Fonaments dels materials d'aliatge de plata i aplicacions de contacte elèctric

Els aliatges de plata són materials d'aliatge funcional basats en plata, que incorporen elements metàl·lics com ara coure, níquel, tungstè, ferro, estany, cadmi i ceri. A causa de l'excel·lent conductivitat elèctrica, conductivitat tèrmica i estabilitat de la plata, els materials basats en plata-s'han utilitzat durant molt de temps en sistemes elèctrics, electrònics, de control elèctric i conductors de precisió. Amb el desenvolupament d'equips industrials cap a freqüències més altes, càrregues més altes i miniaturització, diversos materials de contacte d'aliatge de plata s'actualitzen contínuament cap a una major resistència al desgast, una major resistència a la soldadura i una major fiabilitat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En els aparells elèctrics moderns de baixa tensió-i en els camps de control industrial, els contactes elèctrics de plata s'han convertit en components conductors bàsics en relés, contactors, disjuntors i sistemes de control automatitzats. Es poden optimitzar diferents sistemes d'aliatge de plata per a diferents càrregues actuals, entorns d'arc i requisits de vida mecànica, formant així un ric sistema de classificació de materials.

 

Els materials d'aliatge de plata solen tenir les característiques següents:

Excel·lent conductivitat elèctrica i tèrmica, reduint eficaçment l'augment de la temperatura de contacte;

Bona resistència a la cremada d'arc-apagada, adequada per a entorns amb enceses i apagats freqüents;

Alta resistència a la soldadura, millora l'estabilitat operativa de l'equip;

Bona resistència mecànica i resistència al desgast;

 

Adequat per a diversos processos de fabricació com ara la metal·lúrgia de pols, la fosa i el treball en fred.

Actualment, els materials comuns de contacte elèctric basats en plata-inclouen principalment sistemes com ara plata-níquel, plata-coure, plata-tungstè, plata-ferro, plata-òxid d'estany i òxid de plata-cadmi. Entre aquests, productes com els contactes de plata per a interruptors, els contactes de plata per a relés i els contactes de plata per a interruptors requereixen la selecció del tipus d'aliatge adequat en funció de les diferents condicions de funcionament.

 

La plata absorbeix una gran quantitat d'oxigen en estat fos a altes temperatures; per tant, s'imposen requisits estrictes sobre la protecció de l'atmosfera i el control de la desoxidació durant els processos de fosa i fosa. Un control inadequat del contingut d'oxigen pot provocar fàcilment la formació de porus, inclusions, capes d'òxid i defectes superficials dins del material, afectant així la conductivitat elèctrica i la fiabilitat mecànica. En la producció industrial, mètodes com la fusió al buit, la protecció de gas inert i la cobertura de flama s'utilitzen habitualment per controlar l'oxidació i garantir els requisits d'estabilitat dels fabricants de contactes elèctrics de plata.

 

Característiques i aplicacions dels aliatges de plata-níquel

 

Els aliatges de plata-níquel es troben entre els materials de contacte elèctric més utilitzats a la indústria elèctrica de baixa-tensió. Com que la plata i el níquel són immiscibles tant en estat sòlid com líquid, normalment es fabriquen mitjançant la metal·lúrgia de pols. L'addició de níquel millora significativament la duresa, la resistència al desgast i la resistència a la crema- dels materials de plata.

 

Els materials de contacte de níquel plata ofereixen els següents avantatges:

 

Resistència de contacte estable;

Forta resistència a l'erosió de l'arc;

Excel·lent resistència a la transferència de metalls;

Alta resistència mecànica;

Bona mecanització.

 

En aplicacions industrials, els contactes elèctrics de níquel plata per a contactors s'utilitzen habitualment en contactors de CA, relés, arrencadors magnètics, reguladors de tensió i interruptors de control automàtic. Per a un funcionament freqüent, els materials de plata-níquel prolongen de manera efectiva la vida útil dels contactes elèctrics.

 

Mentrestant, els aliatges de plata-níquel també s'utilitzen àmpliament com a materials de contacte conductors bàsics en sistemes d'interruptors de mitjana i baixa tensió com els MCCB.

 

Anàlisi de rendiment dels aliatges de coure-plata

 

Els aliatges de plata-coure són sistemes d'aliatge binaris típics, amb el coure principalment un paper de reforç. Els graus comuns inclouen AgCu3, AgCu7.5 i AgCu10.

 

Aquests materials tenen:

alta conductivitat;

Bona fluïdesa i humectabilitat;

Excel·lent rendiment de processament;

Forta resistència a la soldadura;

Alta duresa mecànica.

 

Els materials de plata-coure s'utilitzen àmpliament en components elèctrics com ara interruptors de circuit d'aire, controladors, relés, contactors i anells conductors. A causa del seu equilibri de conductivitat i avantatges de cost, també són una de les solucions materials més habituals en l'àmbit dels Contactes Elèctrics per a Aplicacions Industrials.

 

Alguns sistemes de plata-coure també es poden utilitzar en materials de soldadura, components estructurals conductors i conjunts de connexió de precisió.

