专利名称：用于制造接触件的方法以及用于低、中、高压开关装置和发电机开关装置的接触件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求的前序部分的用于制造接触件的方法以 及一种按权利要求ll的前序部分的用于低、中、高压开关装置和发电机 开关装置的接触件。
背景技术：
低、中、高压开关装置和发电机开关装置多配备真空开关箱。在此
已知一些真空开关箱，它们配备有径向磁场接触系统(RMF)。径向磁 场通过线圏弧形元件生成。所述弧形元件通过在接触件板内设置的槽产 生。
此外，也可以采用开槽的接触罐，该接触罐在圆环形表面上产生径 向磁场。但是在接触件板中同样可以要求并设置槽。另夕卜，在釆用AMF 接触系统(AMF-轴向磁场)时通常槽在接触板上也变得必要。
RMF接触系统的主要优点在于，在使用足够大的接触压力时整个结 构的电流路径电阻较小。这是一个简单的系统。
通常RMF接触件具有圆柱盘形状，其外棱边为改善介电特性而倒圓。
采用切削工艺来影响外轮廓以及用于设置所述槽。外几何形状通过 车削形成，且所述槽通过锯切和铣削4皮设计在接触件中。
加工所述槽的当前方法是切削工艺方法，每个接触件都要产生槽。 这也适用于外部接触几何形状的形成。经由切削工艺的接触件几何形状 的产生自然需要相应的成本。
由DE3840192A1已知一种用于电真空开关的开关接触装置，其开槽 的接触件由若干相互叠置的圆盘组成。其中各圆盘通过冲裁而开槽。其间为了正常的冲压，圓盘的材料厚度应选择得不大于槽的宽度。 但是这样的方法成本十分高昂。
发明内容
因此，本发明的目的在于，更为经济地实现同类接触件的制造方法。
在采用同类的方法的情况下，按本发明通过;K利要求1的特征部分 的特征实现所述目的。
按本发明的方法的其它有利的实施形式在从属权利要求中阐述。
按本发明的制造用于真空开关箱的接触件或接触板的方法如下，通 过首先将原料在坩锅中熔化，然后浇铸到金属结晶器中，在该结晶器中 事先置入肋片，所述肋片会留下槽，接触件按结晶器铸造-生产工艺接 近接触件最终轮廓地浇铸。
在这个优化的方法中，最后不仅外轮廓、而且槽几何形状也直接在 接触件的生产步骤中共同加工到坯料中。
其中可以设置垂直指向表面的槽以及以一定角度指向表面的槽。此 外，也可以使槽达到圆片坯料的外圆周并在该圆片坯料内部结束。
以上考虑的目的是接触材料的制造同样以CuCr作为主复合材料， 但却是按照熔融冶金方法。通过这种措施也能避免出现CuCr粉末，这 些"元素，，以期望的混合比例在非常高的温度下(l卯0-2200。C)下熔化 在陶瓷坩锅中。这些元素(基为CuCr)完全相互熔合。然后将该熔体在 真空环境中或在保护气体中浇铸到结晶器中，4吏得可以达到非常高的冷 却速度。如果选择型模，该型模接近所述接触件的最终轮廓(液态—固 态—室温)并具有一个或多个肋片，那么在浇铸过程中能够在接触件中
制造出槽。按照这个方法，部分地或者也完全地省去用于机械产生接触 件几何形状的费用。通过相对于实心板减少必要的材料投入达到节省另 一笔成本的目的，不存在槽的材料用量以及在可能的情况下对于坯料通 常必要的过量。
设定，在浇铸的过程中保持结晶器水平，也就是平放。 备选方案是结晶器在浇铸的过程中保持垂直，也就是竖直放置。这取决于接触件接下来应如何从铸模中取出。
有利的是，浇铸在保护气体氩气或氢气中或者在真空环境下在炉子 内进行，并且产生的复合材料由铜和铬的原料组合体组成。
在另外的有利的设计中设定，通过将至少一个耐烧蚀的CuCr层作 为第 一层和至少 一个另外的至少由纯铜制成的层浇铸到同 一个结晶器 中，这样得到的接触件由至少两个层依次浇铸而成。
有利的是，结晶器是剖分的，并为了取出制成的接触件而被打开。
另一有利的设计是，至少在一层上设置与其它原料的组合体，所述 原料包含鴒、碳化钨、钼、柏、锆、钇或钯，除了例如铜和/或银。
