0 Einführung
Unter den elektrischen Kontaktmaterialien werden elektrische Kontakte aus AgW und AgWC aufgrund ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit, elektrothermischen Eigenschaften und guten elektrischen Verschleißfestigkeit häufig als bewegliche Kontakte in verschiedenen Leistungsschaltern verwendet. Elektrische AgW-Kontakte lassen sich leicht verarbeiten und können der Lichtbogenerosion bei großen Strömen standhalten. Daher werden sie deutlich häufiger in Leistungsschaltern verwendet als AgWC. Allerdings wurden in den letzten Jahren mit der kontinuierlichen Verbesserung der Anforderungen für den Einsatz von Leistungsschaltern, insbesondere in relativ rauen Umgebungen wie Offshore, hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit, höhere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit gestelltWolframgelötete NietenMaterialien. Um zu verhindern, dass die elektrischen Kontakte vor der Verwendung korrodieren, was zu einem höheren Kontaktwiderstand oder sogar zur Nichtleitung führt, setzt die Industrie derzeit im Allgemeinen auf die Methode der Galvanisierung von Silber nach dem Schweißen, um Wolfram oder Wolframcarbid von der Luft zu isolieren. Da jedoch die elektroplattierte Silberschicht bei der Inspektion des Leistungsschalters vor Verlassen des Werks oder in der frühen Nutzungsphase ausgebrannt wird, kann die elektroplattierte Silberschicht das Problem der Korrosion elektrischer Kontakte während des Gebrauchs nicht lösen. Neben dem Galvanisieren einer Silberschicht auf der Oberfläche des elektrischen Kontakts ist auch das direkte Infiltrieren einer Silberschicht auf der Oberfläche während des Herstellungsprozesses des Kontakts eine Methode. Kürzlich gab es Studien zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von AgW durch Zugabe von Additiven.
Zu diesem Zweck wurde in dieser Studie die Korrosionsbeständigkeit von elektrischen AgW- und AgWC-Kontakten in wechselnden Hoch- und Niedertemperaturumgebungen mit nasser Hitze und Salzsprühnebel durch pulvermetallurgisches Infiltrationsverfahren verglichen, um die Stärke ihrer Korrosionsbeständigkeit zu klären.
1 Experiment
1.1 Vorbereitung der elektrischen Kontakte von AgW und AgWC
Ag-Pulver, W-Pulver und T-Pulver (Additiv) werden mit einem Pulvermischer gleichmäßig gemischt, das gemischte Pulver wird granuliert und dann zunächst in Form gepresst, und dann werden die gepresste Rohfolie und die infiltrierte Ag-Folie zur Infiltration in den Ofen gegeben um elektrische AgW-Kontakte mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zu erhalten. Elektrische AgWC-Kontakte mit unterschiedlichen Zusammensetzungen können durch die Verwendung von WC-Pulver anstelle von W-Pulver und mit der gleichen Methode erhalten werden. Die Mischzeit beträgt 2 bis 6 Stunden und die Infiltrationstemperatur beträgt 1000 bis 1300 Grad.
Gemäß der obigen Methode werden vier Produkte erzeugt: AgW-1 (T: 0-0,5 %), AgW-2 (T: 1 %-1,5 %), AgW -3 (T: 2 %-2,5 %) und AgWC (T: 1 %-1,5 %) wurden jeweils hergestellt (Einzelheiten siehe Tabelle 1). Von jedem Produkt wurden acht Körner entnommen und die Oberflächensilberschicht entfernt, um die Wolfram- und Wolframkarbidpartikel freizulegen. Vier von ihnen wurden einem Test mit wechselnder feuchter Hitze bei hohen und niedrigen Temperaturen unterzogen, und die restlichen vier wurden einem Salzsprühtest unterzogen.
1.2 Test mit wechselnder feuchter Hitze bei hoher und niedriger Temperatur
Das WolframElektrische Kontaktpunktewurden in eine Testkammer mit wechselnder feuchter Hitze bei hoher und niedriger Temperatur gegeben. Die Testbedingungen sind in Abbildung 1 dargestellt. Die Temperatur wurde 1 Stunde lang von 25 Grad auf 9{19}} Grad erhöht, 9 Stunden lang konstant bei 90 Grad gehalten, dann 1 Stunde lang von 90 Grad auf 25 Grad gesenkt und konstant gehalten 1 Stunde bei 25 Grad, 1 Stunde lang von 25 Grad auf -25 Grad abgesunken, 9 Stunden lang konstant bei -25 Grad gehalten und 1 Stunde lang von -25 Grad auf 25 Grad angestiegen , wodurch ein Zyklus abgeschlossen wird. Die Luftfeuchtigkeit betrug 0 % bei -25 Grad, 50 % bei 25 Grad und 90 % bei 90 Grad.
