Раздел 6. Энергетика
6.9 Порошковые электротехнические материалы на основе меди, никеля и вольфрама
Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо
ГНУ «Институт порошковой металлургии НАН Беларуси»
220005, г. Минск, ул. Платонова, 41
Аннотация проекта
Проведена разработка порошковых материалов на основе меди, никеля и вольфрама для применения в качестве электроконтактов для замыкания и размыкания электроцепей в сильноточных коммутирующих аппаратах и приборах (троллейбусы, метро, электропоезда, электрокары, краны, трансформаторные и выпрямительные устройства, прерыватели электрооборудования для автомототехники, распределители напряжения, магнетозажигатели, электроды-токоподводы для контактной сварки и т.п.). Технологические процессы производства электроконтактов различной формы и назначения освоены на опытном производстве Института порошковой металлургии НАН Беларуси, что позволяет избежать импорта дорогостоящих контактов.
Описание проекта
Современные машины, потребляющие электроэнергию, например, электротранспорт, трансформаторы распределительных сетей и др., снабжены устройствами с разрывными электроконтактами. Отличительной особенностью условий, в которых работают контактные пары этих устройств является большая частота срабатывания контактов, большая мощность коммутируемого тока и значительные ударные нагрузки. Поэтому материалом для изготовления контактов этого класса является серебро или сплавы и псевдосплавы на его основе. В связи с тем, что серебро является драгоценным, дорогостоящим металлом и на территории Республики Беларусь не добывается, возникла проблема дефицита электрических контактов данного типа. Проведенные Институтом порошковой металлургии НАН Беларуси исследования показали, что электрические контакты, изготавливаемые из серебра, могут быть заменены на контакты, полученные из композиционных материалов на основе меди, тугоплавких металлов, таких как вольфрам, молибден с добавками легирующих элементов, редкоземельных металлов, имеющих низкую работу выхода электронов. Разработка и изготовление таких контактов позволяет заменить серебросодержащие контакты, снять их дефицит в промышленности и избежать возможных закупок за рубежом, а также снизить их стоимость. Накопленный к настоящему времени опыт показал, что разработанные порошковые медно-вольфрамовые композиционные материалы для электрических контактов могут найти широкое применение на электротранспорте, в промышленности для замыкания и размыкания цепей, где большая частота срабатывания, значительные ударные нагрузки на контакты, большая мощность коммутируемого тока. Кроме того, разработанные порошковые материалы электроконтактов на основе меди и вольфрама с различными добавками и технология их изготовления позволяют экономить серебро и снизить стоимость электрических контактов. Ориентировочно стоимость контактов может быть снижена на 20-30 % по сравнению с закупаемыми по импорту. Современная автомототехника оборудуется различным электрооборудованием, снабженным электроконтактными прерывателями, так, например, сиренами, магнето-зажигателями, регуляторами напряжений и т.п. Отличительной особенностью работы этих приборов является длинная цепочка коммутационных операций при повышенных напряжениях и токах, при этом в качестве электропрерывателя используется контакт из чистого вольфрама. Технология получения контактов из чистого вольфрама предусматривает операции термической обработки при 3000-3200°C, ротационной ковки и горячей экструзии или прокатки, для реализации которых необходимо применять сложное и дорогостоящее оборудование. Проведенные в Институте порошковой металлургии НАН Беларуси исследования показали, что вольфрамовые контакты могут быть заменены на контакты, получаемые методами порошковой металлургии из композиционных материалов на основе вольфрама, легированного добавками меди, никеля и других элементов. Эти добавки могут позволить активировать процесс спекания и получить недорогие высокоплотные композиционные контакты, не уступающие по свойствам чисто вольфрамовым. Накопленный к настоящему времени опыт показал, что разработанный порошковый композиционный материал на основе вольфрама для электрических контактов прерывателей может найти широкое применение на автомобилях, мотоциклах, дизель и электропоездах, в промышленности для замыкания и размыкания цепей с большой частотой срабатывания, высоких напряжениях и значительных ударных нагрузках на контакты.
Тип технологии
Технические и экономические преимущества
Назначение: коммутирование больших электрических токов в различных устройствах и механизмах.
Область применения: различные типы контактов для электрокоммутационных аппаратов, в частности, высоковольтные выключатели, дугогасительные контакты, главные контакты, высоковольтные вакуумные выключатели, переключатели ступеней обмоток мощных трансформаторов, разъединители, отделители, низковольтные тяжело- и средненагруженные рубильники, переключатели, контакторы, пускатели, контроллеры и т.д
Преимущества перед аналогами: высокая надежность работы и длительный срок эксплуатации без ремонтов и замены; возможность регенерации контактов.
Инновационные аспекты предложения
Обеспечивают возможность замены серебросодержащих электроконтактов на более дешевые и менее дефицитные медновольфрамовые материалы.
Материалы электроконтактов защищены двумя патентами Республики Беларусь.
Где была представлена технология
9, 10, 11-ая международные специализированные выставки «Порошковая металлургия – 2003, 2005, 2007 гг.».
Ключевые слова
Электроконтакт, коммутация, ток, напряжение, медь, вольфрам, никель.
Текущая стадия развития
Статус прав интеллектуальной собственности
Область применения технологии
Энергетика.
Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC
Предпочитаемые регионы
Практический опыт
Разработанные порошковые материалы и технологии изготовления электроконтактов прошли успешную апробацию:
Влияние на окружающую среду
Не оказывает.
Предлагаемые формы сотрудничества
Условия и ограничения при передаче технологии
Нет.
Поддержка, предоставляемая при передаче технологии