. Більше того, слоти головним чином також вимагаються в контактній пластині при використанні контактних систем з кільцевим магнітним полем (AMF). Більше того, цей спосіб, як він описаний нижче, може використовуватися для виготовлення компонентів для різних широких застосувань в порошковій металургії, зокрема, коли ціллю є пресування абразивних порошків без використання мастил. Однією головною перевагою контактних систем з радіальним магнітним полем (RMF), які були згадані, є малий електричний опір усього обладнання, яке використовує контактне притискне зусилля. Зазвичай використовуються контактні деталі з радіальним магнітним полем (RMF) у формі циліндричних дисків, зовнішні краї яких заокруглені для покращення діелектричних характеристик. Способи різання металу використовуються для створення зовнішнього контуру і для виконання слотів. Зовнішня геометрична форма відповідним чином формується за допомогою операцій згинання, а слоти в контактній деталі виконуються шляхом вирізання або витяжки. У випадку контактних пластин, які є порівняно тонкими, можна також використовувати способи штампування (дивіться наведену нижче заявку). Після виконання слотів, їх краї можна заокруглювати, повторно механічно обробляти або знімати задирки вручну або за допомогою машини для підвищення діелектричної міцності взаємно протилежних контактних деталей. Для подальшої оптимізації способу виготовлення контактної деталі, пропонується спосіб, на основі якого як зовнішня геометрична форма контактної деталі так і геометрична форма слоту виконуються в заготовці безпосередньо під час її виготовлення. У цьому випадку, можуть виконуватися слоти, орієнтовані під прямим кутом до поверхні, а також слоти, які передбачені для орієнтації під іншим кутом до поверхні. Окрім того, слоти можна подовжувати до зовнішнього периметру диску і виконувати по усій його товщині. Якщо контактна деталь повинна складатися з двох шарів (порошковий шар СuСr і порошковий шар Сu), то ці шари можуть подібним чином спресовуватися між собою з використанням цього способу. Стійкий до ерозії шар може складатися з стандартного контактного матеріалу СuСr 25, який переважно використовується для середніх напруг, 96630 4 а другий шар може переважно складатися з чистої міді для забезпечення високої електропровідності у ньому. Окрім того, шари також є допустимими. Застосування багатошарових контактних заготовок і контактних деталей відоме з попереднього рівня техніки. Окрім того, цей спосіб можна використовувати в інженерії для багатьох застосувань у пресуванні порошків - особливо випадку абразивних порошків. Це відкриває широке поле для виготовлення компонентів з використанням порошкової металургії Р/М без застосування мастил, які головним чином додаються до порошків, які пресуються. Ці мастила додають до порошкових матеріалів в кількості приблизно 1 мас. % для значного подовження терміну експлуатації інструмента. Недолік полягає в тому, що ці мастила повинні видалятися з кінцевого пресованого компонента (заготовки). Наприклад, документ DE 3840192 С2 описує перемикальний контактний пристрій для електричних вакуумних перемикачів, контактні деталі зі слотами яких формуються з певної кількості дисків, поміщених один на інший. У цьому випадку, в окремих дисках слоти виконуються штампуванням. Окрім того, документ US 6010659 і документ ЕР 1111631 описують спосіб виготовлення багатошарового контакту (MLC), який містить певну кількість шарів. Він також описує здатність виготовляти контакт з двох шарів CuCr і міді, наприклад в керамічному металоприймачі з використанням способу спікання-плавлення. Окрім того, DE 19717024 А1 описує спосіб виготовлення контактної деталі зі слотами для вакуумної камери переривника, і формування інструмента для здійснення способу. У цьому випадку, краї слотів формуються і заокруглюються за допомогою процесу пресування з використанням пресувального інструмента. Представлені способи виконання слотів є відповідно також способами різання металу. Одержання геометричної форми контактної деталі шляхом різання