автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка материалов для силовых разрывных и дугостойких электрических контактов с повышенными эксплуатационными характеристиками, используемых на железнодорожном транспорте

На правах рукописи

ХАРИТОНОВ Евгений Олегович

РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СИЛОВЫХ РАЗРЫВНЫХ И ДУГОСТОЙКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Специальность 05 02 01 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени КАНДИДАТА технических наук

Москва 2007 г

003160254

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии "Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта" (ФГУП ВНИИЖТ МПС России)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Николай Александрович Буше

Официальные оппоненты

доктор технических наук

Аксенов Андрей Анатольевич (МИСиС)

кандидат технических наук Шалунов Евгений Петрович (ЧГУ г Чебоксары)

Ведущая организация

Тверской государственный технический университет (ТГТУ)

Защита диссертации состоится 2007 г в /3

на

заседании диссертационного совета Д 218 002 02 при Федеральном государственном унитарном предприятии "Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" по адресу 129851, г Москва, ул 3-я Мытищинская, д 10, зал заседаний Ученого Совета

Автореферат разослан " С&мТЛС^О^, 2007 г

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета института

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Г И Пенькова

Общая характеристика работы Введение.

Увеличение мощности электрооборудования на тяговом подвижном составе в основном влечет за собой интенсивное изнашивание составляющих его как деталей, так и узлов в целом и преждевременные их ремонты

Проблемы при эксплуатации электрических контактов связаны с применением дорогостоящих материалов, преждевременным изнашиванием рабочей части, отпаиванием электрических контактов от держателей, разрушением отдельных частей конструкций

Данная работа направлена на частичное решение ряда из этих проблем Предусматривается разработка нового материала для дугогасительных электрических контактов, замена серебросодержащих материалов на материал более экономичный и разработка технологии надежного соединения электрических контактов с держателями

Актуальность работы обусловлена необходимостью:

- повышения качества, экономичности, надежности и безотказности работы электрического оборудования за счет применения новых материалов,

- использования менее дорогих материалов в качестве электрических контактов, снижающих себестоимость ремонта оборудования,

- повышения срока службы электрических контактов,

- снижения случаев отрыва электрических контактов от держателей

Цель работы:

- разработать материал на основе меди для дугогасительных электрических контактов с увеличенным, по сравнению с применяемыми до настоящего времени материалами, сроком службы,

- разработать технологию, позволяющую повысить качество изготовления электрических контактов, работающих на гашение электрической дуги,

- найти более экономичный материал взамен серебра для дугостойких электрических контактов, обеспечивающий безотказную работу на протяжении срока эксплуатации между капитальными ремонтами тягового подвижного состава,

- разработать технологию более прочного соединения электрических контактов с медными держателями по сравнению с применяемой до настоящего времени технологией, заключающейся в газопламенной пайке

Научная новизна.

1 Исследован механизм адаптации материалов системы Си - Сг при воздействии электрической дуги, заключающийся в структурной самоорганизации приповерхностной зоны Структурная самоорганизация заключается в том, что у поверхности материалов системы Си - Сг вне зависимости от их исходного состава после воздействия электрической дуги различаются три области исходного материала, обедненная медью, оптимального состава (42 - 50 % хрома, остальное - медь)

2 Предложена технология изготовления электрических контактов системы Си - Сг, заключающаяся в сочетании трех процессов механическое легирование, холодное компактирование порошковой смеси в брикеты и электроимпульсное спекание полученных брикетов Механическое легирование позволяет повысить подвижность компонентов, а следовательно, способствует адаптации материалов при воздействии электрической дуги

3 Исследовано влияние состава материалов систем Си - Сг, Си - Сг - С и Си — ЫЬ - С на износ при воздействии электрической дуги Было выявлено, что адаптивными свойствами к электрической дуге обладает только материал системы Си - Сг

4 Исходя из поверхностных свойств (слабая связь окислов меди с основой) и физико-механических свойств (жаропрочность и электропроводность)

был выбран наноматериал - внутреннеокисленная медь (Си - 1 % об А1203) для замены серебра в электрических контактах

5 Основываясь на комплексных критериях, были определены оптимальные параметры технологии соединения электрических контактов с держателями

Практическая ценность.

- Исходя из механизма адаптации, был разработан материал на основе системы Си - Сг (медь - хром) для электрических контактов, работающих на дугогашение, и технология его изготовления с использованием методов механического легирования и электроимпульсного спекания Материал Си - 45 % Сг обладает достаточно высоким сопротивлением воздействию электрической дуги по сравнению с остальными аналогичными материалами систем Си - Сг, Си - (медь - вольфрам) и др Разработанный материал для электрических контактов, позволят обеспечить больший ресурс работы и безотказность электрических контакторов подвижного состава

- Разработанная технология изготовления электрических контактов из композиционных материалов системы Си - Сг позволяет ускорить процесс их изготовления за счет уменьшения времени спекания до нескольких секунд, повысить качество получаемых электрических контактов и увеличить срок службы матрицы в процессе стадии холодного компактирования

- Разработан материал на основе системы Си - Сг - С для электрических контактов, работающих на дугогашение, и технология его изготовления, включающая модифицирование графита карбидами тугоплавких металлов (в частности карбид хрома - Сг3С2) Использование метода модифицирования графита карбидами тугоплавких металлов при изготовлении этих материалов позволит обеспечить получение надежного смачивания полученных гранул медью Это приведет к повышению

сопротивления электрической дуге полученных материалов, т к в них сочетаются два компонента - медь в качестве проводящего компонента и графит в качестве дугостойкого компонента Экспериментально показано, что материал Си — 40 % (Сг - С) отличается от материалов систем Си - Сг и Си - УМ большим сопротивлением воздействию электрической дуги

- Использование внутреннеокисленной меди вместо серебра позволит обеспечить более долгий срок службы электрических контактов и снизить затраты при капитальных ремонтах, связанных с закупкой материала Экономия в этом случае составит 25 -30 млн руб /год Снизятся затраты, связанные с простоем тягового подвижного состава в ремонте

- Разработанная технология соединения электрических контактов с держателями по методу контактной пайки позволит обеспечить неразъемное паяное соединение высокой прочности Паяное соединение, получаемые таким методом, обладают прочностью 200 - 250 МПа, что в 2,5 - 3 раза выше прочности паяного соединения получаемого по методу газопламенной пайки Площадь, участвующая в пайке составляет > 95 %

Апробация работы.

Основные результаты работы были доложены на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г Щербинка, 2006 г) и научно-технических семинарах и совещаниях комплексного отделения "Транспортное металловедение" ВНИИЖТа

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав и выводов, содержит 14 таблиц, 65 рисунков и 8 приложений Список литературы включает 96 наименований

Содержание работы.

