Металлокерамика

Металлокерамические или порошковые сплавы получают из металлических порошков методом их прессования и последующего спекания при температуре ниже температуры плавления исходных материалов или с частичным расплавлением наиболее тугоплавкой составляющей смеси.

Основным сырьем для получения металлокерамических изделий являются порошки вольфрама, титана, кобальта, марганца, хрома, железа, меди, олова, алюминия, ферросплавов и других сплавов. Формы помещают в гидравлические или кривошипные прессы и проводят операцию прессования.

Спекание проводят в электрических или вакуумных печах в восстановительной или защитной среде для предохранения металлов от окисления. В результате спекания сцепление частиц порошка происходит вследствие взаимной диффузии атомов настолько плотно, что отдельные частицы порошка перестаю существовать самостоятельно. Продолжительность процесса спекания может составлять от нескольких минут до нескольких часов, что зависит от конфигурации и размеров изделия.

При горячем прессовании процессы прессования и спекания проводят одновременно, что сокращает время спекания в 20…30 раз.

3.11.Проводниковые изделия

Для передачи и распределения электрической энергии, соединения различных приборов и их частей, изготовления обмоток электрических машин применяют:

обмоточные провода;

монтажные провода;

установочные провода и шнуры;

кабели.

Обмоточные провода. Обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов.

В качестве проводникового материала в обмоточных применяют медь и алюминий. В зависимости от применяемой изоляции обмоточные провода выпускают с эмалевой, волокнистой, пленочной и эмалево-волокнистой изоляцией.

Эмалированные провода являются наиболее перспективными среди обмоточных проводов, так как имеют наименьшую толщину изоляции (0,007…0,065 мм). Применяя такую проволоку, можно увеличить мощность электрической машины за счет большего числа витков в объеме обмотки.

Эмалевая изоляция наносится на эмалировочных станках в виде гибкого и лакового покрытия.

Наибольшее применение находят провода с высокопрочными эмалевыми покрытиями на основе поливинилацеталевой и полиэфирной смол (провода ПЭВ и ПЭТВ с нагревостойкостью до 130⁰С), а также провода с высокопрочным эмалевым покрытием на основе полиуретановой смолы (провод марки ПЭВТЛ луженный с нагревостойкостью до 120⁰С).

Вследствие наличия заусенцев на проволоке и несовершенства технологии эмалирования в тонком слое изоляционного покрытия имеются точечные повреждения (небольшое число сквозных отверстии). На длине провода 1м может быть от 5 до 15 точечных повреждений. Поэтому обмотки из проводов с эмалевой изоляцией пропитывают электроизоляционными лаками.

Марки некоторых медных и алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией следующие:

Медные: ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭВТЛ-1, ПЭВТЛ-2, ПЭТВ.

Алюминиевые: ПЭЛ, ПЭВА, ПЭЛРА.

Важнейшими характеристиками эмалированных проводов является эластичность, нагревостойкость и электрическая прочность.

Обмоточные провода с волокнистой изоляцией имеют большую толщину изоляции (0,05-0,17 мм) по сравнению с эмалированными проводами. В качестве волокнистой изоляции применяют пряжу: хлопчатобумажную, шелковую, из капроновых, асбестовых, лавсановых и стеклянных волокон.

Наибольшая нагревостойкость обмоточных проводов достигается применением стеклянной и асбестовой пряжи, подклеиваемой к поверхности провода с помощью глифталевых и кремнийорганических лаков, которые обладают повышенной стойкостью к нагреванию.

Марки некоторых медных и алюминиевых проводов с волокнистой и пленочной изоляцией такие:

Медные: ПБ, ПБО, ПБОО, ПШД, ПСД.

Алюминиевые: АПБ, АПБД, АПСД.

В качестве пленочной изоляции для проводов, которые используют для изготовления обмоток трансформаторов, применяют бумажную ленту, хорошо пропитанную минеральным маслом. Проволока с пленочной бумажной изоляцией обеспечивает высокую электрическую прочность обмоткам трансформаторов. Для повышения механической прочности изоляции из бумажной ленты ее покрывают хлопчатобумажной или капроновой пряжей.

