RU83659U1 - Разборное электрическое контактное соединение - Google Patents
Разборное электрическое контактное соединение Download PDFInfo
- Publication number
- RU83659U1 RU83659U1 RU2009100909/22U RU2009100909U RU83659U1 RU 83659 U1 RU83659 U1 RU 83659U1 RU 2009100909/22 U RU2009100909/22 U RU 2009100909/22U RU 2009100909 U RU2009100909 U RU 2009100909U RU 83659 U1 RU83659 U1 RU 83659U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- electrical
- alloys
- gallium
- alloy
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в электротехническом оборудовании, применяемом на всех действующих объектах промышленности. Разборное электрическое контактное соединение включает контакт-детали, токопередающие поверхности которых содержат покрытие, выполненное из сплава на основе галлия следующего состава: Галлий - 64÷99,9999, индий - 0,001÷35, олово - 0,001÷28, серебро - 0,001÷7,5, кадмий - 0,001÷5, цинк - 0,001÷25, медь - 0,0001÷10, алюминий - 0,0001÷12. Контакт-детали могут быть выполнены предпочтительно из меди и ее сплавов, стали и ее сплавов, кобальта, серебра, олова, свинца, алюминия марок А0÷АД31Т и его сплавов. Толщина покрытия 0,1-0,5 мм. Технический результат заключается в создании надежного в эксплуатации разборного электрического соединения, за счет обеспечения стабильности величины переходного электрического сопротивления в процессе длительной эксплуатации и увеличения эффективной площади контактирования.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в электротехническом оборудовании, применяемом на всех действующих объектах промышленности.
Одним из основных элементов электротехнического оборудования являются разборные электрические контактные соединения (РЭКС).
Существующие разработки в данной области направлены на увеличение надежности разборных электрических контактных соединений, что, в свою очередь, повышает надежность всей электроустановки в целом. При этом повышается качество потребления и передачи электроэнергии. Указанные задачи решаются путем снижения и стабилизации переходного электрического сопротивления, а также путем увеличения эффективной площади контактирования существующего РЭКС.
В практике применяются различные способы снижения переходного электрического сопротивления разборных электрических контактных соединений, одним из которых является применение специальных покрытий на токопередающие поверхности контакт-деталей.
Известны разборные электрические контактные соединения, у которых токопередающие поверхности контакт-деталей покрыты сплавом на основе олова или серебра или никеля и т.д., но технология нанесения является дорогостоящей и применима только в условиях стационарного производства.
Известны разборные электрические контактные соединения [RU №2301847, оп. 27.06.2007], контактные поверхности которых выполнены из галлия с толщиной покрытия не более 0,1 мм.
Нанесение сплава на контактную поверхность толщиной 0,1 мм не позволяет сформировать слой, способный улучшить и увеличить эффективную площадь контактирования, так как практически слой
толщиной в 0,1 мм полностью диффундирует в контактную поверхность на глубину 15 мк и не позволяет сформировать на контактной поверхности насыщенный слой сплава, что не позволяет получить увеличения эффективной площади контактирования при сборке контактного соединения.
Жесткая механическая обработка контактных поверхностей с образованием стружки нарушает контактную поверхность (появление глубоких царапин и неровностей), что уменьшает точность соединения контактных поверхностей, и, следовательно, эффективную площадь контактирования.
Согласно ГОСТ 1431-79, при соединении двух контакт-деталей образуется условная площадь контактирования, которая определяется частью рабочей поверхности, по которой происходит соприкосновение контакт-деталей с образованием эффективной площади контактирования, по которой электрический ток переходит из одной контакт-детали в другую. При этом эффективная площадь контактирования является лишь частью условной площади контактирования.
Несоответствие между эффективной площадью контактирования и условной площадью контактирования в РЭКС является результатом неполного соприкосновение контактных поверхностей контакт-деталей.
Эффективная площадь контактирования работает в режиме повышенной нагрузки при токопередаче, т.к. она меньше условной площади контактирования. Нарастание переходного электрического сопротивления в результате окислительных процессов на контактной поверхности и повышенная нагрузка при токопередаче приводят к нестабильности режимов электропотребителей, превышению температурных режимов электроустановки в целом и потерям электроэнергии.
Кроме того, сплав с указанным составом компонентов ограничивает возможность регулирования свойств сплава, таких как механическая твердость, коррозионная стойкость, удельная электропроводность.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является разборное контактное соединительное устройство, в котором снижение переходного электрического сопротивления достигается путем нанесения покрытия на токопередающие поверхности контакт-деталей, а именно нанесение сплава галлия с толщиной покрытия не менее 15 мк, которое препятствует образованию на поверхности контакт-деталей оксидных и сульфидных пленок, имеющих высокое удельное электрическое сопротивление (патент RU на полезную модель №8530, oп. 16.11.1998 г.).
Данное техническое решение направлено на снижение и стабилизацию переходного электрического сопротивления, но не решает вопрос увеличения эффективной площади контактирования.
