Використання: приладобудування при виробництві контактних вузлів для комутації малопотужні електричних сигналів, в тому числі прецизійних змінних резисторів. Суть винаходу: спосіб включає виготовлення обох елементів контактної пари з одного і того ж сплаву на основі благородних металів, попередню механічну обробку до формування чистоти поверхні елементів не нижче 7 класу шорсткості, термообробку при температурі переходу сплаву в упорядкований стан і регулювання контактного натискання під величини механічних напруг в зоні контактування, що не перевищує межу пружності сплаву. Причому в якості сплаву використовують бінарні або багатокомпонентні сплави, що містять бінарну впорядковує матрицю, легированную компонентами, що впливають на температуру перекладу сплаву в упорядкований стан і / або компонентами з обмеженою розчинністю в одному або обох компонентах матриці, а термообробку ведуть в діапазоні температур, при якому в сплаві одночасно йдуть впорядкування і розпад пересиченого твердого розчину. Технічний результат: підвищення зносостійкості і надійності контактування. 1 з. п. ф-ли, 1 табл.
ОПИС ВИНАХОДИ До патентів
Винахід відноситься до галузі приладобудування і може бути використано при виробництві слабкострумових ковзних контактних вузлів для комутації малопотужних електричних сигналів, в тому числі прецизійних змінних резисторів.
Відомий спосіб виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів, що включає виготовлення щітки і контртіла з різних сплавів на основі благородних металів, причому щітку виконують з термічно обробленого сплаву, а контртіло виготовляють методом порошкової металургії з м'якого матеріалу на основі золота і срібла, що має твердість, вдвічі меншу, ніж твердість матеріалу щітки (див. авт.свід. СРСР N 394906 МКІ Н О1 Н 1/02, оп. 30.10.79 р).
Недоліками відомого способу є:
низька зносостійкість виготовленої контактної пари, обумовлена використанням різних сплавів при виготовленні щітки і контртіла, яка веде в процесі експлуатації до швидкої появи великої кількості продуктів зносу, що викликає різке підвищення коливань перехідного опору (поява електричних шумів) і, отже, знижує надійність контактування і зменшує ресурс роботи контактного вузла;
складність технології, обумовлена використанням методів порошкової металургії.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результату до заявляється винаходу є спосіб виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів, що включає виготовлення обох елементів контактної пари з одного і того ж сплаву на основі благородних металів (наприклад, золото-мідного або золото-мідно-срібного) , попередню механічну обробку (пластичну деформацію) і термообробку при температурі переходу сплаву в упорядкований стан (див. Тези доповідей до Всесоюзному науково-технічний ському наради "Шляхи підвищення якості та надійності електричних контактів", Ленінград, 1978, с. 182-184).
Недоліками відомого способу є:
невисока зносостійкість виготовленої контактної пари, обумовлена величиною контактного натискання, що викликає при експлуатації виникнення в зоні контактування механічної напруги, що перевищують межу пружності сплаву, що призводить до пластичної деформації і подальшого зносу контактів;
недостатня надійність контактування через виникнення в точках дотику елементів контактної пари (з невисоким класом шорсткості поверхні) високого перехідного опору і його коливань (електричних шумів) в процесі зносу при експлуатації.
Завданням цього винаходу є підвищення зносостійкості і надійності контактування слабкострумових ковзних контактів за рахунок запобігання протікання пластичної деформації в зоні контактування в процесі експлуатації.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів, що включає виготовлення обох елементів контактної пари з одного і того ж сплаву на основі благородних металів, попередню механічну обробку і термообробку при температурі переходу сплаву в упорядкований стан, відповідно до винаходу, механічну обробку ведуть до формування чистоти поверхні елементів контактної пари не нижче 9 класу шорсткості і додатково регулюють контактн е натискання до величини механічних напружень в зоні контактування, що не перевищує межу пружності сплаву. Причому в якості сплаву для виготовлення контактної пари використовують бінарні або багатокомпонентні сплави, що містять бінарну впорядковує матрицю, легированную компонентами, що впливають на температуру переходу сплаву в упорядкований стан і / або компонентами з обмеженою розчинністю в одному або в обох компонентах матриці, а термообробку ведуть в діапазоні температур, при якому в сплаві одночасно йдуть впорядкування і / або розпад пересиченого твердого розчину.
