По конструктивно-технологическим признакам у аппаратов управления и защиты находит применение широкая номенклатура исполнений контактов, в том числе: поверхностные, рычажные (линейные), роликовые, мостиковые, врубные (клиновые), пакетно-пластинчатые (щеточные), пружинящие и др. Токопроводы изготовляются изолированными и голыми, жесткими и гибкими.
Контакты изготовляют из профильного пруткового материала холодного проката и волочения, из полосового, ленточного и листового материала, литыми, в том числе по выплавляемым моделям, плакированными, металлокерамическими и т. д.
Контакты из пруткового материала изготовляют методами обработки на металлорежущих станках с последующим нанесением антикоррозионного токопроводящего покрытия (гальваническое лужение и серебрение); из полосового, ленточного и листового материала — методами холодной штамповки.
Изготовление маломощных контактов холодной высадкой производят из пруткового серебра на горизонтально-ковочных машинах или в штампах с револьверной подачей. Особенность этого способа заключается в практически безотходном изготовлении деталей при производительности, в десятки раз превышающей изготовление тех же изделий па металлорежущих станках. Контактная твердость материала при холодной высадке повышается на 20—25%, увеличивая тем самым механическую износоустойчивость контактов.
Способ изготовления контактов горячей штамповкой рассмотрен в § 3-2.
При исполнении рычажных контактов контакторов, работающих в продолжительном режиме, применяют серебряные напайки, а при мостиковой системе контактов — металлокерамические напайки на серебряной основе.
Пайку пластин у контактов производят либо на точечно-сварочных машинах методом сопротивления, либо индукционным способом на установке ТВЧ. Серебряные напайки могут быть получены высадкой или штамповкой из проволоки. Более рациональным является метод полуавтоматической приварки и обжимки на роторном полуавтомате непосредственно из серебряной проволоки диаметром 2,5—2,7 мм с производительностью 40 шт./мин и более. Технологический процесс выглядит следующим образом (рис. 3-30).
На позиции 1 происходит загрузка мостика контакта 1. На позиции II пруток серебра приваривается встык к мостику контакта и отрезается в нужный размер ножами 3 после приварки. На позиции III специальным пуансоном 4 приваренный кусок серебра оформляется до нужной конфигурации методом пластической деформации. В результате получаемого наклепа твердость и износостойкость контакта повышается, в отличие от обычных методов, когда после пайки или сварки в результате нагрева твердость и износостойкость высаженных контактов снижается. На позиции IV происходит съем контакта.
Медное литье токоведущих деталей потребовало освоения практически беспористого литья и регламентированного значения удельного электрического сопротивления, не выходящего за пределы 2,17 · 10-8 Ом · м при температуре 20° С.
Ниже приводится перечень операций технологического процесса изготовления электрических контактов методом точного литья по выплавляемым моделям:
подготовка оболочковых твердых материалов и связующих растворов;
подготовка модельного состава;
изготовление выплавляемых моделей деталей, прибылей, литников;
сборка модельных комплектов;
нанесение слоев огнеупорного покрытия на основе АРК-2 с промежуточными сушками;
выплавление модельного состава;
нанесение последнего слоя огнеупорного покрытия на основе жидкого стекла;
прокаливание оболочек; заформовывание оболочек в опоки;
приготовление боромагниевого шлакообразующего материала;
прокаливание и измельчение древесного угля; плавка металла, заливка форм; охлаждение, выбивка;
отделение литников и прибылей от отливок; очистка отливок; контроль качества отливок.
Связующим служит раствор АРК-2, состоящий из смеси трех объемов АРК-1, являющейся ацетоновым раствором кремниевой кислоты, в гидролизованном растворе этилсиликата. Огнеупорная обмазка приготовляется на основе смеси АРК-2 с серной кислотой 5%-ной концентрации. Наполнителем служит искусственный пылевидный кварц, непрокаленный; соотношение масс 30% АРК-2 и 70% кварца.
Модельный состав применяется марки ПС 50—50, состоит из 50% парафина с температурой плавления 50—52° С и объемной усадкой У=14-:-5% и 50% стеарина 58°С и У = 8-:-12%.
Нанесение слоев огнеупорного покрытия.