В первой главе рассмотрены различные материалы, используемые для изготовления электрических контактов, работающих с дугогашением Определены их проблемы, возникающие при эксплуатации, связанные с низкими эксплуатационными характеристиками, такими как электропроводность, скорость изнашивания в условии горения электрической дуги, долговечность и др Рассмотрены технологии изготовления силовых электрических контактов с анализом их преимуществ и недостатков Изучены и классифицированы различные виды изнашивания разрывных электрических контактов, работающих в условиях горения электрической дуги Перечислены факторы, влияющие на износ рабочей части электрических контактов с указанием причин, оказывающих наибольшее влияние

Анализ работ других стран в области разработки материалов для электрических контактов, работающих на дугогашение, показал, что для их изготовления все чаще примененяется композиционный материал на основе системы Си - Сг К таким странам относятся Япония, Китай и др

В главе указана необходимость замены дорогостоящих материалов (серебра) для дугостойких электрических контактов Перспективным направлением является использование более дешевых наноматериалов с хорошими проводящими свойствами, позволяющих снизить затраты, связанные с ремонтом

На основе рассмотренных сведений определены цели и задачи диссертационной работы, а также намечены пути их решения

Во второй главе была проанализирована работа электрических контактов в условиях горения электрической дуги Для этой цели были проведены сравнительные стендовые испытания материалов электрических контактов, используемых до настоящего времени в России и других странах Для проведения стендовых сравнительных испытаний на воздействие электрической дуги на материалы электрических контактов была разработана

7

специальная установка инициирования электрической дуги высокой мощности между двумя контактными поверхностями (рисунок 1).

Рис. 1. Установка для проведения испытаний на воздействие электрической дуги: 1, 8 — силовые высоковольтные провода; 2, 7 - держатели; 3, 6 -испытываемые образцы; 4 -высоковольтные изоляторы; 5 -металлическая стойка.

Испытывались наиболее распространенные материалы дугогасительных электрических контактов: Си - 50 % Сг и Си - 80 % XV. Испытания проводились по следующим параметрам: сила тока I = 2.5 кА, напряжение II = 35 В и время горения дуги т = 0,2 с.

В результате испытаний выявлено, что, материал Си - 50 % Сг обладает меньшей потерей объема при воздействии электрической дуги, чем материал Си - 80 % (рисунок 2). Этот факт трудно объяснить, т.к. хром имеет температуру плавления ниже, чем вольфрам.

По положительным результатам испытаний композиционных материалов системы Си - Сг выявлена перспектива проведения дальнейших разработок относительно материалов этой системы.

Использование материалов системы Си - Сг в качестве электрических контактов имеет ряд недостатков, связанных в основном с долгим процессом изготовления при низком качестве полученной продукции и большими затратами энергоресурсов на проведение процесса.

Си - V/ Си-Сг

Рис. 2. Износ материалов электрических контактов в дуге за 0,2 с

Кроме того, существует ряд технологических проблем, связанных с частым разрушением матрицы, в которой спекается порошковая смесь, и высокой температурой проведения спекания. Поэтому для изготовления электрических контактов из композиционного материала системы Си - Сг было предложено использовать технологию, сочетающую в себе три процесса: механическое легирование в мельнице планетарного типа, холодное компактирование порошковой смеси в брикеты и электроимпульсное спекание полученных брикетов.

При механическом легировании происходит дополнительное измельчение и смешение порошковых компонентов.

Холодное компактирование проводится с целью увеличения площади соприкосновения частиц порошкового композиционного материала друг с другом, это необходимо для образования наибольшего количества центров припекания в процессе спекания.

Электроимпульсное спекание заключается в пропускании импульсного тока высокой мощности через полученные брикеты композиционных материалов с одновременным поджатием.

Электропроводность полученных композиционных материалов представлена в таблице 1.

Таблица 1

Свойств композиционного материала Си - Сг (консолидация под давлением 200 МПа) после 1 ч обработки в планетарном активаторе

Состав КМ Электропроводность, МСм/м

Си - 30 % Сг 25,8 ± 0,6

Си - 40 % Сг 20,4 ± 0,6

Си - 45 % Сг 18,5 ±0,6

Си - 50 % Сг 16,6 ± 0,6

Структура полученных образцов композиционного материала по такой технологии (рисунок 3) имеет достаточно равномерное распределение хрома и меди.

а) х 320 б) х 2000

Рис. 3. Структура спеченного образца композиционного материала Си - 45%Сг (сканирующий электронный микроскоп)

На рисунке 3 ярко выражены три различные области:

- светло - серая (раствор на основе Си), где содержание хрома колеблется в пределах 2,5 3 % масс.;

- серая область (смесь частиц Сг и Си), содержащая хрома 60 - 85 % масс.;

- черная, представляющая собой поры, на поверхности которых образуются карбиды СГ3С2, содержащие 5 20 % масс хрома остальное оксиды меди и графит, находящийся в порах и трещинах при компактировании.

Из работ И С Гершмана, В Я Берента, Е П Шалунова, связанных с разработкой материалов для токосъема, выявлено, что наибольшим сопротивлением воздействию электрической дуги обладают графитовые вставки.

В композиционном материале, содержащем графит и медь, достигается выгодное сочетание свойств, т к графит выступает д качестве дугостойкого компонента, а медь в качестве проводящего компонента Однако, получение такого композиционного материала затруднено из-за малого краевого угла смачивания (~ 0°)

Решение поставленной задачи возможно за счет образования карбидов тугоплавких металлов на поверхности частиц графита, позволяющих меди самопроизвольно растекаться по графиту Для этого была использована технология, разработанная в институте Физической химии и электрохимии РАН, заключающаяся в модифицировании графита карбидами тугоплавких металлов.

Из опыта проведенных ранее работ Р К Чушко, Н Н Репникова, И С Гершмана было выявлено, что наиболее полного смачивания карбидов медью удавалось достичь в двух системах Си - Сг - С и Си - Ь1Ь - С Однако, при испытании на воздействие электрической дуги лучшим показывал себя материал системы Си - Сг - С

На рисунке 4 приведена структура композиционного материала системы Си - Сг - С, полученного с использованием метода модифицирования графита карбидами тугоплавких металлов

Из рисунка 4 видно, что имеется 3 составляющих структуры

- светло-серая, где сосредоточена в основном медная составляющая,

- темно-серая, где преимущественно содержутся карбиды хрома,

- черная в виде чешуек представляет собой графит.

' 200мкт ' Электронное изображение 1

Рис 4 Структура композиционного материала системы Си - Сг - С

Электропроводность полученных материалов системы Си - Сг - С представлена в таблице 2

Таблица 2

Свойства композиционного материала Си - Сг (консолидация под давлением

200 МПа) после 1 ч обработки в планетарном активаторе

Состав композиционного материала Электропроводность, МСм м

Си - 10 % (Сг - С) 20,8 ± 0,6

Си - 20 % (Сг - С) 20,5 ± 0,6

Си - 30 % (Сг - С) 19,4 ±0,6

Си - 40 % (Сг - С) 18,7 ± 0,6

Из полученных композиционных материалов систем Си - Сг и Си - Сг - С была изготовлена опытная партия образцов электрических контактов для проведения стендовых сравнительных испытаний на воздействие электрической дуги с параметрами, представленными выше, результаты которых приведены на рисунке 5

а)

Материал

□ Аноа ■ Катод

б)

Л X

Й 3 & I

* а о |

1,2

О 1 0.8

0,6

0,4

о 0,2

0

Си - 10 % (ССи - 20 % (ССи - 30 % (ССи - <10 % (Сг -С) -С) -С) -С)

Материал

(Л Анод ■ Катод

в)

1,5

Л 1

о Я ¿?

