1-7. ЭКОНОМИЯ ДЕФИЦИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Важной задачей является экономия металлов и в особенности серебра и меди, которые в большом количестве применяются при производстве аппаратов низкого напряжения и комплектных устройств.
Экономия металлов для производства деталей, не служащих для проведения электрического тока и магнитного потока, достигается применением пластмасс. Ранее в аппаратах пластмассы применялись исключительно как изоляционный материал. Теперь в связи с расширением их производства и разработкой новых марок, обладающих высокой механической прочностью и текучестью (например, АГ-4) целесообразно конструктивные детали делать не из металла, а из пластмассы, при этом изделия обычно получаются дешевле и меньших габаритов. Некоторые пластмассы (особенно фенольные с органическим наполнителем) в паре с металлом работают на истирание гораздо лучше, чем пара металл—металл. Прочными обычно являются пластмассы с волокнистым наполнителем.
Экономия серебра, употребляемого для контактов, может быть достигнута главным образом применением биметалла с тонким серебряным слоем, изготовляемого по металлургической либо металлокерамической технологии. Экономия получается вследствие того, что в настоящее время толщина слоя контакта часто выбирается (исходя из технологии закрепления его) большей, чем требуется для покрытия износа контакта. Второй слой биметалла может быть сделан из такого материала, который обеспечивает надежную приварку к контактодержателю. Такое соединение значительно прочнее пайки, приварки серебра или приклепки его. Для экономии серебра его не следует применять для контактов, отключающих большие токи, где лучше применить металлокерамику (гл. 3). Однако для контактов, длительно проводящих ток, а также отключающих малые токи, нет другого менее дефицитного или более дешевого заменителя, который обладал бы такими высокими качествами, как серебро.
Экономия меди имеет особенно большое значение для всех стран мира, так как электропромышленность растет быстро, а запасы медной руды истощаются и мировое производство меди недостаточно [ Л. 1-9]. При малых токах, например в цепях управления, с успехом вместо медных и латунных токоведущих деталей можно применять цинкованные или лучше кадмированные, стальные детали.
При больших токах одним из наиболее приемлемых заменителей меди для деталей, не подвергающихся действию дуги, является алюминий, так как его электропроводность выше, чем у всех других металлов (не считая меди и серебра). Однако детали, подвергающиеся действию дуги, делать из алюминия нельзя. Недостатками алюминия по сравнению с медью являются: меньшая прочность (временное сопротивление и предел упругости), меньшая твердость и значительно большая скорость образования пленки окиси, сопротивление которой значительно больше, чем у пленки окиси меди. Вследствие этого алюминиевые шины будут деформироваться при меньших токах короткого замыкания, чем модные. Однако главным осложнением при применении алюминия является нарушение переходного контакта из-за выдавливания алюминия, ослабления нажатия и образования плохо проводящей пленки окиси.
Несмотря на вышеуказанные недостатки алюминия, его с успехом можно применять для токоведущих частей вместо меди. При этом для получения удовлетворительного контакта надо защищать поверхность от коррозии гальванопокрытием или смазкой и обеспечивать стабильность нажатия (§ 3-9).
Перспективным является также применение тонких медных накладок, приваренных холодным способом (высоким давлением) к контактирующей поверхности, а также применение биметалла алюминий—медь. Наиболее простым и радикальным решением вопроса замены меди, по-видимому, является изготовление деталей из сплава алюминия с небольшими количествами магния и кремния.
Удельная электропроводность такого сплава только на 10% меньше электропроводности алюминия, а механические свойства находятся на уровне меди. Этот материал изготовляется в США [ Л. 1-9] и применяется вместо меди. Его испытания дали очень хорошие результаты (§ 3-9).
Возможно также заменять медный провод, применяемый для изготовления многослойных катушек, на алюминиевую фольгу [ Л. 1-10] или круглый алюминиевый провод. Изоляцией в этом случае может служить пленка окиси, покрытая лаком.