К обмоточным проводам с волокнистой изоляцией предъявляются следующие требования:

отсутствие просветов между нитями обмоток;

отсутствие нитей при навивании провода на стальной стержень, диаметр которого равен пяти диаметрам провода с волокнистой изоляцией в два слоя, или при навивании провода с однослойной изоляцией на стержень, диаметр которого равен десяти диаметрам провода.

Обмоточные провода с волокнистой обмоткой обладают следующими свойствами:

невысокие электроизоляционные свойства, так как все виды волокнистой изоляции гигроскопичны, т.е. поглощают влагу из воздуха;

обмотки из проводов с волокнистой изоляцией требует тщательной сушки и пропитки изоляционными лаками или компаундами;

пробивное напряжение проводов с шелковой изоляцией 450…600 В, с хлопчатобумажной изоляцией – 700…1000 В, с асбестовой изоляцией – 450…500 В.

У проводов с эмалево-волокнистой изоляцией поверх слоя эмали наносят обмотку из хлопчатобумажной, шелковой, капроновой или стеклянной пряжи. Такие обмоточные провода применяют для изготовления тяговых, шахтных электродвигателей, электрических машин и аппаратов, которые эксплуатируются в более тяжелых условиях и требуют защиты эмалевой изоляции. Наибольшей механической прочностью обладает обмотка с лавсановых волокон. Обмотка из стеклянной пряжи обладает обмотка из лавсановых волокон. Обмотка из стеклянной пряжи обладает повышенной нагревостойкостью.

Электрическая прочность таких проводов определяется электрической прочностью воздуха, заключенного между волокнами, а также электрической прочностью эмалевой изоляции.

Марки некоторых медных проводов с эмалево-волокнистой изоляцией следующие: ПЭЛБО, ПЭЛКО, ПЭЛШО, ПЭТСО, ПЭТКСО.

Монтажные провода. Монтажные провода состоят из медных или алюминиевых жил, которые покрывают изоляционной резиной или полихлорвиниловым пластикатом, а также хлопчатобумажной, шелковой или капроновой пряжей и синтетической пленкой. Наибольшей гибкостью обладают многопроволочные провода, жила которых состоит из большого числа тонких проволок. Монтажные провода выпускают с лужеными медными жилами, что облегчает пайку проводов.

Монтажные провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией могут применяться в электрических устройствах и аппаратах с напряжением до 380 В переменного тока и до 500 В постоянного тока.

Большинство монтажных проводов с волокнистой изоляцией (хлопчатобумажной, шелковой и др.) может применяться при напряжениях до 60.. 100 В перемененного тока, а некоторые из них – только до 20 В переменного тока.

Для распознавания монтажных проводов их изоляционные оболочки обычно окрашивают в разные цвета.

Технологический процесс монтажа электрических соединений при помощи монтажных проводов состоит из подготовки проводов к монтажу, механического закрепления монтажных проводов, пайки мест присоединения жил проводов, проверки правильности монтажа.

Подготовка монтажных проводов состоит в резке проводов необходимой длины, зачистке концов и закреплении изоляции на конце провода.

Волокнистую изоляцию, которая не содержит в своем составе асбеста или стекловолокна, удаляют обжигом. С тонких многожильных проводов сначала снимают оболочку, а покрытые эмалью тонкие жилы провода нагревают в течении 4…6 с и опускают в раствор 10%-го нашатырного спирта. Жилы провода, с которых снята изоляция, зачищают ножом или с помощью специального приспособления до металлического блеска. Разлохмаченные концы изоляции заделывают проклеиванием нитроклеем, надеванием на них полихлорвиниловых и других трубок, наложением ниточного бандажа, опрессовкой концов в пластмассовые наконечники.