Кроме того, малое процентное содержание галлия в сплаве дает увеличение удельного электрического сопротивления слоя, сформированного этим сплавом, что увеличивает переходное электрическое сопротивление соединения в целом и снижает надежность контактного соединения и ухудшает его эксплуатационные параметры.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание надежного, эффективного в эксплуатации разборного электрического соединения.
Поставленная задача решается тем, что в разборном электрическом контактном соединении, включающем контакт-детали, токопередающие поверхности которых содержат покрытие, выполненное из сплава на основе галлия, согласно полезной модели, покрытие выполнено из сплава следующего состава:
Галлий - 64÷99,9999
Индий - 0,001÷35
Олово - 0,001÷28
Серебро - 0,001÷7,5
Кадмий - 0,001÷5
Цинк - 0,001÷5
Медь - 0,0001÷10
Алюминий - 0,0001÷12.
При этом покрытие выполнено толщиной 0,1-0,5 мм.
Контакт-детали могут быть выполнены из меди и ее сплавов, стали и ее сплавов, кобальта, серебра, олова, свинца, алюминия марок А0÷АД31Т и его сплавов.
На чертеже представлено разборное контактное электрическое соединение, содержащее контакт-детали 1, 2, токопередающие поверхности которых содержат покрытие, содержащее насыщенный слой 3 сплава и слои 4, 5, диффундированные, соответственно, в контакт-детали 1 и 2. Покрытие выполнено из сплава на основе галлия следующего состава:
галлий - 64÷99,9999, индий - 0,001÷35, олово - 0,001÷28, серебро - 0,001÷7,5, кадмий - 0,001÷5, цинк - 0,001÷25, медь - 0,0001÷10, алюминий - 0,0001÷12.
Покрытие выполнено толщиной 0,1-0,5 мм. Благодаря нанесению слоя толщиной свыше 0,1 мм в заявляемом техническом решении получают слой диффундированный в контактную поверхность до 20 мк и насыщенный слой сплава на самой контактной поверхности, с помощью которого при сборке контактного соединения можно увеличить эффективную площадь контактирования.
Контакт-детали могут быть выполнены из меди и ее сплавов, стали и ее сплавов, кобальта, серебра, олова, свинца, алюминия, предпочтительно, марок А0÷АД31Т и его сплавов и могут быть соединены между собой крепежным элементом 6, например, болтовым соединением.
В качестве контактных пар возможно использовать следующие типы контактных поверхностей: медь-медь, медь-алюминий, алюминий-алюминий.
Покрытие представляет новый интерметаллический слой, сформированный галлиевым сплавом и материалом контактной поверхности. Краевой угол смачивания жидкого галлиевого сплава
составляет 65-91,0° при прочности сцепления с контактной поверхностью 27-29 МПа при толщине слоя жидкого галлиевого сплава 0,1-0,5 мм. Данная толщина насыщенного жидкого слоя галлиевого сплава обеспечивает выравнивание контактной поверхности и увеличивает эффективную площадь контактирования РЭКС, а учитывая свойства галлиевых сплавов, минимизирует и стабилизирует электрическое переходное сопротивление в контакте.
Широкий диапазон жидкого состояния галлиевого сплава позволяет создать стабильность контактной площади при внешних механических и тепловых воздействиях на конструкцию РЭКС при эксплуатации.
Применение толщины покрытия контактной поверхности менее 0,1 мм снижает качество покрытия и соответственно надежность соединения, за счет повышения переходного удельного электрического сопротивления.
Применение толщины покрытия контактной поверхности более 0,5 мм технически и экономически нецелесообразно, так как это приводит к удорожанию конструкции и не улучшает технические характеристики.
В качестве примера изготовления электрического контактного соединения выбраны контактные поверхности деталей алюминий-алюминий.
Хлопчатобумажным тампоном, смоченным в первый раствор флюса (15% раствор щелочи), протирают контактную поверхность для удаления загрязнения и окисной пленки. После полной очистки поверхности ее протирают тампоном, смоченным в раствор для нейтрализации (8% раствор уксусной кислоты), и вытирают насухо. Мягкой щеткой из нержавеющей стали для шлифования металлической поверхности шлифовальной машинкой зачищают контактную поверхность, после зачистки удаляют остатки металлической пыли - результат шлифования. Феном или инфракрасным источником тепла нагревают контактную поверхность до температуры 25°С (контроль температуры осуществляют любым прибором с точностью измерения ±0,5°С). Тампоном, смоченным во втором растворе
флюса (6% раствор щелочи), смачивают КП и сразу наносят слой галлиевого сплава толщиной 0,3 мм. Слой сплава на КП должен иметь насыщенный (увлажненный) вид блестящего (зеркального) цвета. Контактные поверхности соединяют, болты затягивают с усилием согласно техническим условиям. Остатки галлиевого сплава, выдавленные с контактной поверхности, удаляют тампоном. Собранное контактное соединение обрабатывают тампоном, смоченным в растворе для нейтрализации флюса (8% раствор уксусной кислоты), и протирают насухо.