在液相预混合各组分时有利的是，复合材料层中的铬浓度在大于0 %至100% (重量百分比)之间，其中在OiCr材料的熔化过程中，除了 铜材料，铬也部分地或完全地熔合在铜中，这样在浇铸到结晶器中时非 常细粒的铬从铜基体中析出。
这特别是在可达到的高冷却速度的情况下同时也形成非常精细的、 树枝状的、也就是分枝的铬析出物或细粒的铬颗粒析出物。
另外设定，浇铸后所述接触件受到有关最终尺寸的精整压制。这样 成本高昂的切削加工变得多余。
通过将所述接触件在氢气中还原或通过在高真空环境下退火再次被 除气，形成匀质的冶金结构，此外在高负荷的短路开关过程中防止重新 从接触件中除气，这可能导致污染真空室，也就是说，其中的真空会受 到破坏，这可能导致真空室无法使用。
此外说明一种开关装置，其接触件按照前述方法;K利要求之一项或 多项制造，并且可以无另外的必需的实现最终尺寸的精加工地安装到真 空开关箱中。
耐烧蚀的接触件的基础通常是由粉末组分铜和铬按粉末冶金地制造 的复合材料，它们按照烧结法或烧结浸渍法制成。此外，所述接触件通 常由CuCr25材料构成并且设计成两层的。优选选择纯铜作为第二层以 提高在该层中的导电性能。
组装好的接触件的生产可以在一个实施例中通过如下方式来实现，即选择如下方式的熔融冶金的制造过程 在第一步中熔融
将原料(或"元素")以选择的比例投入熔融坩锅中。所述原料可以 是粉末状或出于成本的考虑作为球粒;改入坩锅中(例如氧化镁/氧^f匕锆)。 然后，熔融所述原料，而且如果采用CuCr原料，要将其熔化直到各元 素相互熔合，在l卯0 - 2200。C的温度下可完全熔合。
浇入到结晶器中
将液态金属从坩锅中浇铸到结晶器中。该方法在很多应用中得到采 用，也是为了达到较高的冷却速度。较高的冷却速度的优点在于，特别 是在CuCr的情况下在铜基体中铬由于存在的混合缝隙 (Mischungslticke)(相图)而非常精细地析出。该方法的优点在于，所 述熔体被浇铸到一个同样被冷却的结晶器中，所述结晶器具有构件的外 轮廓和以在结晶器中的肋片形式的槽几何形状。通过置入的肋片可继续 提高冷却速度(超出圆盘的横截面)。采用该措施除了形成预期的形状， 还能够在铜基体中产生具有同样非常精细的铬颗粒(枝状晶体)的精细 结晶的材料。
将浇铸构件取出后得到坯料，该坯料的尺寸接近于结构图的尺寸， 但是工具必须配设必要的收缩添加量。工具的设计和试验的次数能够通 过用于结晶器铸造的相应计算软件得到减少，所述计算软件预告大部分 的可能的并在必要时出现的翘曲，例如在熔体随后凝固的情况下(例如 浇铸时保留的密度差、析出、形成缩孔、气孔等等)。
制造工艺可以像通常一样在真空中或氢气中进行。但是在制造安装 好的接触件时可以/应该至少在此期间具有还原的气氛(退火)。在这个 还原的工艺步骤之后，必要时为了减少材料中的氢气的气体含量而随后 进行真空退火是有利的。
精整压制
如果按照结晶器浇铸制造方法出现安装好的接触件的变形或者未达 到给定的最终尺寸，那么接触件在另一个压制工艺中得到精整并且达到 最终尺寸。
7在制造工艺方面，这样的方法较之通过切削加工实现最终尺寸结果 更容易实现。
在附图中通过实施例示出本发明并进一步描述。其中 图1:示出具有置入的接触件轮廓的结晶器， 图2:示出具有置入的肋片的结晶器， 图3:示出被竖直使用的结晶器， 图4:示出两体式的结晶器。
具体实施例方式
所描述的方法通过如下示出和描述的结晶器实现。
图1示出具有置入的轮廓2的结晶器1，所述结晶器作为外轮廓在浇 铸过程之后应具有接触件。另外，设置突起3并在结晶器中设置肋片4， 它们在铸造过程之后在浇铸成的接触件中形成一个孔以及形成预期的 槽。为达到高的冷却速度，结晶器l可以从外部冷却。通过置入的突起 3以及肋片4进一步提高熔剂的冷却速度。
图2以截面图示出具有置入的肋片2的结晶器1。在浇铸过程之后该 接触件不仅具有外轮廓也具有肋片。可以这样构成所述肋片，使得这些 肋片穿过接触件。