о £ о,5

5 5

о 3 о 2 ш о О I

3

Си - 10 % Си - 20 % Си - 30 " С С С

> Си - 40 % Си - 50 1 С С

Материал

□ Анод « Катод

Рис. 5. Результаты испытаний материалов на воздействие дуги:

а) Си - Сг; б) Си - (Сг - С); в) Си - С Для сравнения с полученными данными для систем Си - Сг и Си - Сг - С были изготовлены образцы из системы Си - С. Порошковая смесь была получена по методу обычного смешения порошковых составляющих с

Си-30%Сг Си—40%Сг Си—45%Сг Си-50%Сг

последующим холодным компактированием и электроимпульсным спеканием, как и в предыдущих случаях.

По полученным данным удалось установить, что материалами, обладающим наибольшим сопротивлением изнашиванию (испарение материала, разбрызгивание) в условиях горения электрической дуги, являются материалы на основе систем Си - Сг - С, содержащие 40 % графита, модифицированного хромом и Си - 45 % Сг.

После стендовых испытаний на воздействие дуги структура композиционных материалов изменилась и имела вид, представленный на рисунке 6.

а б

Рис. 6. Структура композиционных материалов Си - 45 % Сг (а)

и Си — 40 % (Сг - С) (б) После воздействия электрической дуги в материалах системы Си - Сг (рисунок 6 а) образовывались три области: I. область воздействия электрической дуги, характеризующаяся достаточно равномерным распределением хрома (42 -5- 50 %) и меди (остальное) вне зависимости от исходного количественного их состава;

II. область с малым содержанием меди (< 10 %); •

III. область исходного материала, которая не подверглась изменению при воздействии электрической дуги.

По мере приближения к поверхности горения электрической дуги (рисунок 6 б) доля содержания хрома в виде карбидов превышала долю

содержания меди Причина этого та же, что и у системы Си - Сг при горении электрической дуги с поверхности испаряется менее тугоплавкий материал (медь)

Третья глава посвящена исследованиям, связанных с заменой материалов серебряных электрических контактов на более дешевый материал

Материал серебряных электрических контактов обладает высокой стоимостью, а заменить его медью или медными сплавами не представляется возможным Это объясняется тем, что серебро по сравнению с ними способно работать при более высоких температурах (до 200 °С)

В работе были проанализированы другие системы материалов, такие как Си - Nb, Си - Мо, Си - А12Оз и др Однако, при проведении стендовых испытаний на шунтирование электрического тока выявлено, что лучшим из них оказалась внутреннеокисленная медь (ВОМ) Си - АЬОь основные свойства которой приведены в таблице 3

Таблица 3

Физико-механические свойства материалов в исходном состоянии/после

отжига при 800°С

Электропров Предел Предел

Материал прочности Твердость прочности

одность

при 20 °С (НВ) при 900 °С

(% от меди) (МПа) (МПа)

ВОМ 80/88 550/530 160/160 180/180

Медь 100/100 380/220 120/40 15/15

Для определения влияния окисной пленки на контактное сопротивление образцы различных материалов нагревались до 200°С в печи в атмосфере воздуха Переходное сопротивление определялось в зависимости

от времени выдержки при этой температуре. Результаты этих исследований приведены на рисунке 7.

О) 2

ill 0,200 | g ш 0,150

S 5 ° 0,Ю0

о. Ь <2 0,050

о. ш ___

ш

с О. 0,000 о «э о о

I 1 1 0,200 £ 5 в °'150

° s о 0,100 ® о « 0,050

о. го ш Р о. П ППП

0 1 7 10 Время нагрева образцов, час

П 5. 0, С

О ID

о О

о

1

7

10

Время нагрева образцов, час

° -я: 0,200

I О) 2

сг о m ю X s ° 0,100

СО

о_0 0,000

ою о о

О 1 7 10 Время нагрева образцов, час

Рис. 7. Изменение переходного сопротивления со временем нагрева образцов: а - Ag; б — Си; в — Си — АЬОз В процессе этих испытаний выявлено, что окисная пленка, образующаяся на поверхности образцов ВОМ, имеет непрочную связь с основным материалом. Это обеспечивает надежный контакт между поверхностями электрических контактов. Из графиков (рисунок 7) видно, что ВОМ обладает большим переходным сопротивлением, чем серебро и меньшим, чем чистая медь, что снижает влияние высокой температуры при эксплуатации на материал.

Износ и состояние рабочей поверхности электрических контактов оценивались испытаниями с коммутированием электрического тока, при которых происходит интенсивный нагрев рабочей области.

После завершения испытаний опытные образцы электрических контактов имели вид, представленный на рисунке 8, а количественные данные по их износу - в таблице 4. Из рисунка и таблицы видно, что

образцы, изготовленные из чистой меди, обладают большим износом по сравнению с образцами из ВОМ.

а б

Рис. 8. Внешний вид опытных электрических контактов после испытаний на воздействие окисной пленки на износ а - медные электрические контакты; б - электрические контакты из ВОМ

Таблица 4

Результаты испытаний по оценке влияние окислов на интенсивность изнашивания

№ Материал Масса контактов, г Переходное сопротивление, мОм

п/п ДО после до после

испытаний испытаний Изменение испытаний испытаний

1 Медь 52,417 52,144 0,273 0,072 0,472

51,819 51,628 0,191

9 ВОМ 54,189 54,071 0,118 0,138 0,350

55,615 55,537 0,078

Структурный анализ образцов после испытаний показал, что в процессе работы электрических контактов из ВОМ структура их претерпевает незначительные изменения из-за высокой температуры разупрочнения, что влечет за собой почти неизменные свойства данного материала с повышением температуры при эксплуатации. Образующиеся нестойкие окислы на поверхности образцов из ВОМ способствуют более

устойчивой работе электрических контактов во время эксплуатации. Это было подтверждено эксплуатационными испытаниями, которые проводились на тепловозах серии 2ТЭ116 в электрических контакторах КМ-2334.

Рис. 10. Общий вид электрических контактов контактора КМ-2334

после пробега тепловоза 41 тыс. км: а - ВОМ; б - серебро Эти испытания показали, что опытные электрические контакты претерпели лишь незначительные изменения (рисунок 10 а) и износ составил менее 0,1 мм при пробеге тепловоза 41 тыс. км. В свою очередь износ серебряных контактов составил 0,5 -г 1 мм (рисунок 10 б), а некоторые из них полностью износились (до медного держателя). Это объясняется тем, что температурой разупрочнения ВОМ значительно выше, чем у серебра.

