Grondbeginselen van zilverlegeringsmaterialen en elektrische contacttoepassingen

Zilverlegeringen zijn functionele legeringsmaterialen op basis van zilver, met metalen elementen zoals koper, nikkel, wolfraam, ijzer, tin, cadmium en cerium. Vanwege de uitstekende elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid en stabiliteit van zilver worden zilver-materialen al lange tijd op grote schaal gebruikt in elektrische, elektronische, elektrische besturings- en precisiegeleidende systemen. Met de ontwikkeling van industriële apparatuur in de richting van hogere frequenties, hogere belastingen en miniaturisatie, worden verschillende contactmaterialen van zilverlegeringen voortdurend geüpgraded naar hogere slijtvastheid, hogere lasweerstand en hogere betrouwbaarheid.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In moderne elektrische laag-apparaten en industriële besturingsvelden zijn zilveren elektrische contacten uitgegroeid tot geleidende kerncomponenten in relais, contactors, stroomonderbrekers en geautomatiseerde besturingssystemen. Verschillende zilverlegeringssystemen kunnen worden geoptimaliseerd voor verschillende stroombelastingen, boogomgevingen en mechanische levensduurvereisten, waardoor een rijk materiaalclassificatiesysteem ontstaat.

 

Materialen van zilverlegeringen hebben doorgaans de volgende kenmerken:

Uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid, waardoor de stijging van de contacttemperatuur effectief wordt verminderd;

Goede weerstand tegen vlamboog-uit, geschikt voor omgevingen met veelvuldig in- en uitschakelen;

Hoge weerstand tegen lassen, waardoor de operationele stabiliteit van de apparatuur wordt verbeterd;

Goede mechanische sterkte en slijtvastheid;

 

Geschikt voor diverse productieprocessen zoals poedermetallurgie, gieten en koudvervormen.

Momenteel omvatten de gebruikelijke op zilver-gebaseerde elektrische contactmaterialen voornamelijk systemen zoals zilver-nikkel, zilver-koper, zilver-wolfraam, zilver-ijzer, zilver-tinoxide en zilver-cadmiumoxide. Hiervan vereisen producten zoals zilveren contacten voor schakelaars, zilveren contacten voor relais en zilveren contacten voor onderbrekers de selectie van het juiste legeringstype op basis van verschillende bedrijfsomstandigheden.

 

Zilver absorbeert bij hoge temperaturen in gesmolten toestand een grote hoeveelheid zuurstof; daarom worden er strenge eisen gesteld aan de bescherming van de atmosfeer en de deoxidatiecontrole tijdens smelt- en gietprocessen. Onjuiste controle van het zuurstofgehalte kan gemakkelijk leiden tot de vorming van poriën, insluitsels, oxidelagen en oppervlaktedefecten in het materiaal, waardoor de elektrische geleidbaarheid en mechanische betrouwbaarheid worden aangetast. Bij de industriële productie worden methoden zoals vacuümsmelten, bescherming tegen inert gas en vlamafdekking vaak gebruikt om oxidatie onder controle te houden en de stabiliteitseisen van fabrikanten van zilveren elektrische contacten te waarborgen.

 

Kenmerken en toepassingen van zilver-nikkellegeringen

 

Zilver-nikkellegeringen behoren tot de meest gebruikte elektrische contactmaterialen in de laag-elektrische laagspanningsindustrie. Omdat zilver en nikkel zowel in vaste als vloeibare toestand niet mengbaar zijn, worden ze doorgaans vervaardigd met behulp van poedermetallurgie. De toevoeging van nikkel verbetert de hardheid, slijtvastheid en brandweerstand- van zilveren materialen aanzienlijk.

 

Zilvernikkel-contactmaterialen bieden de volgende voordelen:

 

Stabiele contactweerstand;

Sterke weerstand tegen boogerosie;

Uitstekende weerstand tegen metaaloverdracht;

Hoge mechanische sterkte;

Goede bewerkbaarheid.

 

In industriële toepassingen worden zilver-nikkel elektrische contacten voor magneetschakelaars vaak gebruikt in AC-schakelaars, relais, magnetische starters, spanningsregelaars en automatische bedieningsschakelaars. Bij veelvuldig gebruik verlengen zilver-nikkelmaterialen effectief de levensduur van elektrische contacten.

 

Ondertussen worden zilver-nikkellegeringen ook veel gebruikt als geleidende kerncontactmaterialen in midden- en laagspanningsstroomonderbrekersystemen zoals MCCB's.

 

Prestatieanalyse van zilver-koperlegeringen

 

Zilver-koperlegeringen zijn typische binaire legeringssystemen, waarbij koper vooral een versterkende rol speelt. Veel voorkomende kwaliteiten zijn AgCu3, AgCu7.5 en AgCu10.

 

Deze materialen bezitten:

Hoge geleidbaarheid;

Goede vloeibaarheid en bevochtigbaarheid;

Uitstekende verwerkingsprestaties;

Sterke weerstand tegen lassen;

Hoge mechanische hardheid.

 

Zilver-kopermaterialen worden veel gebruikt in elektrische componenten zoals luchtstroomonderbrekers, controllers, relais, contactors en geleidende ringen. Vanwege hun evenwicht tussen geleidbaarheid en kostenvoordelen zijn ze ook een van de meest voorkomende materiaaloplossingen op het gebied van elektrische contacten voor industriële toepassingen.