图3示出一结晶器2，其垂直地(或以一定角度)设置。所述接触件 借助置入的轮廓1在浇铸过程后(通过孔5将熔体洗入)得到其外轮廓。 另外，突起4可设置在肋片3旁边。在浇铸过程后在接触件中得到一个 孔以及预期的槽。
如果结晶器2按图3分为两部分，那么冷却速度可以进一步升高。 示出一个从中间分开的结晶器，其同样可以从外部冷却。熔体的冷却速 度通过良好的导热性(直到结晶器内壁的较短的肋片长度)和置入的突 起4以及肋片3得到进一步提高。
图4以横截面图示出呈两体式的结晶器2。通过一个两体式或多体式 的结晶器可以优化从置入的熔体到结晶器2的内轮廓3、 4的导热。
权利要求
1. 用于制造真空开关箱的接触件或接触板的方法，所述接触件或接触板按结晶器铸造-制造工艺接近接触件最终轮廓地浇铸，其中首先将原料在坩锅中熔化，并且接着浇铸到金属结晶器中，必要时浇铸到从外部冷却的结晶器中，在所述结晶器中事先置入肋片，所述肋片在接触件中留下槽。
2. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，所述结晶器在浇铸过 程中保持水平，即平放。
3. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，所述结晶器在浇铸过 程中保持垂直即保持竖直，或以小于90。的角度^f呆持。
4. 按照权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在保护气体氩气 或氢气下或者在真空环境下在炉子中进行浇铸，并且产生的复合材料由 铜和铬的材料组合体构成。
5. 按照权利要求4所述的方法，其特征在于，通过将至少一个耐烧 蚀的CuCr层作为第一层和至少一个另外的、至少由纯铜材料制成的层 浇铸在同一结晶器中，浇铸由至少两个先后接连的层构成的接触件。
6. 按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述结晶器是 剖分的，并且为了取出制成的接触件而打开所述结晶器。
7. 按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，至少在一层上 设置与其它材料如鵠、碳化钨、钼、铂、锆、钇或钯的组合体，除了例 如铜和/或4艮。
8. 按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，复合材料层中 的铬浓度在大于0%至100%的重量百分比之间，在CuCr材料熔化时， 除了铜材料，铬也被全部或部分地熔合在铜中，这样在浇铸到结晶器中 时在铜基体中实现非常细粒的铬析出物。
9. 按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述接触件在 浇铸后受到有关最终尺寸的精整压制。
10. 按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述接触件在氢气中还原或通过在高真空环境下退火再次# 除气。
11.用于真空开关箱的接触件，其特征在于，所述接触件按照前述 方法权利要求之一项或多项制造，并且能够在没有其它的、必需的、实 现最终尺寸的精加工的情况下安装到真空开关箱内。
全文摘要
本发明涉及按权利要求1和11的前序部分的一种用于制造接触件的方法以及一种用于低、中、高压开关装置及发电机开关装置的接触件。为更为经济地实现同类接触件的制造方法，按本发明的建议，在结晶器铸造-制造过程中接近接触件最终轮廓地浇铸接触件，其中首先将原料在坩埚中熔化，并且接着浇铸到金属结晶器中，在所述结晶器中事先置入肋片，所述肋片留下槽。
文档编号H01H33/66GK101427334SQ200780014140
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者D·根奇 申请人:Abb技术股份公司