Четвертая глава диссертации посвящена проблеме соединения электрических контактов с держателями.

Место не участвующее в пайке Рис. 11. Поверхность электрического контакта главного контролера электровоза, оторванного от держателя, изначально соединенных между собой по методу газопламенной пайки

На практике часто наблюдается отрыв электрического контакта от держателя При соединении контактов с держателями используется метод газопламенной пайки, не позволяющий получать качественного и прочного соединения Как показано на рисунке И, поверхность электрического контакта главного контролера, участвующая в пайке составляет менее 30 % от всей площади, предназначенной для пайки Метод электроконтактной пайки позволяет устранить эти недостатки и получить достаточно прочное паяное соединение, по сравнению с газопламенным методом, соизмеримое с прочностью самих соединяемых материалов

Сущность данного метода заключается в пропускании электрического тока высокой мощности через электрический контакт, держатель и смесь припоя с флюсом между ними

В предложенной технологии пайка соединяемых деталей начинается в центре и интенсивно распространяется к периферии В результате этого площадь, участвующая в пайке, составляет не менее 95 % Большим преимуществом данного метода является высокая скорость проведения пайки (~ 2 с), что позволяет снизить расход энергии

В работе был использован припой марки МФ9 (9 % фосфора, остальное - медь) Это объясняется следующими положениями доступность, наиболее удобный интервал плавления припоя, позволяющий применять его для пайки как меди, так и латуни, фосфор, проникая в объем припаиваемых изделий, позволяет повысить прочность и температуру плавления паяного соединения (температуру отпая), смачивание компонентами (меди) материалов припаиваемых изделий, наличие меди в припое в качестве материала с малым электросопротивлением

Разработанная технология была утверждена в ОАО "РЖД" и передана для проведения капитальных ремонтов электрического оборудования тягового подвижного состава на Воронежский тепловозоремонтный завод (ВТРЗ)

Для оценки качества паяного соединения по методу контактной пайки была разработана схема стендовых испытаний (рисунок 12), которая позволяет проводить испытания на разрыв паяного соединения в одинаковых условиях, как для газопламенной пайки, так и для контактной пайки

Определение качества паяного соединения проводилось на разработанных ранее материалах систем Си - Сг (см выше) и Си - О - С Результаты проведенных испытаний паяного соединения представлены на рисунке 13

1 - шток, 2 - медный фланец, 3 - образец из композиционного материала, 4 - центровочный шарик, 5 - медный держатель, 6 - паяные швы Разрыв при испытаниях происходил не по месту пайки, а по объему композиционного материала Так прочность пайки превышает прочность припаиваемых к меди композиционных материалов

Согласно данным, приведенным на рисунке 15, прочность паяного соединения образцов системы Си - Сг - С ниже прочности паяного соединения образцов системы Си - Сг Это объясняется тем, что графит, содержащийся в образце в виде чешуек разупрочняет паяное соединение

с.

№

V *

я о. Е оз К

о

о

и и

о

о4

и

й » и ^ , к ■л

о « 50

; I I ® & а

I в * « я « Т1 н

^ о 1Л

О и и и

1 Л 1 1

и и и и

£ ?

о о о о

1 сч д, СП 1 Т

и о и б

Рис. 13. Пределы прочности образцов при испытании на разрыв а) Си-Сг; б) Си-(Сг-С)

Структура паяного соединения композиционных материалов Си - 45% Сг и Си - 40 % (Сг — С) представлена на рисунке 14.

15КУ XI300 8012 1С..011 HI.Si.ft

15КМ 5!260 002,1 106.011 МША

а б

Рис. 14. Структура паяного соединения композиционных материалов а) Си - 45 % Сг; б) Си - 40 % (Сг - С)

На рисунке четко видна линия соединения двух изделий (медный держатель и образец композиционного материала) с распределением материала припоя по сечению паяного соединения.

Для определения прочности самого паяного соединения припаивались материал держателей (медь) и предлагаемый материал для изготовления электрических контактов (ВОМ) Такой выбор объясняется максимальным приближением к условиям эксплуатации

В данном случае разрыв происходил по месту пайки, а прочность паяного соединения составляла 200 - 250 МПа

Паяные соединения, получаемые по данной технологии, обладают рядом преимуществ перед паяными соединениями, получаемыми по методу газопламенной пайки

- прочность паяного соединения по методу контактной пайки превышает прочность паяного соединения, получаемого по методу газопламенной пайки, в 2,5 - 3 раза и составляет 200 - 250 МПа,

- поверхность, участвующая в пайке составляет не менее 95 % от общей сопрягаемой поверхности, участвующей в пайке,

- соединение по методу контактной пайки обеспечивает безотказную работу электрических контакторов на протяжении срока между капитальными ремонтами

ВЫВОДЫ

1 Исследован механизм адаптации материалов системы Си - Сг под воздействием электрической дуги

2 Разработана технология изготовления композиционных материалов на основе меди для дугогасительных электрических контактов Технология совмещает процессы механического легирования, холодного компактирования и электроимпульсного спекания Использование новой технологии позволило значительно сократить время спекания, продлить срок службы матриц и улучшить качество получаемых электрических контактов

3 Разработан материал на основе системы Си - Сг для дугогасительных электрических контактов В процессе исследований

- определен оптимальный состав материала' Си - 45 % Сг с учетом минимальной потери объема под воздействием электрической дуги,

- определен механизм высокой дугостойкости материалов системы Си -Сг по сравнению с материалами системы Си -

- выявлено, что в месте дугового воздействия образуется три зоны зона, прилегающая к поверхности горения электрической дуги, содержащая в основном хром, зона оптимального состава материала (42 - 50 % С1, остальное медь), количественный состав которой не зависит от количественного состава исходного материала, зона исходного материала На основании этого был выбран оптимальный состав материала электрических контактов - Си - 45 % Сг

4 Разработан материал для дугогасительных контактов на основе системы Си - Сг - С, в котором медь самопроизвольно растекается по графиту Материал обладает повышенным сопротивлением воздействию электрической дуги Разработана технология изготовления материала Си - 40 % (Сг — С), с использованием модифицирования графита хромом и электроимпульсного спекания

5 Для замены серебра в электрических контактах предложен наноматериал типа внутреннеокисленнной меди Си - 0 3 % АЬСЬ Результаты эксплуатационных испытаний показали, что интенсивность изнашивания материала системы Си - А120з в 2 - 4 раза меньше интенсивности изнашивания серебра Высокая износостойкость разрывных контактов из предложенного материала по сравнению с серебром связана с его высокой температурой разупрочнения и слабой связью окислов с основным материалом

6 Разработана технология надежного соединения электрических контактов с держателями В данной технологии использовался метод контактной пайки Технология позволяет увеличить в 2,5 - 3 раза

прочность паяного соединения по сравнению с методом газопламенной пайки и применять припои без серебра Разработана технологическая инструкция соединения электрических контактов с держателями, которая была утверждена в ОАО "РЖД" и внедрена на Воронежском тепловозоремонтном заводе (ВТРЗ) для ремонта электрического оборудования

