Toz metallurjisi yöntemiyle gümüş-kadmiyum oksit esaslı kontak malzemesi üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada toz metalürjisi yöntemiyle üretilen Ag - CdO esaslı kontak malzemelerinin özelliklerine CdO oranının etkisi incelenmiştir. Gümüş ve CdO tozlan üretildikten sonra homojen bir şekilde karıştırılıp 280 MPa' da preslenmiş ve 800 °C de sinterlenmiştir. Sinterlenen kontak malzemelerinin yoğunluğunu arttırmak amacıyla 750 MPa' da tekrar preslemniştir. Üretilen kontak malzemelerinde CdO oram % 0 - % 10 arasında değiştirilmiştir. Sabit ve hareketli kontak çiftlerinin malzemeleri aynı türden seçilmiştir. Numuneler belirli çevrim sayılarında alınarak ağırlıkları ölçülmüş ve yüzeyleri stereo mikroskop allında incelenmiştir. Deneyler, imal edilen deney düzeneğinde 220 V, 50 Hz ve 8 A alternatif akım şartlarında ve dakikada 30 açma - kapama ( Çevrim ) olacak şekilde yapılmıştır. Açma - kapama sayısı, 40000' e kadar çıkartılarak çevrim sayısı ile ağırlık kaybı arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Bütün kontak malzemelerinde ilk 10000 çevrimde hızlı bir ağırlık kaybı olduğu, daha sonra bu ağırlık kaybının giderek azaldığı belirlenmiştir. Gümüş içerisindeki CdO oram arttıkça ağırlık kaybının azaldığı gözlenmiştir. Bu azalma % 5' e kadar CdO içeren malzemelerde pek belirgin olmayıp özellikle % 7.5' in üzerinde CdO içeren kontaklarda oldukça belirgin bir şekilde ortaya çıkmıştır. Belirli çevrim sayılarında kontakların yüzeylerinde yapılan incelemelerde ark etkili bölge, geçiş bölgesi ve ark etkisiz bölge olmak üzere üç farklı bölgenin oluştuğu gözlenmiştir. Ark etkili bölgeler çevrim sayısının artmasıyla genişlemiştir. CdO oranının düşük olduğu kontak malzemelerinde ark etkili bölge yüzeyinde nispeten kaba girinti ve çıkıntılar oluşurken artan CdO oranıyla genişleyen ark etkili bölgede nispeten daha küçük çukurcuk ve tepeciklerin oluştuğu ve artan CdO oranıyla ark söndürme özelliğinde iyileşme olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektrik kontak malzemeleri, Ag esaslı kontak i' malzemesi, Ark erozyonu VI

SUMMARY Investigation of Properties of Silver - Cadmium Oxide Based Contact Materials Produced by Powder Metallurgy In this study, the effects of cadmium oxide content on the properties of Ag - CdO based contact materials produced by powder metallurgy were investigated. Silver and cadmium oxide powders were uniformly mixed and pressed at 280 MPa,. Compacts were sintered at 800 °C and re-pressed at 750 MPa to increase then- densities. The cadmium oxide content in contact materials was changed between 0 % and 10 %. The same materials were used for fixed and movable contacts. The contact surfaces were examined after certain cycles and the weights were measured. Arc erosion experiments were carried out at 220 V, 50 Hz, 8 A ac and cycled at 30 operations per minute. The number of cycles were increased up to 40000. It was observed that all the samples were loosing weights rapidly up to 10000 cycles and after that the weight losses were slow up to 40000 cycles. The effects of CdO was not significant at low CdO contents but over 7.5 % CdO weight losses were decreased with increasing CdO contents. Examinations of contact surfaces using stereo microscope after certain cycles, showed that there were three distinct reagions : A smooth one not affected by the arc, a zone of transition and the finally the arc affected zone. The later one increased with increasing number of cycles. In low CdO containing contacts, arc affected zone was not uniform and rough surface with relatively bigger ravines and ridges were observed. Arc affected zone became homogeneous and more uniform with increasing CdO content. It was also observed that arc extinquishing properties were improved with increasing CdO content. Key Words: Electrical contact materials, silver - based contacts, arc erosion vn