Контактные материалы «Вольфрам-медь» для элегазовых и вакуумных выключателей

Контактные материалы из WCu для использования в элегазе или на воздухе

Вольфрамово-медные (WCu) материалы применяются для дугогасительных контактов в элегазовых выключателях для высоковольтного и средневольтного оборудования. Дугогасительные контакты из WCu подвергаются экстремальным механическим и тепловым нагрузкам при дуговых разрядах вплоть до температуры более 20 тысяч ⁰С.

Псевдосплав «Вольфрам-медь» обладает уникальными свойствами:

отличная стойкость к дуговой эрозии
отличная электропроводность
высокая прочность
хорошая обрабатываемость
очень хорошая теплопроводность
низкое тепловое расширение

Высокий уровень термостойкости – одно из наиболее важных преимуществ вольфрама, в то время как медная составляющая повышает электро- и теплопроводность.

Типичные свойства и показатели наших материалов из WCu:

Материал	ВМН-85	ВМН-80	ВМН-80-микро	ВМН-75	ВМН-70
W, масс. %	85	80	80	75	70
Cu, масс. %	15	20	20	25	30
Легирующая добавка нано-Ni, масс. %	< 0,2	< 0,2	< 0,2	< 0,2	< 0,2
Размер зерна вольфрама, мкм	< 50	< 50	4 … 8	20 … 25	< 50
Плотность, г/см³	15,7	15,2	15,2	14,5	14,0
Твердость, HV30	205	200	220	190	135
Прочность на сжатие, Н/мм²	250	200	300	160	60
Электропроводность, м/Ом*мм²	17	18	18,5	21	23
Тепловое расширение, 10^-6/⁰С	7,5	8,9	8,8	9,7	11
Стойкость к оплавлению	отлично	Очень хорошо	отлично	хорошо	хорошо

Низкие уровни дуговой эрозии обеспечиваются при правильной смеси исходных материалов – вольфрама и меди.

Унос материала, мг/сек.
	Количество вольфрама в составе, масс. %

Правильно подбирая пропорции вольфрама и меди, можно повышать стойкость конечного продукта к дуговой эрозии. Минимальные уровни дуговой эрозии достигаются при содержании вольфрама 80…85 масс. %. В зависимости от напряжения и силы тока, а также исходя из экономических соображений, мы можем менять содержание вольфрама в смеси в пределах от 60 до 90 масс. % для точного соответствия Вашим требованиям.

Стойкость тяжелого псевдосплава «Вольфрам-медь» к дуговой эрозии также зависит от размера зерна фракции вольфрама, от того, используется ли материал как катод (C) или анод (A) и используется в элегазе (SF6) или в воздухе (Air):

Унос материала, мкм3
	Размер зерна вольфрама, мкм

Источник: Гессингер, Мелтон, 1977

Технология спекания заготовок тяжелого сплава «Вольфрам-медь» с активацией нано-никелем (< 0,2 %) означает, что материалы из тяжелого сплава «Вольфрам-медь» мало подвержены растрескиванию и в то же время обладают отличной электропроводностью.


ВМН-70	ВМН-75	ВМН-80	ВМН-80-микро

Чем выше подаваемое напряжение и сила тока, тем более стойким к дуговой эрозии должен быть материал контакта. Мы может изменять стойкость к дуговой эрозии WCu и путем подбора правильного размера зерна вольфрама.

Контактные материалы из WCu для использования в вакууме

У нас есть материалы для использования в вакуумных камерах, например в автоматах повторного включения. Контакты выключателей с уровнем качества «очень мелкозернистые» являются чрезвычайно чистыми и обладают отличной электропроводностью. В зависимости от конкретных требований мы предлагаем различные варианты материалов с тремя уровнями содержания меди.

Материал	ВМ-10-микро	ВМ-20-микро	ВМ-30-микро
W (масс. %)	90	80	70
Cu (масс. %)	10	20	30
Размер зерна (мкм)	4 … 8	4 … 8	4 … 8
Электропроводность (м/Ом*мм²)	22	25	30
Плотность (г/см³)	16,5	15,2	14,0
Твердость по Виккерсу	220	210	130

Для того чтобы иметь возможность предложить Вам именно те свойства материалов, которые Вам необходимы, мы изготовляем наши композиционные материалы особым запатентованным методом порошковой металлургии. Самые важные шаги – мы смешиваем исходные порошковые материалы, механоактивируем поверхности их зерен, а затем подвергаем получившуюся в результате смесь прессованию и спеканию в восстановительной среде (водороде) и в затем глубоком вакууме с последующим вакуумным рекристализационным отжигом заготовок и деталей. Это самый результативные и эффективный способ придания нашим контактным материалам требуемых свойств.