7 Замена материалов серебряных электрических контактов позволит обеспечить годовую экономию на проведение капитальных ремонтов тягового подвижного состава около 30 млн руб

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРРТАЦИИ

1 Харитонов Е О, Разработка дугостойких материалов для электрических контактов / Сб статей ученых и аспирантов Развитие железнодорожного транспорта в условиях реформирования М Интекст, 2006 С 220 225

2 Гершман И С, Харитонов Е О, Бардин А Н , Испытания на дуговое воздействие материалов систем Си - С, Си - Сг и Си - Сг - С // Вестник ВНИИЖТ Интекст, 2006 № 4 С 42 44

3 Харитонов Е О Улучшение качества соединения электрических контактов с держателями / Сб статей молодых ученых и аспирантов Вопросы развития железнодорожного транспорта в условиях рыночной экономики М Интекст, 2007 С 176 180

4 Измайлов В В , Гершман И С , Новоселова М В , Харитонов Е О , Порошковые материалы для электрических контактов // Материаловедение ООО Наука и технологии, 2007 № 8 С 22 28

Подписано к печати 25 09 2007 г Формат бумаги 60x90 1/16 Объем 1,5 п л Заказ 154 Тираж 100 экз Типография ВНИИЖТ, 3-я Мытищинская ул , д 10

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ СИЛОВЫХ РАЗРЫВНЫХ КОНТАКТОВ.

1.1. Материалы для силовых разрывных контактов и методы их получения.

1.1.1. Контакт-детали на основе вольфрама (ГОСТ 13333-75).

1.1.2. Контакты на основе серебра (ГОСТ 19725-74).

1.2. Влияние рабочих режимов на работоспособность материалов.

1.3. Влияние окисления на способность спекания методом пропускания электрического тока.

1.4. Методы изготовления электрических контактов из композиционных материалов.

1.4.1. Спекание «сопротивлением».

1.4.2. Спекание импульсным током.

1.4.3. Спекание с программированным нагружением.

1.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕРИАЛА ДЛЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Технология изготовления изделий из КМ системы Си - Сг.

2.2.1. Механическое легирование.

2.2.2. Компактирование порошковой смеси в брикеты.

2.2.3. Электроимпульсное спекание.

2.2.4. Структурное исследование полученных изделий из КМ системы Си - Сг.

2.3. Испытания электрических контактов из материалов системы

Си - Сг на электродуговое взаимодействие.

2.4. Результаты испытаний электрических контактов системы Си - Сг электродуговому взаимодействию.

2.4.1. Результаты испытаний.

2.4.2. Структурное исследование КМ опытных образцов.

2.5. Технология изготовления изделий из КМ системы Си - Сг - С.

2.5.1. Структурные исследования КМ системы Си - Сг - С.

2.6. Результаты испытаний электрических контактов системы

Си - Сг - С на электродуговое взаимодействие.

2.6.1. Результаты испытаний.

2.6.2. Структурные исследования КМ системы Си - Сг - С после испытаний на дуговое воздействие.

2.7. Испытания образцов КМ системы Си - С на воздействие электрической дуги.

Увеличение мощности электрооборудования на тяговом подвижном составе влечет за собой интенсивное изнашивание составляющих его деталей и преждевременные их ремонты. Возникает проблема, связанная с повышением надёжности, безопасности и безотказности работы как уже существующего, так и разрабатываемого электротехнического оборудования.

Проблемы при эксплуатации электрических контактов связаны с применением дорогостоящих материалов, преждевременным изнашиванием рабочей части, отпаиванием электрических контактов от держателей, разрушением отдельных частей конструкций и др.

Данная работа направлена на частичное решение этих проблем. Предусматривается: разработка нового материала для дугогасительных электрических контактов, замена серебросодержащих материалов на материал более экономичный и разработка технологии надежного соединения электрических контактов с держателями.

Актуальность работы обусловлена рядом факторов:

- необходимость повышения качества, экономичности, надежности и безотказности работы электрического оборудования за счет применения новых материалов;

- использование менее дорогих материалов в качестве электрических контактов, снижающих себестоимость ремонтных работ оборудования;

- повышение срока службы электрических контактов;

- снижение случаев отрыва электрических контактов от держателей;

Цель работы:

- разработать материал на основе меди для дугогасительных электрических контактов с увеличенным сроком службы по сравнению с применяемыми до настоящего времени материалами;

- разработать технологию, позволяющую повысить качество изготовления электрических контактов, работающих на гашение электрической дуги;

- найти более экономичный материал взамен серебра для дугостойких электрических контактов, обеспечивающий безотказную работу на протяжении срока эксплуатации между капитальными ремонтами тягового подвижного состава;

- разработать технологию более прочного соединения электрических контактов с медными держателями по сравнению с применяемым до настоящего времени газопламенным методом.

Научная новизна.

1. Исследован механизм адаптации материалов системы Си - Сг при воздействии электрической дуги, заключающийся в структурной самоорганизации приповерхностной зоны. Структурная самоорганизация заключается в том, что у поверхности материалов системы Си - Сг вне зависимости от их исходного состава после воздействия электрической дуги различаются три области: исходного материала; обедненная медью; оптимального состава (42 + 50 % хрома, остальное - медь).

2. Предложена технология изготовления электрических контактов системы Си - Сг, заключающаяся в сочетании трех процессов: механическое легирование, холодное компактирование порошковой смеси в брикеты и электроимпульсное спекание полученных брикетов. Механическое легирование позволяет повысить подвижность компонентов, а следовательно, способствует адаптации материалов при воздействии электрической дуги.

3. Исследовано влияние состава материалов систем Си - Сг, Си - Сг - С и Си - Nb - С на износ при воздействии электрической дуги. Было выявлено, что адаптивными свойствами к электрической дуге обладает только материал системы Си - Сг.

4. Исходя из поверхностных свойств (слабая связь окислов меди с основой) и физико-механических свойств (жаропрочность и электропроводность) был выбран наноматериал - внутреннеокисленная медь (Си - 1 % об. АЬОз) для замены серебра в электрических контактах.

5. Основываясь на комплексных критериях, были определены оптимальные параметры технологии соединения электрических контактов с держателями.

Практическая ценность.

- Исходя из механизма адаптации, был разработан материал на основе системы Си - Сг (медь - хром) для электрических контактов, работающих на дугогашение, и технология его изготовления с использованием методов механического легирования и электроимпульсного спекания. Материал Си - 45 % Сг обладает достаточно высоким сопротивлением воздействию электрической дуги по сравнению с остальными аналогичными материалами систем Си - Сг, Си - W (медь - вольфрам) и др. Разработанный материал для электрических контактов, позволят обеспечить больший ресурс работы и безотказность электрических контакторов подвижного состава.

- Разработанная технология изготовления электрических контактов из композиционных материалов системы Си - Сг позволяет ускорить процесс их изготовления за счет уменьшения времени спекания до нескольких секунд, повысить качество получаемых электрических контактов и увеличить срок службы матрицы в процессе стадии холодного компактирования.