 

Sommige zilver-kopersystemen kunnen ook worden gebruikt in soldeermaterialen, geleidende structurele componenten en precisieverbindingsconstructies.

Hoge-toepassingen van zilver-wolfraamlegeringen

 

Zilver-wolfraamlegeringen zijn typische- elektrische contactmaterialen met hoge belasting. Zilver en wolfraam zijn niet mengbaar; ze worden doorgaans vervaardigd met behulp van poedermetallurgie of impregnatieprocessen.

 

Dit materiaal bezit:

Extreem hoge hardheid;

Uitstekende weerstand tegen vlamboog-;

Goede lasbaarheid;

Sterk anti-{0}}hechtvermogen;

Geschikt voor omgevingen met hoge-stroom.

 

Daarom worden zilver-wolfraamsystemen vaak gebruikt als kerncontactmateriaal in hoge-voor-voorcontactsystemen, zware- relais en industriële schakelapparatuur met zilveren contacten voor onderbrekers.

 

In het spoorvervoer, energiesystemen en industriële automatisering kunnen zilver-wolfraammaterialen de operationele stabiliteit van apparatuur effectief verbeteren.

 

Industriële waarde van zilver-ijzerlegeringen

Zilver-ijzerlegeringen worden ook vervaardigd met behulp van poedermetallurgie. IJzer verbetert de slijtvastheid en lasbaarheid van het materiaal, terwijl de contactweerstand relatief stabiel blijft.

 

De belangrijkste kenmerken zijn onder meer:

Goede weerstand tegen afbranden-;

Hoge slijtvastheid;

Lange mechanische levensduur;

Geschikt voor frequente opstart-omgevingen;

Goede lasbaarheid.

 

Daarom gebruiken Agni Electrical Contacts for Contactors en sommige AC-contactorcontactsystemen ook zilver-ijzerlegeringen als alternatief materiaal.

Zilver-ijzerlegeringen zijn bijzonder geschikt voor hoog-bedrijfsomstandigheden, zoals industriële bedieningsknoppen, relais en laag-regelapparatuur voor laagspanning.

 

Ontwikkeling van zilveroxide-contactmaterialen

 

Met de toenemende milieuregelgeving en industriële betrouwbaarheidseisen worden traditionele zilvercadmiumoxidematerialen geleidelijk geüpgraded naar cadmium-vrije alternatieven. Momenteel zijn de gebruikelijke materialen op de markt:

Zilvercadmiumoxide vast contact;

Zilvertinoxide vast contact;

Zilver-zinkoxide vast contact.

 

Zilvercadmiumoxidecontact heeft onder meer uitstekende boog-dovende en anti- laseigenschappen en wordt al lange tijd gebruikt in elektrische apparatuur met hoge- belasting. Als gevolg van de steeds strengere milieubeperkingen voor cadmium beginnen zilvertinoxide- en zilverzinkoxidematerialen echter een bredere toepassing te krijgen.

 

Zilvertinoxidecontact heeft de volgende voordelen:

Goede milieuprestaties;

Sterke weerstand tegen boogverbranding-;

Lange contactlevensduur;

Geschikt voor hoogfrequente schakelomgevingen.

 

Zilverzinkoxide vast contact combineert een goede geleiding met anti-laseigenschappen, waardoor het geschikt is voor sommige elektrische systemen met gemiddelde- tot hoge- belasting.

 

Productieprocessen van zilverlegeringsmaterialen

 

Materialen van zilverlegeringen worden doorgaans vervaardigd met behulp van de volgende processen:

Poedermetallurgie;

Vacuüm smelten;

Continue extrusie;

Koudwalsen en precisiestempelen;

Composiet klinknagelproductie.

 

Voor contactproducten met hoge- precisie worden CNC-bewerking, geautomatiseerd klinken, lassen en oppervlaktebehandeling meestal gecombineerd om de maatnauwkeurigheid en stabiliteit van elektrische zilveren contactpunten te garanderen.

 

Moderne, op maat gemaakte productie van elektrische contacten legt steeds meer de nadruk op automatisering, materiaaluniformiteit en batchconsistentie om te voldoen aan de ontwikkelingsbehoeften van nieuwe energievoertuigen, industriële automatisering, intelligente stroomdistributie en nieuwe energiesystemen.

 

Typische toepassingsgebieden van zilverlegeringsmaterialen

 

Momenteel worden op zilver-gebaseerde contactmaterialen veel gebruikt in:

Laag-stroomonderbrekers;

AC-schakelaars;

Industriële relais;

Elektronische systemen voor auto's;

Nieuwe energiecontrolesystemen;

Apparatuur voor stroomdistributie;

Automatiseringscontrolesystemen;

Intelligente schakelsystemen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Massieve contacten van puur zilver worden vaak gebruikt in precisiegeleidende omgevingen met lage- stroom, terwijl composietmaterialen van zilverlegeringen vaker worden gebruikt in omgevingen met hoge- belasting.

 

Naarmate industriële apparatuur evolueert naar een hogere betrouwbaarheid, worden de materiaalprestatie-eisen voorZilveren contacten voor relaisen zilveren contacten voor schakelaars nemen voortdurend toe. Zilverlegeringstechnologie zal een belangrijke positie blijven innemen in de toekomstige elektrische industrie.