Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава
Исследовано получение относительно тонкого слоя желаемой структуры на поверхности спеченной заготовки из сплава Cu - 30 % Cr. Использован метод плакирования поверхности заготовки фольгой из того же сплава, имеющего литую структуру. Плакирование осуществлялось с помощью прокатки на вакуумном прокатно...
Saved in:
| Published in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69149 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава / В.П. Коржов // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 1. — С. 97-101. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859604008627339264 |
|---|---|
| author | Коржов, В.П. |
| author_facet | Коржов, В.П. |
| citation_txt | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава / В.П. Коржов // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 1. — С. 97-101. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Исследовано получение относительно тонкого слоя желаемой структуры на поверхности спеченной заготовки из сплава Cu - 30 % Cr. Использован метод плакирования поверхности заготовки фольгой из того же сплава, имеющего литую структуру. Плакирование осуществлялось с помощью прокатки на вакуумном прокатном стане с предварительным нагревом до температуры 900° C. Толщина получившегося слоя равнялась 0,38 мм.
Досліджено отримання відносно тонкого шару бажаної структури на поверхні спеченої заготовки із сплаву Cu–30% Cr. Використано метод плакування поверхні заготовки фольгою з того ж сплаву, що має литу структуру. Плакування здійснювалося за допомогою прокатки на вакуумному прокатному стані з попереднім нагрівом до температури 900°C. Товщина отриманого шару дорівнювала 0.38 mm.
The obtaining of a relatively thin layer of necessary composition on the surface of sintered billet from the Cu–30% Cr alloy has been investigated. The method of billet surface cladding by foil of the same alloy having the cast structure has been applied. The cladding was realized by rolling with the help of a vacuum rolling mill with a preheating to a temperature of 900°C. The obtained layer was 0.38 mm thick.
|
| first_indexed | 2025-11-28T01:53:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 1
97
PACS: 62.50.+p, 68.55.–a
В.П. Коржов
СПЕЧЕННЫЕ ПОРОШКОВЫЕ ЗАГОТОВКИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО
СПЛАВА Cu–30% Cr, ПЛАКИРОВАННЫЕ ЛИТЫМ СПЛАВОМ
ТОГО ЖЕ СОСТАВА
Институт физики твердого тела РАН
ул. Институтская, 2, г. Черноголовка, Московская обл., 142432, Россия
Email: korzhov@issp.ac.ru
Исследовано получение относительно тонкого слоя желаемой структуры на по-
верхности спеченной заготовки из сплава Cu–30% Cr. Использован метод плакиро-
вания поверхности заготовки фольгой из того же сплава, имеющего литую
структуру. Плакирование осуществлялось с помощью прокатки на вакуумном про-
катном стане с предварительным нагревом до температуры 900°C. Толщина по-
лучившегося слоя равнялась 0.38 mm.
Согласно диаграмме состояния [1] медь и хром в твердом состоянии пло-
хо взаимно растворимы, вследствие чего трудно приготовить их сплавы пла-
вильными способами. Поэтому для получения сплавов системы Cu–Cr ис-
пользуют преимущественно метод
порошковой металлургии. Струк-
тура сплава, спеченного из порош-
ков, представляет собой матрицу из
твердого раствора хрома в меди с
более или менее равномерно рас-
пределенными в ней зернами хрома
размером от 30 до 150 μm (рис. 1)
[2–4]. Часто возникает необходи-
мость изменить структуру поверх-
ности изделий из таких сплавов, не
нарушая структуру остального
объема. Представляется, что для
этого более предпочтительной яв-
ляется структура с мелкодисперс-
ными выделениями хрома в медной
матрице, какой может быть литая
Рис. 1. Микроструктура спеченной кон-
тактной заготовки из сплава Cu–30% Cr
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 1
98
структура сплава с выделениями хрома на 1–2 порядка меньше тех, что на-
блюдались на рис. 1.
В настоящей работе рассмотрена возможность получения относительно
тонкого слоя желаемой структуры на поверхности спеченной заготовки из
сплава Cu–30% Cr (здесь и далее mass%). Для этой цели использовали метод
плакирования поверхности заготовки фольгой из того же сплава, имеющего
литую структуру.