Огнеупорные оболочки-формы для медных отливок изготовляют четырехслойными. Три первых слоя наносятся на основе связующего раствора АРК-2. Нанесение слоев огнеупорного покрытия состоит в погружении модельных блоков в огнеупорную обмазку с последующим перенесением их для напыления кварцевого слоя в бак с псевдокипящим слоем кварца.
После напыления очередного слоя кварца модельные блоки подвергают воздушной сушке в камерах с приточно-вытяжной вентиляцией. Третий слой покрытия на основе раствора АРК-2 подвергают вначале воздушной сушке в течение 30 мин, затем сушке в парах аммиака в течение 60 мин при герметично закрытых дверцах и, наконец, сушке при вытяжной вентиляции в течение 30 мин.
Выплавление модельного состава из блоков производят в ванне с горячей водой, подогреваемой паром, при температуре 85—90° С путем их полного погружения на перфорированных поддонах в воду открытой частью вверх. После извлечения из ванны оболочки подвергаются двукратному прополаскиванию в чистой горячей воде и последующей сушке.
Последний слой наносится огнеупорной обмазкой на основе жидкого стекла с 68% пылевидного непрокаленного кварца. Нанесение кварцевого слоя грубого помола производят вручную с последующей воздушной сушкой в течение 12 ч.
Для выжигания неудаленного модельного состава и других горючих примесей и повышения газопроницаемости формы подвергают прокаливанию при температуре 850—900° С в камерной печи с электронагревом. Формование оболочек в опоки производят сухим наполнителем — песком — без связующего с виброуплотнением. Перед этой операцией литниковые отверстия у оболочек надежно закрываются одним слоем оберточной бумаги.
Плавка металла, заливка форм.
Плавку шихты контактной меди марок М0 и Ml производят под слоем прокаленного древесного угля в огнеупорных тиглях в индукционных бессердечниковых печах емкостью до 150 кг, питаемых от ламповых высокочастотных генераторов типа МГП-102А мощностью до 100 кВт.
При появлении первых порций жидкого металла поверхность его засыпают измельченным боромагниевым шлакообразующим материалом с дозировкой 0,5 кг на 50 кг расплава меди. При расплавлении всей шихты металл перемешивают графитовым стержнем.
Нагретый до температуры 1180° С металл перед разливкой раскисляют присадкой фосфористой меди с содержанием фосфора 0,015%. Поверхность металла в разливочном ковше обязательно должна иметь угольно-шлаковый покров. Заливку производят через стопорное устройство в днище ковша до полного заполнения прибылей.
Контроль химического состава металла каждой плавки производится в спектральной лаборатории, а значение электрического удельного сопротивления проверяют в электроизмерительной лаборатории.
Выбитые остывшие отливки очищают от оболочек легкими ударами деревянного молотка, после чего они направляются па дробеструйную очистку. Прибыли обрезают на ленточной пиле.
Технология изготовления литых контактов с естественным воздушным охлаждением и с водяным охлаждением одинакова. При водяном охлаждении предусматривается встройка водоохлаждающих трубок в рабочие полости пресс-форм для модельного состава с обеспечением фиксирования консолей трубок, предотвращающего возможное их смещение при заполнении пресс-формы модельным составом и последующих операциях.
Водоохлаждающие трубки применяют тонкостенные, диаметром 10 мм из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т с температурой плавления не ниже 1200° С, благодаря чему в процессе заливки форм медью стальные трубки не претерпевают опасных термических и механических деформаций.
Гибка водоохлаждающих трубок из нержавеющей стали производится на специальных приспособлениях в холодном состоянии. Участки материала трубок, подвергающиеся наиболее интенсивной деформации, отжигаются.
Конфигурация заготовок водоохлаждающих трубок проверяется по объемному шаблону. Проходимость внутреннего канала трубок проверяется стальными шариками заданных диаметров, которые вкатываются в трубки с одного конца и должны беспрепятственно пройти по проверяемым трубкам до выхода на другом конце. Проверяют проходимость капала трубок и гидродинамическим способом: при определенном расходе воды замеряют падение напора вдоль контролируемого канала трубки и путем сличения с данными, замеренными на эталонной трубке.