Монтажные провода маркируют в соответствии с электрической принципиальной и монтажной схемами при помощи липких лент и бирок, которые надевают на их концы.

Марки некоторых медных монтажных проводов: МР, МРГ, ПМВ, ПМОВ, МГВ, МГСЛ. Сечение от 0,1 до 1,5 мм².

Установочные провода и шнуры. Установочные провода и шнура служат для распределения электрической энергии, а также для присоединения электродвигателей, светильников и других потребителей тока к сети. Токопроводящие жилы установочных проводов и шнуров изготавливают из медной и алюминиевой проволоки. Для обеспечения большей гибкости жилы шнуров и некоторых типов проводов являются многопроволочными. Провода и шнуры с полихлорвиниловой изоляцией выпускают без защитных оболочек.

Провода. Жилы проводов изолируют электроизоляционной резиной или полихлорвиниловым пластикатом. Провода с полихлорвиниловой изоляцией обладают высокой водостойкостью, маслостойкостью и негорючестью, что обеспечивает им широкое применение. Изоляцию покрывают защитной оплеткой из хлопчатобумажной или шелковой пряжи.

У некоторых проводов защитную оплетку пропитывают противогнилостным составом. В отдельных конструкциях проводов защитную оплетку изготавливают из стальных оцинкованных проволочек для защиты от легких механических воздействий. Установочные провода выпускают одно-, двух-, трех-, четырех- и многожильными на напряжение до 220, 380, 500, 2000 и 3000 В переменного тока.

Шнуры. Шнуры выпускают двухжильными, т.е. состоящими из двух изолированных и свитых друг с другом жил. Шнуры изготавливают на напряжение до 220 В переменного тока.

В марках проводов и шнуров буквы обозначают конструктивную часть и вид изоляции провода или шнура, а цифры указывают напряжение, для которого может применяться данный провод марки ПР – 500 состоит из медной жилы с резиновой изоляцией и может быть использован в установках с номинальным напряжением, которое не превышает 500 В переменного тока.

Марки некоторых установочных проводов и шнуров следующие:

С резиновой изоляцией: ПР, АПР, АПРТО, РКГМ, ШР.

С полихлорвиниловой изоляцией: ПВ, АПВ, ППВ, АППВ.

Кабели. Силовые кабели применяют для передачи и распределения электрической энергии. Токопроводящие жилы кабелей изготавливают из мягкой медной проволоки (марка ММ), а также из алюминиевой мягкой или твердой проволоки (марки АМ и ТМ). Токопроводящие жилы сечением до 16 мм² включительно изготавливают однопроволочными. Начиная с сечения 25 мм² и выше жилы кабелей изготавливают многопроволочными, что необходимо для обеспечения определенной гибкости кабелей. Сечения токопроводящих жил могут иметь круглую, сегментную или секторную форму. В одножильных кабелях применяют жилы круглой формы, в двухжильных – круглой и сегментной, а в трех- и четырехжильных кабелях – секторной.

Для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением до 500, 3000 и 6000 В переменного тока применяют кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией.

На напряжение 1, 3, 6, 20, 35 кВ и выше выпускают силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией.

Каждая из жил в кабеле имеет изоляцию, состоящую из нескольких слоев кабельной бумаги толщиной 0,125 или 0,175 мм, пропитанной вязким электроизоляционным составом из минерального масла и растворенной в нем канифоли.

Контрольные вопросы.

1. Как осуществляют неподвижные контакты?

2. Что такое пайка, пропой, флюс?

3. Какая температура плавления у мягких и твердых припоев, какой предел текучести?

4. Как изготавливают металлокерамику?

5. Назовите виды проводниковых изделий?

6. Какие виды изоляции применяют для обмоточных проводов?

7. Какой вид изоляции проводов применяют для машин работающих в тяжелых условиях?

8. Какая изоляция используется для монтажных проводов? Сечение монтажных проводов

9. Для чего используют установочные провода и шнуры?

10. Какую форму сечения имеют жилы кабелей?