Aplicacions d'alta-càrrega d'aliatges de plata-tungstè

 

Els aliatges de plata-tungstè són materials típics de contacte elèctric d'alta càrrega-. La plata i el tungstè són immiscibles, normalment es fabriquen mitjançant processos de metal·lúrgia de pols o d'impregnació.

 

Aquest material posseeix:

Duresa extremadament alta;

Excel·lent resistència a la cremada d'arc-;

Bona soldabilitat;

Forta capacitat anti-adherència;

Adequat per a entorns-de gran intensitat.

 

Per tant, els sistemes de-tungstè de plata s'utilitzen habitualment com a material de contacte bàsic en sistemes de precontacte-d'alta corrent-, relés de gran-ocupació i aparells de commutació industrials amb contactes de plata per a interruptors.

 

En el transport ferroviari, els sistemes elèctrics i l'automatització industrial, els materials de plata-tungstè poden millorar eficaçment l'estabilitat operativa dels equips.

 

Valor industrial dels aliatges de plata-ferro

Els aliatges de plata-ferro també es fabriquen mitjançant la metal·lúrgia de pols. El ferro millora la resistència al desgast i la soldabilitat del material alhora que manté una resistència de contacte relativament estable.

 

Les seves característiques principals inclouen:

Bona resistència a la crema-;

Alta resistència al desgast;

Llarga vida mecànica;

Adequat per a entorns d'inici-freqüents;

Bona soldabilitat.

 

Per tant, els contactes elèctrics d'Agni per a contactors i alguns sistemes de contactes de contactors de CA també utilitzen aliatges de plata-ferro com a material alternatiu.

Els aliatges de plata-ferro són especialment adequats per a condicions de funcionament d'alta-freqüència, com ara botons de control industrial, relés i equips de control de baixa-tensió.

 

Desenvolupament de materials de contacte amb òxid de plata

 

Amb l'augment de les normatives mediambientals i els requisits de fiabilitat industrial, els materials tradicionals d'òxid de cadmi de plata s'estan actualitzant gradualment cap a alternatives lliures de cadmi-. Actualment, els materials comuns al mercat inclouen:

Contacte sòlid d'òxid de cadmi de plata;

Contacte sòlid d'òxid d'estany de plata;

Contacte sòlid d'òxid de zinc de plata.

 

Entre ells, el contacte d'òxid de cadmi de plata té excel·lents propietats d'extinció d'arc-i anti-soldadura i s'ha utilitzat durant molt de temps en equips elèctrics de-alta càrrega. Tanmateix, a causa de les restriccions ambientals cada cop més estrictes sobre el cadmi, els materials d'òxid d'estany de plata i d'òxid de zinc de plata estan començant a tenir una aplicació més àmplia.

 

El contacte d'òxid d'estany de plata té els següents avantatges:

Bon rendiment ambiental;

Forta resistència a la cremada d'arc-;

Llarga vida de contacte;

Adequat per a entorns-de commutació d'alta freqüència.

 

El contacte sòlid d'òxid de zinc de plata combina una bona conductivitat amb propietats anti-soldadura, el que el fa adequat per a alguns sistemes elèctrics de càrrega mitjana- a-alta.

 

Processos de fabricació de materials d'aliatge de plata

 

Els materials d'aliatge de plata es fabriquen normalment mitjançant els processos següents:

Metal·lúrgia de pols;

fusió al buit;

extrusió contínua;

Laminació en fred i estampació de precisió;

Fabricació de reblats compostos.

 

Per als productes de contacte d'alta-precisió, el mecanitzat CNC, el reblat automatitzat, la soldadura i el tractament de superfícies solen combinar-se per garantir la precisió dimensional i l'estabilitat dels punts de contacte elèctrics de plata.

 

La producció moderna de contactes elèctrics personalitzats cada cop més èmfasi en l'automatització, la uniformitat del material i la coherència del lot per satisfer les necessitats de desenvolupament de vehicles d'energia nova, automatització industrial, distribució intel·ligent d'energia i nous sistemes d'energia.

 

Àrees d'aplicació típiques dels materials d'aliatge de plata

 

Actualment, els materials de contacte basats en plata-s'utilitzen àmpliament a:

Interruptors de baixa tensió{0};

Contactors de CA;

Relés industrials;

Sistemes electrònics d'automoció;

Nous sistemes de control energètic;

Equips de distribució d'energia;

Sistemes de control d'automatització;

Sistemes de commutació intel·ligents.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Els contactes sòlids de plata pura s'utilitzen habitualment en entorns conductors de precisió i de baix-corrent, mentre que els materials d'aliatge de plata composts s'utilitzen més habitualment en entorns de càrrega-alta.

 

A mesura que els equips industrials evolucionen cap a una major fiabilitat, els requisits de rendiment del material perContactes de plata per a relési els contactes de plata per als interruptors augmenten contínuament. La tecnologia d'aliatge de plata continuarà ocupant una posició important en la futura indústria elèctrica.