Состав сплава для указанных температурных режимов:
галлий - 80%, индий - 10%, олово - 5%, серебро - 0,5%, кадмий - 1,5%, цинк - 3%, медь - 0, 0001%, алюминий - 0,0001%.
Температура плавления сплава- 17,5 °С.
Толщина слоя полученного покрытия - 0.3 мм.
Преимущества заявленного разборного электрического контактного соединения по сравнению с известным заключаются в следующем:
- уменьшение электрического переходного сопротивления нанесенного слоя сплава, за счет увеличения процентного содержания галлия в сплаве,
- увеличение эффективной площади контактирования, за счет формирования на поверхности контакт-детали насыщенного слоя сплава, который увеличивает нагрузочную способность РЭКС при передаче электрической энергии на 5-15% без изменения конструкции контактного соединения,
- качество и параметры не меняются в течение срока эксплуатации.
Claims (3)
1. Разборное электрическое контактное соединение, включающее контакт-детали, токопередающие поверхности которых содержат покрытие, выполненное из сплава на основе галлия, отличающееся тем, что покрытие выполнено из сплава следующего состава: галлий - 64÷99,9999, индий - 0,001÷35, олово - 0,001÷28, серебро - 0,001÷7,5, кадмий - 0,001÷5, цинк - 0,001÷25, медь - 0,0001÷10, алюминий - 0,0001÷12.
2. Разборное электрическое контактное соединение, отличающееся тем, что покрытие выполнено толщиной 0,1-0,5 мм.
3. Разборное электрическое контактное соединение, отличающееся тем, что контакт-детали могут быть выполнены из меди и ее сплавов, стали и ее сплавов, кобальта, серебра, олова, свинца, алюминия марок А0÷АД31Т и его сплавов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100909/22U RU83659U1 (ru) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Разборное электрическое контактное соединение |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100909/22U RU83659U1 (ru) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Разборное электрическое контактное соединение |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU83659U1 true RU83659U1 (ru) | 2009-06-10 |
Family
ID=41025205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009100909/22U RU83659U1 (ru) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | Разборное электрическое контактное соединение |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU83659U1 (ru) |
-
2008
- 2008-12-30 RU RU2009100909/22U patent/RU83659U1/ru active IP Right Revival
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101932310B1 (ko) | 전자 부품용 금속 재료 및 그 제조 방법 | |
| TWI465333B (zh) | Electronic material for electronic parts and method for manufacturing the same, use of its connector terminals, connectors and electronic parts | |
| CN101596632B (zh) | 一种空气气氛中铝材和铜材的钎焊方法 | |
| JP2011042860A (ja) | アルミニウム製導電部材との接続に用いられる接続部品用錫めっき付銅又は銅合金材料 | |
| CN109891005A (zh) | 用于电气或电子部件和汽车部件的铜合金的镀锡方法以及由其制造的铜合金的镀锡材料 | |
| JP2023515892A (ja) | 銅アルミ複合電気エネルギー伝送システム及びその加工方法 | |
| RU83659U1 (ru) | Разборное электрическое контактное соединение | |
| KR20150065795A (ko) | 전자 부품용 금속 재료 및 그 제조 방법 | |
| RU2516189C2 (ru) | Способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности разборных контактных соединений | |
| CN1146484C (zh) | 金属件的连接结构及连接方法 | |
| CN103122937B (zh) | 一种轴瓦及其合金层喷涂MoS2工艺 | |
| CN108988185A (zh) | 一种延长电气接头检修周期的方法 | |
| WO2010077183A1 (ru) | Разборное электрическое контактное соединение и способ его обработки | |
| FR2956123A1 (fr) | Procede de protection d'un substrat metallique contre la corrosion et l'abrasion, et substrat metallique obtenu par ce procede. | |
| RU2301847C1 (ru) | Способ нанесения металлического покрытия на токопередающие поверхности разборных контактных соединений | |
| CN109687252A (zh) | 一种采用低熔点液态金属的铜-铜电连接的连接方法 | |
| CN1158400C (zh) | 用热浸镀工艺制备可焊性锡基合金镀层的方法 | |
| De Rose et al. | Solder joint analysis on coated aluminum for silicon solar cell interconnection | |
| JP7307425B2 (ja) | 電気防食方法 | |
| JP2847096B2 (ja) | オイルボルトとアイジョイントの接続構造 | |
| CN112226794B (zh) | 一种电气设备接头接触面的修复方法 | |
| CN112615170A (zh) | 一种电气一次设备接头及其发热处理方法 | |
| CN113814656A (zh) | 一种管状碳材料和金属的钎焊方法 | |
| Tanimoto et al. | Pb-free plating for electronic components | |
| US20040241403A1 (en) | Composite material for producing an electric contact surface, in addition a method for creating a lubricated, corrosion-free electric contact surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20101231 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120427 |