1.3 Salzsprühtest
Die vier Arten von Wolframnieten für elektrische Hupen wurden in eine Salzsprühkorrosionstestkammer gegeben und die Testbedingungen wurden gemäß GB/T 6458-1986 durchgeführt. Haupttestparameter: Testtemperatur 35 Grad; Konzentration der Natriumchloridlösung 5 %; pH-Wert 6.5-7.2; Dauerspray.
2 Ergebnisanalyse und Diskussion
Die Oberflächenoxidation vonWolframkontakteBei Elektrogeräten wurde nach dem 6. und 14. Zyklus des Hoch- und Niedertemperatur-Wechseltests mit feuchter Hitze (Testende) und dem Salzsprühtest für 72 Stunden und 240 Stunden (Testende) beobachtet. Die spezifischen Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt, und das Erscheinungsbild ist in Tabelle 3 dargestellt.
Die Oberfläche des elektrischen Kontakts wurde nach dem Test durch Rasterelektronenmikroskopie erfasst, um ihren Oxidationsgrad zu analysieren (beurteilt anhand der Änderungen im Gehalt an Ag, O und W auf der Oberfläche). Die Abbildungen 2 bis 5 zeigen die Oberflächenmorphologien der vier Arten elektrischer Kontakte nach dem 14. Zyklus des Hoch- und Niedertemperatur-Wechseltests mit feuchter Hitze.
Aus der Rasterelektronenmikroskopanalyse in Tabelle 2 und den Abbildungen 2 bis 5 ist ersichtlich, dass im Hoch- und Niedertemperatur-Wechseltest mit feuchter Hitze die Oxidationsbeständigkeit des AgW-Produkts mit zunehmendem Additivgehalt zunimmt; Das AgWC-Produkt wird durch die wechselnde feuchte Hitze nicht beeinträchtigt und die Produktoberfläche bleibt nach 14 Zyklen unverändert.
Die Abbildungen 6 bis 9 zeigen die Oberflächenmorphologie der vierWolframkontaktPunkte nach 240 Stunden Salzsprühtest.
Aus der Rasterelektronenmikroskopanalyse in Tabelle 2 und den Abbildungen 6 bis 9 ist ersichtlich, dass im Salzsprühtest die elektrischen AgW-Kontakte und die elektrischen AgWC-Kontakte nach dem 240-Stunden-Test keine offensichtliche Oxidation erfahren haben.
Das Wesen der Metallkorrosion ist der Verlustprozess, der durch die Oxidations-Reduktions-Reaktion zwischen dem Metall oder der Legierung und dem umgebenden Gas oder der umgebenden Flüssigkeit in Kontakt entsteht. In dieser Studie war die Testtemperatur sowohl beim Hoch- und Niedertemperatur-Wechseltest mit feuchter Hitze als auch beim Salzsprühtest viel niedriger als die Oxidationstemperatur von Wolfram oder Wolframcarbid in der Luft. Unter der Testumgebung mit wechselnder feuchter Hitze bei hohen und niedrigen Temperaturen kommt es auf der Kontaktfläche zu Kondensation, und Gase wie CO2 und SO2 in der Luft lösen sich in Wasser auf und bilden einen Elektrolyten. Das aktivere Metall Wolfram verliert Elektronen und wird oxidiert, was zu elektrochemischer Korrosion führt. Das Hinzufügen von Additiven, die aktiver als Wolfram sind, zum elektrischen AgW-Kontakt, sodass die Additive zuerst oxidieren, kann die Oxidation von Wolfram verzögern. Elektrische AgWC-Kontakte weisen aufgrund der geringen Aktivität von WC, die näher an der Aktivität von Ag liegt, eine sehr langsame elektrochemische Korrosion auf. Beim Salzsprühnebeltest kommt es zwar zu elektrochemischer Korrosion, obwohl NaCl-Lösung als Elektrolyt verwendet wird, die Korrosionsgeschwindigkeit ist jedoch aufgrund der niedrigen Testtemperatur sehr langsam.
3 Fazit
(1) Im Hoch- und Niedertemperatur-Wechseltest mit feuchter Hitze ist die Oxidationsrate der elektrischen AgW-Wolframkontaktniete ohne Zusatzstoffe am schnellsten, während die Oxidationsrate der elektrischen AgW-Kontakte mit Zusatzstoffen verlangsamt wird. Mit zunehmendem Gehalt an Zusatzstoffen verlangsamt sich die Oxidationsrate.
(2) Beim Test mit wechselnder feuchter Hitze bei hohen und niedrigen Temperaturen wurden nach 14 Testzyklen keine Anzeichen von Oxidation in den elektrischen AgWC-Kontakten festgestellt. Die Korrosionsbeständigkeit der AgWC-Elektrokontakte ist deutlich besser als die der AgW-Elektrokontakte.
(3) Beim Salzsprühtest trat nach 240 Stunden Testzeit keine offensichtliche Oxidation in den elektrischen AgW-Kontakten und den elektrischen AgWC-Kontakten auf.
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