Сплав Cu–30% Cr применяется в электротехнике для изготовления кон-
тактов в вакуумных выключателях [5–7], поэтому данная работа может
представлять интерес для специалистов, занятых в этой области.
1. Методика, исходные материалы и заготовки для экспериментов по
плакированию
Исходными материалами для изготовления спеченных заготовок были
электролитический порошок меди марки ПМС-1 производства ОАО «Урал-
электромедь» и электролитический рафинированный порошок хрома марки
ЭРХ-ПМ производства фирмы «Delachaux» (Франция) дисперсностью 30–
150 μm. Частицы Cu-порошка представляли собой дендриты длиной 40–50 μm,
частицы хрома имели форму гранул.
Порошковую смесь состава 70% Cu + 30% Cr после перемешивания в те-
чение 10–15 min прессовали в диски диаметром 50 и толщиной ∼ 5 mm на
гидравлическом прессе с максимальным усилием ∼ 4.9⋅106 N. При прессова-
нии использовали бандажированную разбирающуюся стальную пресс-
форму. Давление прессования 250 MPa. Полученные порошковые заготовки
подвергали термообработке в потоке водорода чистотой 99.999%, включав-
шей обезгаживание при 350°C в течение 3 h и спекание при 950°C в течение
5 h. Для экспериментов по плакированию применяли заготовки из сплава
Cu–30% Cr – Cu30Cr.
Микроструктуру поперечного сечения плакированной спеченной заготов-
ки исследовали с помощью растровой электронной микроскопии на цифро-
вом электронном сканирующем микроскопе CamScan MV2300.
2. Плакирование поверхности сплава
Метод плакирования основан на эффекте «схватывания» двух соприка-
сающихся поверхностей при деформации [8]. Схватывание происходило за
счет образования чистых, так называемых ювенильных поверхностей, ха-
рактеризующихся отсутствием адсорбированных атомов и, следовательно,
наличием свободных атомных связей.
В данном случае предстояло плакировать поверхность круглой спеченной
заготовки Cu30Cr. Перед плакированием ее прокатывали в полосу толщиной
3.8 mm. Для улучшения деформируемости заготовку предварительно нагре-
вали до 400°C. Материал, которым плакировали, представлял собой ленту
толщиной 0.5 mm из сплава того же состава, но с литой структурой. Ее по-
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 1
99
лучали прокаткой слитка из сплава
Cu–30% Cr, приготовленного плав-
кой с нагревом током высокой час-
тоты (ТВЧ) на воздухе и разливкой в
массивную медную изложницу [9].
До прокатки слиток имел литую
структуру из эвтектической матри-
цы с мелкодисперсными дендрит-
ными включениями хрома (рис. 2).
Из заготовки Cu30Cr и ленты
сплава Cu–30% Cr собирали пакет,
который на концах скрепляли за-
клепками. Соприкасающиеся по-
верхности заготовки и ленты перед
сборкой тщательно очищали от
жировой пленки и подвергали ме-
ханической обработке металличе-
скими щетками. Собранный таким
образом пакет подвергали прокатке
на вакуумном прокатном стане с
предварительным нагревом до 900°C в течение ∼ 5 min и степенью дефор-
мации ~ 28%. Конечная толщина пакета 3.1 mm. После прокатки пакет пред-
ставлял собой монолитную заготовку.
Принципиальная схема вакуумного прокатного стана показана на рис. 3.
Он устроен таким образом, что в вакуумной камере 3 находятся валки 4.
Прокатываемый пакет 1 с помощью манипулятора из приемного шлюза сна-
чала подается в печь 2 для предварительного нагрева, а затем – в валки. С
обратной стороны валков прокатанный пакет 5 подхватывается другим ма-
нипулятором и перемещается в следующий шлюз, откуда после остывания
вынимается на воздух.