зазвичай пов'язане з відповідними грошовими витратами. Ручне видалення задирок або видалення задирок за допомогою інструмента вимагає додаткової обробки для зняття задирок або заокруглення країв слоту. Тому, винахід базується на задачі виконання слоту і/або виконання контактної деталі безпосередньо під час процесу виготовлення контактного матеріалу з використанням порошкової металургії. Згідно з винаходом, у випадку цього загального способу, задача вирішується відмітними ознаками п. 1 формули винаходу. Подальші переважні вдосконалення уточнюються у залежних пунктах 2-14 формули винаходу. Згідно з винаходом, стосовно компонента, поставлена задача вирішується відмітними ознаками пункту 15 формули винаходу. Подальші переважні вдосконалення уточнюються в інших залежних пунктах формули винаходу. Тому, суть винаходу, який відноситься до способу, полягає в тому, що профіль у формі слоту або слотів вставляється в компонент і/або в контактну деталь, і/або в порошковий металевий мате 5 ріал, і поміщається у форму по суті в напрямі, паралельному нормалі до поверхні компонента або контактної деталі. Іншими словами, це означає, що слоти вдавлюються в порошкову суміш зверху за допомогою інструмента. Це значно простіше, а ніж будь-який інший спосіб вставляння слотів. Подальше переважне вдосконалення забезпечує те, що профіль у формі слоту або слотів вставляють в порошкову суміш з використанням плівки, яка поміщається між інструментом і порошковим матеріалом. У цьому випадку, плівка може мати дві альтернативні форми: або у вигляді тонкої пластичної плівки або тонкої металевої плівки. В одному переважному варіанті виконання, плівка має товщину 0,001 мм - 2 мм. В одному переважному варіанті реалізації способу особливо вигідно поміщати плівку у форму на металевий порошок за допомогою прямої екструзії на окремому етапі способу перед введенням слотів. Порошкова суміш може переважно бути сумішшю міді і хрому. Подібним чином вигідно, щоб компонент, особливо контактна деталь, мала форму багатошарової контактної деталі. Частка хрому може переважно становити 0100 мас. %. Тому, просто і вигідно використовувати порошок, який вже був легований у процесі виробництва. У цьому випадку, розміри частинок 0-150 мікрометрів є вигідними для грануляту, тобто, порошку. Для досягання кінцевих розмірів без будьякого етапу різання металу, бажано, щоб після процесу пресування і/або після термообробки заготовки, процес кінцевого калібрувального пресування здійснювався акуратно. Особливо для застосування у вакуумних камерах переривника, вигідно провести хімічну термообробку компонента або контактної деталі в атмосфері водню і/або дегазувати неї термообробкою у вакуумі. Ці заходи також роблять можливим частково або повністю уникнути грошових затрат на створення геометричної форми контактної деталі. Подальша економія коштів досягається зниженням необхідної кількості порошкового матеріалу, шляхом усунення матеріалу, який видавлюється слотами, а також припусків, які можуть зазвичай вимагатися (кінцевого компонента для механічної обробки). Якщо до порошкового матеріалу, який пресується, не додаються мастила, то потім, особливо у випадку абразивних порошків, або, крім того, порошкових сумішей, існує ризик скорочення терміну експлуатації пресувального інструмента. При використанні цього способу, не має потреби у додаванні мастил до порошкового матеріалу. Готова до встановлення контактна деталь може виготовлятися шляхом вибору способу виготовлення з використанням порошкової металургії наступним чином: 96630 6 1. Пресування, пов'язане з виготовленням контактних деталей з CuCr: Після змішування порошків міді і хрому, порошкову суміш вводять у форму, яка була повністю або навіть тільки частково вкрита пластичною або металевою плівкою. На додаток до верхньої пресформи і нижньої прес-форми, які вимагаються, формівна конструкція також містить вставку, наприклад на одній прес-формі. Може бути необхідним подібним чином розмістити вставки так, щоб вони могли рухатися, наприклад в прес-формі. Частина двох прес-форм