Здійснення способу виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів в заявлених умовах забезпечує досягнення наступного технічного результату:
підвищення зносостійкості і надійності контактування контактної пари за рахунок запобігання протікання пластичної деформації в зоні контактування;
підвищення експлуатаційної якості виробів, що виготовляються за рахунок збереження в процесі роботи стабільною в широкому температурному інтервалі структури сплаву.
Заявляються параметри способу необхідні і достатні для досягнення технічного результату.
Аналіз відомих технічних рішень дозволяє зробити висновок про те, що заявляється винахід невідомо з рівня досліджуваної техніки, що свідчить про його відповідність критерію "новизна".
Сутність винаходу для фахівця не слід явно з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "винахідницький рівень".
Можливість виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів в умовах заявляється способу на вітчизняних підприємствах авіаційної промисловості і приладобудування свідчить про відповідність його критерію "промислова придатність".
Заявляється спосіб виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів реалізований в промислових умовах підприємств авіаційної промисловості і приладобудування Укаїни.
Приклад. З сплаву 3лМ-750 (75 мас. Золота, 25 мас. Міді) виготовлялося контактна кільце у вигляді циліндра (зовнішній діаметр 8 мм, висота 1 мм) шляхом точіння на токарному верстаті до 9 класу шорсткості зовнішньої циліндричної (яка контактує) поверхні.
З того ж сплаву волочінням виготовлялася щітка у вигляді відрізка прямої дроту (діаметр 15 мм, довжина 20 мм). Обидва елементи контактної парі (кільце і щітка) піддавалися термообробці на впорядкування по режиму: отжиг при температурі 450 o С протягом однієї години з наступним охолодженням з піччю до кімнатної температури. При цьому в сплаві формувалося упорядкований стан.
Потім з цих елементів здійснювалася збірка контактного вузла:
кільце закріплювалося на осі обертання;
щітка встановлювалася в оправці таким чином, що відстань від точки закріплення до точки контактування становило 10 мм.
Зусилля натискання регулювалося прогином щітки і вимірювалося граммометри до моменту розриву ланцюга. Діапазон зусилля становив 1,0 1,5 o С. У цьому випадку механічні напруги, що виникають в зоні контактування, не перевищували 0,5 межі пружності сплаву.
В умовах прикладу 1 здійснювалося виготовлення та випробування контактної пари зі сплаву ЗлСрПлПдМ (срібло 5,0 мас. Пластина, 6,0 мас. Паладій 4,0 мас. Мідь 31 мас. Золото інше).
Причому в якості матеріалу для виготовлення контактної пари використовувалися ті ж сплави, що і в описаних прикладах, але механічна обробка поверхні елементів контактної пари завершувалася при досягненні 7-8 класу шорсткості, а контактне натискання встановлювали 3-4-го.
Результати випробувань наведені в таблиці.
Як видно з наведених прикладів і даних таблиці, здійснення способу виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів в заявлених умовах порівняно зі способом, взятим за прототип, забезпечує наступний технічний результат і суспільно-корисні переваги:
підвищення зносостійкості елементів контактної пари (час безвідмовної роботи зростає більш, ніж в 3-4 рази);
збільшення надійності контактування (зростання перехідного опору не більше, ніж в 10 випадків від номіналу);
простота технології виготовлення.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб виготовлення контактної пари для слабкострумових ковзних контактів, що включає виготовлення обох елементів контактної пари з одного і того ж сплаву на основі благородних металів, попередню механічну обробку і термообробку при температурі переходу сплаву в упорядкований стан, що відрізняється тим, що механічну обробку ведуть до формування чистоти поверхні елементів контактної пари не нижче 9 класу шорсткості і додатково регулюють контактне натискання до величини механічних напружень в з оне контактування, що не перевищує межу пружності сплаву.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості сплаву для виготовлення елементів контактної пари використовують бінарні або багатокомпонентні сплави, що містять бінарну впорядковує матрицю, легированную компонентами, що впливають на температуру переходу сплаву в упорядкований стан, і / або компонентами з обмеженою розчинністю в одному або обох компонентах матриці, а термообробку ведуть в діапазоні температур, при якому в сплаві одночасно йдуть впорядкування і розпад пересиченого твердого розчину.