- Разработан материал на основе системы Си - Сг - С для электрических контактов, работающих на дугогашение, и технология его изготовления, включающая модифицирование графита карбидами тугоплавких металлов в частности карбид хрома - Q3C2). Использование метода модифицирования графита карбидами тугоплавких металлов при изготовлении этих материалов позволит обеспечить получение надежного смачивания полученных гранул медью. Это приведет к повышению сопротивления электрической дуге полученных материалов, т.к. в них сочетаются два компонента - медь в качестве проводящего компонента и графит в качестве дугостойкого компонента. Экспериментально показано, что материал Си - 40 % (Сг - С) отличается от материалов систем Си - Сг и Си - W большим сопротивлением воздействию электрической дуги.

- Использование внутреннеокисленной меди вместо серебра позволит обеспечить более долгий срок службы электрических контактов и снизить затраты при капитальных ремонтах, связанных с закупкой материала. Экономия в этом случае составит 25 ч- 30 млн. руб./год. Снизятся затраты, связанные с простоем тягового подвижного состава в ремонте.

- Разработанная технология соединения электрических контактов с держателями по методу контактной пайки позволит обеспечить неразъемное паяное соединение высокой прочности. Паяное соединение, получаемые таким методом, обладают прочностью 200 ч- 250 МПа, что в 2,5 - 3 раза выше прочности паяного соединения получаемого по методу газопламенной пайки. Площадь, участвующая в пайке составляет > 95 %.

Основные результаты и выводы

1. Исследован механизм адаптации материалов системы Си - Сг под воздействием электрической дуги;

2. Разработана технология изготовления КМ на основе меди дугогасительных электрических контактов. Технология совмещает процессы механического легирования, холодного компактирования и электроимпульсного спекания. Использование новой технологии позволило значительно сократить время спекания, значительно продлять срок службы матриц и улучшить качество получаемых электрических контактов;

3. Разработан материал на основе системы Си - Сг для дугогасительных электрических контактов. В процессе исследований:

- определен оптимальный состав материала: Си - 45 % Сг с учетом минимальной потери объема под воздействием электрической дуги;

- определен механизм высокой дугостойкости материалов системы Си -Сг по сравнению с материалами системы Си - W;

- выявлено, что в месте дугового воздействия образуется три зоны: зона, прилегающая к поверхности горения электрической дуги, содержащая в основном хром; зона оптимального состава материала (42.50 % Сг, остальное медь), количественный состав которой не зависит от количественного состава исходного материала; зона исходного материала. На основании этого был выбран оптимальный состав материала электрических контактов - Си 45 % Сг.

4. Разработан материал для дугогасительных контактов на основе системы Си - Сг - С, в котором медь самопроизвольно растекается по графиту. Материал обладает повышенным сопротивлением воздействию электрической дуги. Разработана технология изготовления материала Си - 40 % (Сг - С), с использованием модифицирования графита хромом и электроимпульсного спекания.

5. Для замены серебра в электрических контактах предложен наноматериал типа внутреннеокисленнной меди: Си - 0.3 % АЬОз. Результаты эксплуатационных испытаний показали, что интенсивность изнашивания материала системы Си - AI2O3 в 2 ч- 4 раза меньше интенсивности изнашивания серебра. Высокая износостойкость разрывных контактов из предложенного материала по сравнению с серебром связана с его высокой температурой разупрочнения и слабой связью окислов с основным материалом.

6. Разработана технология надежного соединения электрических контактов с держателями (приложение 7). В данной технологии использовался метод контактной пайки. Технология позволяет увеличить в 2,5.3 раза прочность паяного соединения по сравнению с методом газопламенной пайки и применять безсеребряные припои. Разработана технологическая инструкция соединения электрических контактов с держателями, которая была утверждена в ОАО "РЖД" и внедрена на Воронежском тепловозоремонтном заводе (ВТРЗ) для ремонта электрического оборудования (приложение 8).

7. Замена материалов серебряных электрических контактов позволит обеспечить годовую экономию на проведение капитальных ремонтов тягового подвижного состава около 30 млн. руб.

1. Березин В. Б., Прохоров Н. С., Рыков Г. А., Хайкин А. М. Справочник электротехнических материалов 3-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1983. 399 с.

2. Хольм Р. Электрические контакты. М.: изд. Иностранной литературы., 1961.464 с.

3. Нотон Б. Применение композиционных материалов в технике. М.: Машиностроение, 1978. 508 с.

4. Кояма Тэцуо, Соэно Хироси, Андо Хисаси Способ получения композиционного электроконтактного материала. Япония: пат., Кл. 10 А 604, (В22 F3/36), №53 15681.

5. Нотыч А. А., Кроликов В. Ф., Жилин А. А. Влияние легирования на свойства вольфрам-медных электрических контактов. // Перспект. Матер. 1999. №4. С 80.82.

6. Hammerlis. Kontact probleme an schnellen Schaltsystemen. // Bulletin Schweiz. El. Techn. Vereins. 1956. № 26. P. 167.

7. Hermance H. W., Egent T. F. Examination of contact and other surfaces by a plastic replica technique. // Proc. by Engineers publishers GPO 1151.

8. Holm R., Guldenpfnnig F., Holme E., Stormer R. Wiss. Veroff. Siemens-Werk. 1931. № Ю/4. 20. P. 37.38.

9. Holm R., Meissenger W., Z. Phys. 1932. № 74. 715 p.

10. Holm R., Meissenger W., Z. Phys. 1933. № 86. 787 p.

11. Cech B, Vyvojove tendence materialu pro elektricke kontakty. // Pokr. prask. met. VUPM. 1995. № 3. P. 20.23.

12. Новые композиционные материалы для электрических контактов и способих получения. Рынок мет. 1999. № 4. С. 58.60.

13. З.Иванов В. В. Способ изготовления спеченного материала на основе меди для электроконтактов. Пат. 2131940 Россия. МПК С 22 С 1/04.

14. Лесник Н. Д., Минакова Р. В., Хоменко Е. В. Система хром медь: адгезиоиныехарактеристики, лигироваиие, сруктура переходной зоны и композиционных материалов. // Киев: Порошковая металлургия. 2001. №7-8. С. 137.147.

15. Wang W. S., Hwang К. S. The effect of tungsten particle size on the processing and properties of infiltrated W-Cu compacts. // Met. and Mater. Trans. A. 29. 1998. №5. P. 1509. 1516.

16. Akiyoshi Naoyoshi, Nakada Kimio, Koda Katsumi, Yamabe Hiroyuki, Nakayama Masao, Toho Kinzoku Co Copper-tungsten alloys and their manufacturing methods. Пат. 5889220 США. МПК В 22 F 9/00.

17. Гетьман О. И., Лесник Н. Д., Минакова Р. В., Хоменко Е. В. Формирование структуры при спекании в присутствии жидкой фазы в системах Сг Си - металл семейства железа. I. Система Сг - Си. // Порошковая металлургия, 2006. № 5/6. С. 3.9.

