Osnove materialov iz srebrovih zlitin in električnih kontaktnih aplikacij

Srebrove zlitine so funkcionalne zlitine na osnovi srebra, ki vsebujejo kovinske elemente, kot so baker, nikelj, volfram, železo, kositer, kadmij in cerij. Zaradi odlične električne prevodnosti, toplotne prevodnosti in stabilnosti srebra se materiali na osnovi srebra-že dolgo pogosto uporabljajo v električnih, elektronskih, električnih krmilnih in natančnih prevodnih sistemih. Z razvojem industrijske opreme v smeri višjih frekvenc, večjih obremenitev in miniaturizacije se različni kontaktni materiali iz srebrovih zlitin nenehno nadgrajujejo v smeri višje odpornosti proti obrabi, višje odpornosti na zvar in večje zanesljivosti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V sodobnih nizko{0}}napetostnih električnih napravah in industrijskih krmilnih poljih so srebrni električni kontakti postali jedrne prevodne komponente v relejih, kontaktorjih, odklopnikih in avtomatiziranih krmilnih sistemih. Različne sisteme srebrovih zlitin je mogoče optimizirati za različne tokovne obremenitve, okolja obloka in mehanske zahteve glede življenjske dobe, s čimer tvorijo bogat sistem klasifikacije materialov.

 

Materiali iz srebrovih zlitin imajo običajno naslednje lastnosti:

Odlična električna in toplotna prevodnost, ki učinkovito zmanjšuje dvig kontaktne temperature;

Dobra odpornost na pregorevanje{0}}obloka, primerno za okolja s pogostim vklapljanjem in izklapljanjem;

Visoka odpornost na varjenje, izboljšanje stabilnosti delovanja opreme;

Dobra mehanska trdnost in odpornost proti obrabi;

 

Primerno za različne proizvodne procese, kot so praškasta metalurgija, litje in hladno delo.

Trenutno običajni materiali za električne kontakte na osnovi srebra-v glavnem vključujejo sisteme, kot so srebro-nikelj, srebro-baker, srebro-volfram, srebro-železo, srebro-kositrov oksid in srebro-kadmijev oksid. Med temi izdelki, kot so srebrni kontakti za stikala, srebrni kontakti za releje in srebrni kontakti za odklopnike, zahtevajo izbiro ustrezne vrste zlitine glede na različne pogoje delovanja.

 

Srebro v staljenem stanju pri visokih temperaturah absorbira veliko količino kisika; zato veljajo stroge zahteve za zaščito atmosfere in nadzor deoksidacije med postopki taljenja in litja. Neustrezna kontrola vsebnosti kisika lahko zlahka povzroči nastanek por, vključkov, oksidnih plasti in površinskih napak v materialu, kar vpliva na električno prevodnost in mehansko zanesljivost. V industrijski proizvodnji se za nadzor oksidacije in zagotavljanje zahtev glede stabilnosti proizvajalcev srebrnih električnih kontaktov običajno uporabljajo metode, kot so vakuumsko taljenje, zaščita inertnega plina in prekrivanje s plamenom.

 

Značilnosti in uporaba zlitin srebra-niklja

 

Srebro-nikljeve zlitine so med najpogosteje uporabljenimi električnimi kontaktnimi materiali v nizko-električni industriji. Ker se srebro in nikelj ne mešata tako v trdnem kot v tekočem stanju, se običajno proizvajata s prašno metalurgijo. Dodatek niklja znatno izboljša trdoto, odpornost proti obrabi in odpornost-na gorenje srebrovih materialov.

 

Srebrni nikelj kontaktni materiali nudijo naslednje prednosti:

 

Stabilna kontaktna odpornost;

Močna odpornost proti obločni eroziji;

Odlična odpornost na prenos kovine;

Visoka mehanska trdnost;

Dobra obdelovalnost.

 

V industrijskih aplikacijah se električni kontakti iz srebrnega niklja za kontaktorje običajno uporabljajo v AC kontaktorjih, relejih, magnetnih zaganjalnikih, regulatorjih napetosti in avtomatskih krmilnih stikalih. Za pogosto delovanje materiali iz srebro-niklja učinkovito podaljšajo življenjsko dobo električnih kontaktov.

 

Medtem se srebro-nikljeve zlitine pogosto uporabljajo tudi kot jedrni prevodni kontaktni materiali v sistemih srednje in nizkonapetostnih odklopnikov, kot so MCCB.

 

Analiza učinkovitosti srebrovih-bakrovih zlitin

 

Srebro-bakrove zlitine so tipični sistemi binarnih zlitin, pri čemer ima baker predvsem ojačitveno vlogo. Običajne stopnje vključujejo AgCu3, AgCu7,5 in AgCu10.

 

Ti materiali imajo:

Visoka prevodnost;

Dobra pretočnost in omočljivost;

Odlična zmogljivost obdelave;

Močna odpornost na varjenje;

Visoka mehanska trdnost.

 

Srebro-bakreni materiali se pogosto uporabljajo v električnih komponentah, kot so zračni odklopniki, krmilniki, releji, kontaktorji in prevodni obroči. Zaradi njihovega ravnovesja prevodnosti in stroškovnih prednosti so tudi ena najpogostejših materialnih rešitev na področju električnih kontaktov za industrijske aplikacije.

 

Nekatere srebro-bakrene sisteme je mogoče uporabiti tudi v materialih za spajkanje, prevodnih strukturnih komponentah in natančnih povezovalnih sklopih.

