Progress in Fabrication Technology of Silver-Based Contact Materials with Particular Account of the Ag-Re and Ag-SnO2Bi2O3 Composites

• Autorzy: Księżarek S. , Woch M. , Kołacz D. , Kamińska M. , Borkowski P. , Walczuk E.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0083

Warianty tytułu

PL

Postęp w technologii wytwarzania materiałów stykowych na bazie srebra ze szczególnym uwzględnieniem kompozytów Ag-Re i Ag-SnO2Bi2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper outlines technologies currently used for the production of the Ag-Re10 and Ag-SnO₂Bi₂O₃ contact materials in a form of wires and solid and bimetallic rivets. Their characteristic parameters, including physical and mechanical properties and microstructure, are given. It has been found that the level of these parameters, particularly electrical properties (resistance to electric arc erosion), is unsatisfactory considering the present requirements, which applies mainly to the new Ag-Re10 [wt%] alloy, so far not fully technologically mastered. Therefore, under this work a new method for the production of this type of materials has been designed and the related research works were undertaken. The new-generation contact materials in a form of nanostructured composites will be characterised by similar chemical compositions as those specified above but with increased functional properties, including enhanced resistance to arc erosion. In this paper preliminary results of the examination of structure and properties of semi-products obtained by new technology based on powder metallurgy techniques are presented. Conditions for pressure consolidation and plastic consolidation applied for material processing into wires and rivets (solid and bimetallic) have been determined.

PL

W referacie przedstawiono stosowany aktualnie zarys technologii wytwarzania materiałów stykowych Ag-Re 10 i Ag-SnO₂Bi₂O₃ w postaci drutów oraz nitów litych i bimetalowych i jednocześnie podano ich charakterystyczne parametry obejmujące właściwości fizyko-mechaniczne i mikrostrukturę. Stwierdzono, że poziom uzyskiwanych właściwości-szczególnie elektrycznych (odporność na| erozję łuku elektrycznego) jest niezadawalający w świetle aktualnych wymagań, co dotyczy głów- nie nowego jeszcze nie w pełni opanowanego technologicznie materiału Ag-Re 10%wag. Zaprojektowano wiec nowy sposób wytwarzania tego typu materiałów i podjęto prace badawczo rozwojowe w tym zakresie. Ich celem jest opracowanie sposobu wytwarzania nowej generacji materiałów stykowych w postaci kompozytów o podobnym składzie chemicznym jednakże charakteryzujących się nanostrukturą i znacznie wyższymi parametrami - głównie odpornością na działanie łuku elektrycznego. Przedstawiono wstępne wyniki badań obejmujące syntezę mechaniczną oraz określono warunki konsolidacji odkształceniowej i plastycznej w procesie ich przeróbki na druty i nity lite i bimetalowe, bazując na procesach z obszaru metalurgii proszków.

Słowa kluczowe

EN

electric contacts; nanocomposite; contact materials; electrical properties; tested methods

PL

styki elektryczne; nanokompozyt; materiały stykowe; właściwości elektryczne; erozja łuku

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 2
• Strony: 501--508
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Księżarek S.

• Institute of Non-Ferrous Metals, Sowińskiego 5 Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Woch M.

• Institute of Non-Ferrous Metals, Sowińskiego 5 Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Kołacz D.

• Institute of Non-Ferrous Metals, Sowińskiego 5 Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Kamińska M.

• Institute of Non-Ferrous Metals, Sowińskiego 5 Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Borkowski P.

• Lodz University of Technology, Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

autor

Walczuk E.

• Lodz University of Technology, Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] S. Księżarek et al., Amethod for the production of wires from the metal ceramic material designed for electrical contact, Polish Patent No. 165438 of 20.04.1995.
• [2] S. Księżarek, B. Besztak, Wire used in the production of electric contacts, Wire Journal International - April 2000.
• [3] E. Walczuk, P. Borkowski, S. Księżare k, W. Missol, Z. Rdzawski, K. Durst, Evaluation of Basic Electrical Parameters of Different Chemical Composition And Manufacturing Technology, The 25th International Conference on Electrical Contact and the 56th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, October 2010 Charlston USA, 134-141.
• [4] S. Księżarek, D. Kołacz, M. Woch, M. Czepelak, M. Osadnik, M. Karpiński, K. Marszowski, Ł. Wierzbicki, M. Kamińska, Development of process guideless for the production of new composite material Ag-Re (5, 8 and 10 wt%) for electric contacts, IMN Report 6886/2010. Unpublished.
• [5] M. Woch, S. Księżarek, D. Kołacz, W. Kurylak et al., Development of new composites, Mechanical Alloying and PMtechnologies (development of two groups of composites: Ag Sn O2Bi2O3 and AgZnO-grup Iand Ag based special nanocomposites Ag-RE-grup II) NANOMININGgrant agreement No. 263942, 2010. Unpublished.
• [6] D. Kołacz, S. Księżarek et al., An effect of mechanical alloying and plastic consolidation on microstructure and properties ofacomposite Ag-Re material, IMN Report, No 7002/2011, Unpublished.
• [7] F. Hauner, D. Jeannot, J. Pinard, AgFe and AgFe2O3 Contact Materials for Low Voltage Switchear, 19th International Conference on Electric Contact Phenomena, 14-17 Septemberg, 1998 Nuremberg Germany.
• [8] M. Czepelak et al., R&D Project POIG.01.03.01-00-086/09 Advanced technologies for the production of functional materials for energy conducting, converting and storing, Subtask I.2.1 - Development of the production guidelines of silver-based contact materials containing 5% and 10% addition of rhenium in order to enhance performance of contact tips, IMN Report, 2011, unpublished.
• [9] P. Borkowski, D. Boczkowski, T. Wysocki, Computer-controlled system for testing contacts on switching high current. Measurement 40, 3, 294-299 (2007).
• [10] K. Frydman, D. Wojcik-Grzybek, P. Borkowski, The influence of the microstructure on the electrical properties of Ag-C, Ag-WCand Ag-W-Ccontent materials. Archives of Metallurgy and Materials 4, 58 (2013).