Структура поперечного сечения
контактной заготовки Cu30Cr, по-
верхность которой плакирована слоем
из литого сплава Cu–30% Cr, показана
на рис. 4. Видно, что микроструктура
плакирующего слоя представляет со-
бой матрицу с множеством овальных
включений хрома. Их размер значи-
тельно меньше, чем в основном объе-
ме заготовки. Такая структура покры-
тия образовалась из литой структуры
с дендритными частицами хрома как
следствие их коагуляции, иницииро-
Рис. 2. Микроструктура слитка сплава
Cu–30% Cr, полученного плавкой на воз-
духе с нагревом ТВЧ и разливкой в Cu-
изложницу
Рис. 3. Схема вакуумной прокатки па-
кета: 1 – пакет до прокатки, 2 – печь, 3
– вакуумная камера, 4 – валки прокат-
ного стана, 5 – монолитная заготовка
после прокатки
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 1
100
ванной деформацией предвари-
тельно нагретого слитка перед
прокаткой его в фольгу и деформа-
цией уже собранного пакета ваку-
умной прокаткой. Известно [10],
что нагрев до 850°C в течение 5 h
без деформации не изменял литую
дендритную структуру сплава.
Деформация и неоднократные
нагревы не могли не сказаться и
на структуре плакируемой заго-
товки. Видно, что частицы по-
рошка хрома имеют более округ-
лые формы по сравнению с пред-
ставленными на рис. 1. Метод по-
зволяет получать плакирующий
слой различной толщины. Здесь
толщина плакирующего слоя рав-
нялась 0.38 mm.
В заключение отметим, что плакирующий слой из сплава Cu–30% Cr с
литой структурой можно совместить с порошковой заготовкой того же спла-
ва еще на стадии ее прессования. Это позволит не делать прокатку дисковой
спеченной заготовки сначала в полосу, а потом уже, если понадобится, из
биметаллической полосы снова вырезать круглую заготовку.
Вывод
С помощью вакуумной прокатки при температуре 900°C произведено
плакирование поверхности спеченной заготовки из сплава Cu–30% Cr фольгой
из того же сплава. Плакирующий слой имел литую структуру, характери-
зующуюся мелкодисперсными выделениями хрома. Толщина слоя ∼ 0.4 mm.
1. М.Е. Дриц, Н.Р. Бочвар, Л.С. Гузей, Е.В. Лысова, Е.М. Падежнова, Л.Л. Рохлин,
Н.И. Туркина, Двойные и многокомпонентные системы на основе меди, Наука,
Москва (1979).
2. A. Lamperti, P.M. Ossi, V.P. Rotshtein, Surface and Coatings Technology 200, 6373
(2006).
3. Kim Mi-Jin, Doh Jung-Mann, Park Jong-Ku, Jung Jae-Pil, in: Proc. of the 15th In-
ternational Plansee Seminar, Plansee Holding AG, Reutte, 1, 29 (2001).
4. H. Hässler, H. Kippenberg, H. Schreiner, in: Proc. of the Ninth International Confer-
ence on Electric Contact Phenomena and the 24th Annual Holm Conference on Elec-
tric Contacts, Chicago, US (1967), p. 39.
5. F. Heitzinger, H. Kippenberg, K.E. Saeger, R.-H. Schröder, in: Proc. of the 15th Inter-
national Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (1992), p. 273.
Рис. 4. Микроструктура поперечного се-
чения спеченной заготовки Cu30Cr, пла-
кированной слоем сплава Cu–30% Cr с
литой структурой
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 1
101
6. H. Kippenberg, in: Proc. of the 13th International Conference on Electric Contacts.
Zurich (Lausanne), Switzerland (1986), p. 140.
7. Kato, Masaru (Amagasaki, JP), US Patent. 4 37 2783; Publication Date: 02/08/1983;
Priority Date: 07/27/1979.
8. П.Ф. Засуха, В.Д. Корщиков, О.Б. Бухвалов, А.А. Ершов, Биметаллический про-
кат, Металлургия, Москва (1971).
9. В.П. Коржов, М.И. Карпов, Материалы V Международной конференции «Фа-
зовые превращения и прочность кристаллов», 17–21 ноября 2008 г., Черного-
ловка (2008).
10. В.П. Коржов, М.И. Карпов, В.И. Внуков, С.И. Малаховский, П.А. Фролов, Мате-
риалы V Международной конференции «Фазовые превращения и прочность
кристаллов», 17–21 ноября 2008 г., Черноголовка (2008).