повинна бути виконана так, щоб зовнішня геометрична форма використовувалась одночасно з пресуванням порошкової суміші разом зі слотами на ній для одержання заготовки. У цьому випадку, порошок або, у цьому випадку, порошкова суміш поміщаються в тонку плівку (мішечок), зокрема на таку площу поверхні, де присутній високий тиск. Після виймання заготовки з форми, її розміри близькі до необхідних розмірів, тобто кінцевих розмірів, проте до неї додають необхідну присадку для спікання (присадку для усадки) перед спіканням матеріалу, а присутня плівка перед початком наступного циклу повинна видалятися з інструмента і з пресованого виробу. Форма інструмента і кількість випробувань можна скоротити застосуванням відповідного розрахункового програмного забезпечення для спікання, яке дозволяє завчасне прогнозування більшості можливих спотворень або спотворень, які можуть відбуватися, наприклад, під час наступного процесу спікання (наприклад відмінності у щільності, які залишаються у заготовці під час пресування, активність спікання…). 2. Спікання: Зазвичай, спікання заготовок контактних деталей можна здійснювати у вакуумі або в атмосфері водню без будь-якого мастила, яке використовується для виготовлення заготовки. Однак, для виготовлення готової до застосування контактної деталі, може/повинна бути принаймні тимчасово присутня відновлювальна атмосфера (термообробка). Потім вакуумна термообробка може бути вигідною після цього етапу відновлення для зниження вмісту газоподібного водню в матеріалі. 3. Калібрувальне пресування: Якщо, тим не менше, спотворення готової до застосування контактної деталі відбувається під час процесу спікання або встановлені кінцеві розміри недосяжні, то потім контактна деталь може калібруватися у подальшому способі пресування, і може, таким чином, набувати кінцевих розмірів, і/або можуть виконуватися будь-які зовнішні радіуси, нахили, уступи і подібне, які ще вимагаються. Винахід буде описуватися більш детально в наступному тексті і ілюструється на кресленнях, на яких: Фіг. 1 зображає пресувальний інструмент і пластичну плівку, яка поміщена в нього; Фіг. 2 зображає пластичну плівку з відкритою основою, і Фіг. 3 зображає вставки у прес-формі. Фіг. 1 зображає пресувальний інструмент з пластичною плівкою (2), яка поміщена в нього. 7 Інструмент вкритий формувальною плівкою по усій площі поверхні або тільки по частині площі поверхні. В мішечку (2) з плівки (мішечок, закритий на одній стороні на деяких ділянках, або, окрім того, ефективний тільки на ділянці краю). Верхня пресформа (1) притискається до нижньої прес-форми (5) з порошком (3), який пресується і поміщений між ними. Радіальні зусилля, що з'являються, поглинаються формою (5). Фіг. 2 зображає пресувальний інструмент з пластичною плівкою (2), розміщеною в ньому, який діє тільки на частину площі, а основа (6) відсутня. Верхня прес-форма (1) притискається до нижньої прес-форми (5) з порошком (3), який пресується і поміщений між ними. Радіальні зусилля, які з'являються, поглинаються формою (4). Фіг. 3 зображає пресувальний інструмент з пластичною плівкою (2), розміщеною в ньому, форма якого більш складна на деяких ділянках. Інструмент містить формувальну плівку на усій пло 96630 8 щі поверхні або тільки на частині площі. У мішечку (2) з плівки (мішечок, закритий на одній стороні на деяких ділянках або, окрім того, ефективний тільки на ділянці краю) верхня прес-форма (1) притискається до нижньої прес-форми (6) з порошком (4), який пресується і поміщений між ними. У цьому випадку можуть створюватися складніші пресувальні форми за допомогою відповідних вставок (7), а плівка (3) може бути присутньою на частині площі або, окрім того, може виготовлятися без основи. Радіальні зусилля, які з'являються, поглинаються формою (5). Перелік позиційних позначень 1 Верхня прес-форма 2 Плівка 3 Допоміжна ділянка, відкрита основа 4 Металургійний порошок 5 Нижня прес-форма 6 Форма 7 Вставки 9 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 96630 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601