Uporaba srebrovih-volframovih zlitin z-visoko obremenitvijo

 

Srebrove-volframove zlitine so tipični materiali za-električne kontakte z visoko obremenitvijo. Srebra in volframa ni mogoče mešati, običajno se proizvajata s prašno metalurgijo ali postopki impregnacije.

 

Ta material ima:

Izjemno visoka trdota;

Odlična odpornost proti izgorevanju-obloka;

Dobra varivost;

Močna anti{0}}zmožnost oprijema;

Primerno za visoko{0}}tokovna okolja.

 

Zato se sistemi s srebrno-volframom običajno uporabljajo kot osnovni kontaktni material v visoko{1}}tokovnih pred-kontaktnih sistemih, težkih-relejih in industrijskih stikalnih napravah s srebrnimi kontakti za odklopnike.

 

V železniškem prometu, elektroenergetskih sistemih in industrijski avtomatizaciji lahko materiali iz srebr-volframa učinkovito izboljšajo stabilnost delovanja opreme.

 

Industrijska vrednost srebrovih-železovih zlitin

Srebro-železove zlitine se proizvajajo tudi s prašno metalurgijo. Železo izboljša odpornost materiala proti obrabi in varljivost, hkrati pa ohranja relativno stabilno kontaktno odpornost.

 

Njegove glavne značilnosti vključujejo:

Dobra odpornost proti-izgorevanju;

Visoka odpornost proti obrabi;

Dolga mehanska življenjska doba;

Primerno za pogosta{0}}zagonska okolja;

Dobra varivost.

 

Zato Agni Electrical Contacts for Contactors in nekateri kontaktni sistemi AC kontaktorjev uporabljajo tudi srebro-železove zlitine kot alternativni material.

Srebro-železove zlitine so še posebej primerne za-visokofrekvenčne pogoje delovanja, kot so industrijski krmilni gumbi, releji in nizko-napetostna krmilna oprema.

 

Razvoj kontaktnih materialov s srebrovim oksidom

 

Z naraščajočimi okoljskimi predpisi in industrijskimi zahtevami glede zanesljivosti se tradicionalni materiali iz srebrovega kadmijevega oksida postopoma nadgrajujejo v alternative brez-kadmija. Trenutno so običajni materiali na trgu:

Trden stik srebrovega kadmijevega oksida;

Trden stik s srebrnim kositrovim oksidom;

Trden stik s srebrnim cinkovim oksidom.

 

Med njimi ima kontakt s srebrovim kadmijevim oksidom odlične lastnosti za-gašenje obloka in proti-varjenje ter se že dolgo uporablja v-električni opremi z visoko obremenitvijo. Zaradi vse strožjih okoljskih omejitev za kadmij pa se materiali iz srebrokositrovega oksida in srebrocinkovega oksida vse bolj uporabljajo.

 

Kontakt s srebrnim kositrovim oksidom ima naslednje prednosti:

Dobra okoljska učinkovitost;

Močna odpornost proti izgorevanju{0}}obloka;

Dolga življenjska doba stika;

Primerno za visokofrekvenčna stikalna okolja-.

 

Trdni kontakt iz srebrovega cinkovega oksida združuje dobro prevodnost z lastnostmi proti-varjenju, zaradi česar je primeren za nekatere srednje{1}} do visoko-obremenjene električne sisteme.

 

Postopki izdelave materialov iz srebrovih zlitin

 

Materiali iz srebrovih zlitin se običajno proizvajajo z naslednjimi postopki:

Metalurgija prahu;

Vakuumsko taljenje;

Neprekinjeno iztiskanje;

Hladno valjanje in natančno žigosanje;

Izdelava kompozitnih kovičkov.

 

Pri izdelkih z visoko{0}}natančnim kontaktom se CNC obdelava, avtomatizirano kovičenje, varjenje in površinska obdelava običajno kombinirajo, da se zagotovi dimenzijska natančnost in stabilnost električnih srebrnih kontaktnih točk.

 

Sodobna proizvodnja električnih kontaktov po meri vedno bolj poudarja avtomatizacijo, enotnost materiala in doslednost serij, da bi zadovoljili razvojne potrebe novih energetskih vozil, industrijske avtomatizacije, inteligentne distribucije električne energije in novih energetskih sistemov.

 

Tipična področja uporabe materialov iz srebrovih zlitin

 

Trenutno se kontaktni materiali-na osnovi srebra široko uporabljajo v:

Nizko{0}}napetostni odklopniki;

AC kontaktorji;

Industrijski releji;

Avtomobilski elektronski sistemi;

Novi sistemi za nadzor energije;

Oprema za distribucijo električne energije;

Avtomatski nadzorni sistemi;

Inteligentni stikalni sistemi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trdni kontakti iz čistega srebra se običajno uporabljajo v nizko-tokovnih, natančno prevodnih okoljih, medtem ko se materiali iz kompozitnih srebrovih zlitin pogosteje uporabljajo v visoko-obremenjenih okoljih.

 

Ker se industrijska oprema razvija v smeri vse večje zanesljivosti, se zahteve glede učinkovitosti materiala zaSrebrni kontakti za relejein Srebrni kontakti za stikala nenehno naraščajo. Tehnologija srebrovih zlitin bo še naprej imela pomemben položaj v prihodnji električni industriji.