18. Нотон Б. Применение композиционных материалов в технике. М.: Машиностроение, 1978. 508 с.

19. Абрамова К. Б., Бочаров Ю. Н., Самойлов С. Д., Щербаков И. П. Формирование брикетов из отдельных металлических частиц под воздействием коротких импульсов электрического тока большой плотности. //Ж. техн. физ. 71. 2001. №4. С. 122. 127.

20. Weissler G. A. Powder Materials Int. 1979. v. 11. №3. P. 112.144;

21. Sakai Т., Itabashi M., Hara Z. Monthly J. // Inst. Industr. Sci., 1966. v. 18.2 P. 35.40.

22. Райченко А. И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока. М.: Металлургия, 1987. 129 с.

23. Akechi К., Нага Z. // J.: Japan. Soc. Powder and Powder Met., 1978. v. 25, №6. P. 14. 19.

24. Намитоков К. К., Пархоменко И. В. Электрические контакты и электроды. Киев: Наукова думка, 1977.117 с.

25. Сагач М. Ф., Базилевич В. Д., Кохановский С. П. и др. Электрические контакты и электроды. Киев: Наукова думка, 1977. 512 с.

26. Рыкалин Н. Н. Тепловые процессы при контактной сварке. М.: Изд-во АНСССр. 1969.153 с.

27. Сгриков М. И. Слетков А. А. Умрихин В. М. // Порошковая металлургия. 1978. № 12. С. 13. 17.

28. Kotschy J. / 4 International Conference on Powder Metallurgy (Chekhoslov., Vysoke Tatry, 1974), Dom techn. SVTS Zilina, SAV UEM Kosice. 1974. V. l.P. 77.90.

29. Гегузин Я. E., Кривоглаз M. А. Движение макроскопических включений в твердых телах. М.: Металлургия, 1971. 344 с.

30. Ковальченко М. С. // Киев: В кн.: Теория и технология спекания. Наукова думка. 1974. С. 71.79.

31. Ковальченко М. С. Теоретические основы горячей обработки пористых материалов давлением. Киев: Наукова думка. 1980. 107с.

32. Баланкин С. А., Горбачев JI. П., Григорьев Е. Г. и др. // Журнал прикл. Механики и техн. Физ. 1980. №4. С. 132. 136.

33. Butcher В. М., Caroll М. М., Holt А. С. // J.: Appl. Phys. 1974. v. 45. № 9. p. 3864. 3875.

34. Гермель В., Зигель С., Ошкадеров С. П. Андрущик JI. О., Швитай В. А., ЯремчукВ. В. //Порошковая металлургия. 1986. № 1. С. 23.25.

35. Кипарисов С. С., Левинский Ю. В. Внутреннее окисление и азотирование сплавов. М.: Металлургия. 1979. С. 54.71.

36. Кузьменко П. П. Электроперенос, термоперенос и диффузия в металлах. Киев: Вища школа. 1983. 151 с.

37. Williams D. J., Johnson W. // Powder met. 1982. v. 85. № 2. P. 85.89.

38. Райченко А. И. //Порошковая металлургия 1985. № 1. С. 29.33.

39. Shakery М., Al-Hassani. S.T.S., Davies T.J. // Powder Met. Int. 1979. V. 11. № 3. P. 120.124.

40. Лазаренко Б. P., Лазаренко H. И. и Лазаренко В. Р. / А. с. 88330 (СССР) Опубл. в Б. И. 1964. № 19. С. 79.

41. Williams D. J., Clyens S. Met. and Metal Form. 1977. v. 44. № 3. P. 125.127.

42. Аль-Хаеани С. В. Прогрессивные технологические процессы в порошковой металлургии. / Докл. Всесоюзн. науч. конф. (Минск, май 1981). Минск: Вышейшая школа. 1982. С. 83.91.

43. Патент 3241956 (США). 1966.

44. Буренков С. А., Левина Д. А., Райченко А. И. Электромеханическая промышленность. / Электротермия, реферативный научн.-техн. сб. № 7 (191). М.: ВНИИ информация и тех.-эконом. исследований в электротехнике. 1978 С. 4.5.

45. Райченко А. И. Введение в фотометрию металлических порошков. Киев: Наукова думка. 1973. 174 с.

46. Райченко А. И., Скорик Л. И., Буренков Г. Л. и др. Порошковая металлургия. 1973. № 3. С. 102. 105.48.1shiyamaМ. //MechanicalDesign. 1976. V. 20. № 6. P. 93. 100.

47. Seki Tsuneyo, Yamamoto Atsushi, Kusano Takashi, Okutomi Tsutomu. Contact material for vacuum valve. К. K. Toshiba. J. № 09/035998.

48. Иванов В. В., Кирко В. И., Шао Ван-Чжу. Материал для разрывных электрических контактов на основе меди. Пат. 2122039 Россия.

49. Иванов В. В. Композиционный электроконтактный материал на основе меди. Пат. 2131941 Россия.

50. Yang Ziqin, Jia Chengchang, Gan Le, Zhao Jun, XieZizhang. A microstructure of allows W Cu, fabricated by mechanical activation. // J.: Univ. Sci. andTechn. Beijing. 2002. 24. № 2. P. 115. 118.

51. Chen Guo-qin, Wu Gao-hui, Zhu De-zhi, Zhang Qiong, Jiang Long-tao. Microstructure and thermal and electric conductivities of high dense Mo/Cu composites. // China: Trans. Nonferrous Metals Soc. 2005. 15. Spec, issue 3. C. 110.114.

52. Cao Hui, Wang Ya-ping, Zheng Zhi, Xian Ai-ping. Properties of CuCr contact materials with low chromium content and fine particles. // China: Trans. Nonferrous Metals Soc. 2003. 13. № 4. P. 930.932.

53. Bi Xiao-qin, Hu Rui, Li Jinshan, Zhu Qi, Fu Heng-zhi. Evolution of microstructure of natural composites Cu Cr. Mater. // Sci. and Tecnol. 2005. 13. №2. C. 153. 157.

54. Yang Zhimano. Xi'an jiaotong daxue xuebao. J.: Xi'an jiotoing Univ. 1997. № 3. P. 31.

55. Измайлов В. В., Гершман И. С., Новоселова М. В., Харитонов Е. О., Порошковые материалы для электрических контактов. // М.: Материаловедение. ООО Наука и технологии, 2007. № 8. С. 22.28.

56. Gruber Mattias. Dispersionsgehartetes Kupfer mit hoher Leitfahigkeit durch Hochergiemahlen. Dis. Unit. Erlangen-Nurnbery. Erlangen. 1998.

57. Аксенов А. А., Просвиряков А. С., Гершман И. С., Истомин-Кастровский В. В. Электротехнический композиционный материал на основе системы медь хром, полученный методом механического легирования. //Цветные металлы. 2007. № 2. С. 23.29.