В.П. Коржов
СПЕЧЕНІ ПОРОШКОВІ ЗАГОТОВКИ ЕЛЕКТРОКОНТАКТНОГО
СПЛАВУ Cu–30% Cr, ПЛАКОВАНІ ЛИТИМ СПЛАВОМ ТОГО Ж
СКЛАДУ
Досліджено отримання відносно тонкого шару бажаної структури на поверхні спе-
ченої заготовки із сплаву Cu–30% Cr. Використано метод плакування поверхні за-
готовки фольгою з того ж сплаву, що має литу структуру. Плакування
здійснювалося за допомогою прокатки на вакуумному прокатному стані з попе-
реднім нагрівом до температури 900°C. Товщина отриманого шару дорівнювала
0.38 mm.
V.P. Korzhov
SINTERED POWDER BILLETS OF ELECTROCONTACT Cu–30% Cr
ALLOY CLAD BY CAST ALLOY OF THE SAME COMPOSITION
The obtaining of a relatively thin layer of necessary composition on the surface of sin-
tered billet from the Cu–30% Cr alloy has been investigated. The method of billet surface
cladding by foil of the same alloy having the cast structure has been applied. The clad-
ding was realized by rolling with the help of a vacuum rolling mill with a preheating to a
temperature of 900°C. The obtained layer was 0.38 mm thick.
Fig. 1. The microstructure of sintered contact billet of the Cu–30% Cr alloy
Fig. 2. The microstructure of the ingot of the Cu–30% Cr alloy obtained by melting in air
with high-frequency heating and casting in Cu-ingot mould
Fig. 3. Scheme of the vacuum rolling of the packet: 1 – packet before rolling, 2 – furnace,
3 – vacuum chamber, 4 – mill rolls, 5 – monolithic billet after rolling
Fig. 4. The microstructure of the cross-section of sintered Cu30Cr billet clad by the layer
of Cu–30% Cr alloy with the cast structure
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69149 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T01:53:34Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коржов, В.П. 2014-10-06T18:23:43Z 2014-10-06T18:23:43Z 2009 Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава / В.П. Коржов // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 1. — С. 97-101. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 62.50.+p, 68.55.–a https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69149 Исследовано получение относительно тонкого слоя желаемой структуры на поверхности спеченной заготовки из сплава Cu - 30 % Cr. Использован метод плакирования поверхности заготовки фольгой из того же сплава, имеющего литую структуру. Плакирование осуществлялось с помощью прокатки на вакуумном прокатном стане с предварительным нагревом до температуры 900° C. Толщина получившегося слоя равнялась 0,38 мм. Досліджено отримання відносно тонкого шару бажаної структури на поверхні спеченої заготовки із сплаву Cu–30% Cr. Використано метод плакування поверхні заготовки фольгою з того ж сплаву, що має литу структуру. Плакування здійснювалося за допомогою прокатки на вакуумному прокатному стані з попереднім нагрівом до температури 900°C. Товщина отриманого шару дорівнювала 0.38 mm. The obtaining of a relatively thin layer of necessary composition on the surface of sintered billet from the Cu–30% Cr alloy has been investigated. The method of billet surface cladding by foil of the same alloy having the cast structure has been applied. The cladding was realized by rolling with the help of a vacuum rolling mill with a preheating to a temperature of 900°C. The obtained layer was 0.38 mm thick. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава Спечені порошкові заготовки електроконтактного сплаву Cu–30% Cr, плаковані литим сплавом того ж складу Sintered powder billets of electrocontact Cu–30% Cr alloy clad by cast alloy of the same composition Article published earlier |
| spellingShingle | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава Коржов, В.П. |
| title | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| title_alt | Спечені порошкові заготовки електроконтактного сплаву Cu–30% Cr, плаковані литим сплавом того ж складу Sintered powder billets of electrocontact Cu–30% Cr alloy clad by cast alloy of the same composition |
| title_full | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| title_fullStr | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| title_full_unstemmed | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| title_short | Спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава Cu-30% Cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| title_sort | спеченные порошковые заготовки электроконтактного сплава cu-30% cr, плакированные литым сплавом того же состава |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69149 |
| work_keys_str_mv | AT koržovvp spečennyeporoškovyezagotovkiélektrokontaktnogosplavacu30crplakirovannyelitymsplavomtogožesostava AT koržovvp spečeníporoškovízagotovkielektrokontaktnogosplavucu30crplakovanílitimsplavomtogožskladu AT koržovvp sinteredpowderbilletsofelectrocontactcu30cralloycladbycastalloyofthesamecomposition |