58. Morris D. G., Morris М. A. Microstructure and Strength of Nanocrystalline Copper Alloy Prepared by Mechanical Alloying. // Acta Metallurgica et Materialia. 1991. V. 39. №. 8. P. 1763.1770.

59. Morris M. A., Morris D. G. Microstructural Refinement and Associated Strength of Copper Alloys Obtained by Mechanical Alloying. // Materials Science and Engineering. 1989. P. 115. 127.

60. McCormick P. G., Froes F. H. The fundamentals of mechanochemical processing. // J.: JOM. Miner., Metals and Mater. 1998. Soc. 50. № 11. P. 61 -65.

61. Enhong Zhou, Suryanarayana C., (Sam) Froes F.H. Effect of premilling elemental powders on solid solubility extension of magnesium in titanium by mechanical alloying. // Materials Letters. 1995. V. 23. P. 27.31.

62. Botcharova E., Freudenberger J., Schultz L. Cu-Nb alloys prepared by mechanical alloying and subsequent heat treatment. // Journal of Alloys and Compounds. 2004. vol. 365. P. 157. 163.

63. Morris M. A., Morris D. G. Ball-milling of elemental powders compound formation and/or amorphization. // Journal of Material Science. 1991. V. 26. P. 46.96.

64. Morris M. A., Morris D. G. Competition between amorphous or intermetallic phase formation during ball-milling. // Colloque de physique, Colloque C4,1990. suppl. 14. V. 51. P. 211.217.

65. Скаков Ю. А. Высокоэнергетическая холодная пластическая деформация, диффузия и механохимический синтез. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2004. № 4. С. 3. 11.

66. Аксенов А. А., Просвиряков А. С., Кудашов Д. В., Гершман И. С. Структура и свойства КМ на основе системы Си Сг, полученных методом МЛ. // Изв. ВУЗов. Цветная металлургия. 2004. № 6. С. 39.46.

67. Химиченко А. А., Лямкин А. И. Компактирование смесей порошков меди и двуокиси алюминия. / Материалы Всероссийской научно-технической конференции 23 24 окт. Красноярск: 2003. 128 с.

68. Харитонов Е. О. Разработка дугостойких материалов для электрических контактов. / Сб. статей ученых и аспирантов Развитиежелезнодорожного транспорта в условиях реформирования. М.: Интекст. 2006. С. 220.225.

69. Белявин К. Е., Минько Д. В., Кузнечик О. О. Моделирование процесса электроимпульсного спекания металлических порошков. // Инж.-физ. ж. 2004.77. № 3. С. 136- 143.

70. Гершман И. С., Харитонов Е. О., Бардин А. Н., Испытания на дуговое воздействие материалов систем Си С, Си - Сг и Си - Сг - С. // Вестник ВНИИЖТ. 2006. № 4. С. 42.44.

71. Гершман И.С. Разработка износостойких материалов с помощью методов неравновесной термодинамики на примере скользящих электрических контактов. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. М.: 2006. 234 с.

72. Xu Long-shan, Chen Xiao-hua, Wu Yu-rong, Pan Wei-ying, Xu Hai-yang, Zhang Hua. Fabrication of composite with carbon nanotubs of copper. // Chin.: J. Nonferrous Metals. 2006.16. № 3. C. 406.411.

73. Иванов В. В. Технологическое исследование медно-алмазных порошковых материалов для электроконтактов. // Перспект. матер. 1999. №3. с. 64.70.

74. Lopez М., Camurri С., Vergara V., Jimenez J.A. Electron microscopy characterization of mechanically alloyed and hot consolidates Си СГ3С2 particles. //Rev. met. CENIM. 2005. 41. №4. C. 308.312.

75. Cheng Xian-yi, Wang Ming-pu, Li Zhou, Guo Ming-xing, Cao Xian-jie. The process of fabrication and properties of copper alloys with nanosized dispersed particles A1203. // Mater. Sci. and Tecnol. 2005. 13. № 2. C. 127.134.

76. Ильинский А. И., Герлецкий А. С., Зозуля Э. В. О структуре и прочности быстрозакаленных композитов Си AI2O3. // Физ. мет. и металловед. 1998. 86. № 6. С. 121.124.

77. Zhang Yun, Wu Jianjun, Li Guobin, ShenYutian, Lei Tingquan. Inner oxidizations of aluminum alloys. // Mater. Sci. and Tecnol. 1999. 7. № 2. C. 91.95.

78. Plascencia Gabriel, Utigard Torstein. High temperature oxidation mechanism of dilute copper aluminum alloys. // A. Corros. Sci. 2005. 47. № 5. C. 1149.1163.

79. Ziyuan Shi, Deqing Wang. Alumina particles in a copper matrix formed by aluminizing and internal oxidation. // J.: Mater. Sci. Lett. 1998. 17. № 6. C. 477.479.

80. Амирханов H. M., Исламгалиев P. К., Валиев P. 3. Механические свойства нанокомпозита Си + 0,5 % AI2O3, полученного интенсивной пластической деформацией. // Физ. мет. и металловед. 2001. 92. № 5. С. 99. 107.

81. Cheng Jian-yi, Wang Ming-pu, Li Zhou, Wang Yan-hui, Xiao Cong-wen, Hong Bin Trans. Fabrication and properties of low oxygen grade AI2O3. // Nonferrous Metals Soc. China: 2004. 14. № 1. p. 121. 126.

82. Rajkovic Viseslava M., Mitkov Miijana V. Dispersion hardened Си А120з produced by high energy milling. // Int. J. Powder Met. 2000. 36. № 8. P. 45.49.

83. Кузнецов О. А., Погалов А. И. Прочность паяных соединений. М.: Машиностроение, 1987. 112 с.

84. Лашко Н. Ф., Лашко С. В. Пайка материалов. В кн.: Сварка в СССР. Т. 1. Развитие сварочной техники и науки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование. М.: Наука, 1981. С 438.432.

85. Абросимов Л. Я., Кольчак В. В. Припои для низкотемпературной пайки. // Сварочное производство. 1973. № 4. 190 с.

86. Лакедемонский А. В., Хряпин В. Е. Паяние и припои. М.: Металлургиздат, 1959. С. 38.86.

87. Манко Г. Пайка и припои. М.: Машиностроение, 1968. 185 С.

88. Лашко Н. Ф., Лашко С. В. Пайка материалов. М.: Машиностроение, 1977.328 с.

89. Лашко Н. Ф., Лашко С. В. Контактные металлургические процессы при пайке. М.: Металлургия, 1977. 192 с.

90. Асиновская Г. А. Газовая сварка и наплавка цветных металлов и сплавов. М.: Машиностроение, 1974. 118 с.

91. Брукер X. Р., Битсон Е. В. Пайка в промышленности. М.: Оборонгиз, 1957.315 с.

92. Харитонов Е. О. Улучшение качества соединения электрических контактов с держателями. / Сб. статей молодых ученых и аспирантов Вопросы развития железнодорожного транспорта в условиях рыночной экономики. М.: Интекст, 2007. С. 176. 180.