Brevet FR2241860A1 — publié le 19750321

L'inventionconcerne un plot en matière frittée de la pièce fixe et/ou mobile de contact d'un appareil électrique de commu tation, en particulier d'un interrupteur automatique. L'expérience a montré outil est avantageus-,pour la résistance à l'usure par brûlage et pour la force d'adhérence par soudage, que les plots de contact des interrupteurs automatiques électriques soient en matière frittée5 car les cavités intérieures de ces pièces de contact leur évitent le collage par soudage lors des court-circuits. Les atodes de réalisation connus de ces plots de con- tact sont en plusieurs couches frittes. Le côté qui entre en contact avec le plot complémentaire est constitué de composes de métal et d'oxyde métallique ou de métal et de mét llolde qui lui confèrent de bonnes qualites ltempeehant de se coller par soudage et de s'user prématurément par brdlage. La couche utilisse pour le coté par lequel le plot est relié au support est en métal pur. Cette couche en métal pur représente la sone permettant le brasage ou le soudage. On a utilise dans d'autres cas des pièces de contact en plusieurs couches destinées à améliorer leur résistance à l'usure par brulage. Neume sur les pièces de contact en plusieurs couches et dont la couche de contact est en matériau spécial prévu à cet effet, dont la limite d'intensité provoquant le soudage est elevée et dont la résistance du pont formé par soudage des contacts lors du branchement (force d'adhérence du collage par soudage)est faible,la résistance mécanique du soudage n'a pas la faiblesse indispensable en particulier lors des connexions directes, par exemple au cours des enclenchements (c'est-à-dire de la fermeture du circuit à courant de court-circuit lors du branchement de l'interrupteur) et sous une intensité déterminée de court-circuit. particulier,les surfaces neuves de contact ayant jamais été branchées se- collent fréquemment et étroitement par soudage lors des premiers enclenchements à connexion directe et la force nécessaire à l'ouverture du pont de soudage est en général supérieure à la force d'ouverture des contacts de l'interrupteur. Dans ces cas g les contacts restent soudés. La couche principale de contact d'un autre plot fritté connu en plusieurs couches (brevet de la République Fédérale d'Allemagne ≈ 1 564 713) comprend, en plus de l'argent ou du cuivre, 5 à 10 % d'oxydes métalliques ou 2 à 10 % de métalloides, et sa couche superficielle comprend, en plus de l'argent ou du cuivre, plus de 15 % d'oxydes métalliques ou plus de 10 % de métalloides ; par ailleurs, la couche principale forme 90 à 95 % et la couche superficielle, 5 à 10 ffi de lté- paisseur totale du plot. L'inconvénient de ce dernier est qu'il se colle facilement par soudage en cas d'enclenchements extrêmement lents à courtcircuit. L'invention a pour objet un plot du type mentionné, qui ne se colle pas par soudage meme en cas d'enclenchements extrêmement lents à court-circuit ou connexion directe. Par ailleurs, la fabrication de ce plot selon l'invention est simple. Selon une particularité essentielle du plot de contact selon l'invention, il est en une couche unique de matériau pulvérulent constitué d'un composé de métal et d'oxyde métallique,ou de métal et de métalloide,produit par frittage sous faible pression, faible compression et faible durée. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le matériau pulvérulent est comprimé à moins de 90 % de la compression pouvant être atteinte en théorie et il est fritté pendant environ 10 mn,de manière que sa densité soit inférieure à 90 % de celle du matériau ayant subi la compression maximale pouvant être atteinte en théorie Lorsqu'un matériau pulvérulent est comprimé de manière qu'il n'existe plus aucun intervalle entre ses particules individuelles, on parle d'une compression à 100 % ou du volume le plus petit qu'il est possible d'atteindre en théorie, aucun espace ne séparant les particules de poudre. Il est impossible d'atteindre cette compression en pratique ; mais elle peut être calculée en théorie. Une compression égale à 90 ffi signifie que les particules de poudre ne sont plus appliquées les unes contre les autres, mais qu'il existe 10 % d'air ou d'espace par unité de volume. Conformément à l'invention, la fraction volumique d'espace ou d'air est supérieure à 10 %. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, le matériau est comprimé à environ 70 ffi de la valeur qu'il est possible d'atteindre en théorie, de manière qu'il subsiste environ 500 cavités par Ces plots se composant d'une unique pièce frittée poreuse se fabriquent de la manière suivante la matière première est un composé broyé et pulve- risé de métal et d'oxyde métallique ou de métal et de métalloido, en particulier d'argent et d'oxyde de cadmium et contenant plus de 10 % de CdO, cette matière première étant avantageusement obtenue par broyage de BgCdO produit par oxydation interne. La poudre obtenue est comprimée à froid dans des moules correspondants, puis frittée sous pression et avec application de chaleur.Alors qu ton général une matière frittée peut être comprimée à environ 95 % du volume pouvant etre atteint en théorie, le matériau fritté selon l'invention est beaucoup moins comprimé. Une valeur avantageuse est environ 70 % de la compression maximale théorique. Donc, la densité n' est d'environ que de 70 % de la densité usuelle. Par ailleurs le matériau est fritté pendant environ 10 mn à 9000C. La faible compression exercée a pour effet qu'il se produit dans le matériau une série de cavités dont un nombre équivalent à environ 100/mu3 peut être considéré comme optimal. Les plots ainsi produits contiennent non seulement des particules d'oxyde très uniformément réparties dans la matrice d'argent, mais de plus des cavités bien réparties dans la totalité de la structure du contact, lesdites cavités ayant une grosseur d'environ 50 p. Ce plot a une tenue très particulièrement bonne au collage, des contacts par soudage sous l'effet de fortes impulsions de courant; en particulier~lorsque celles-ci sont concommitentos avec des allumages de'arc ou en cas d'enclenchement extrêmement lent avec montée de courant, par exemple lors d'un court-circuit. Cette bonne tenue est due au fait que les petites cavités occluses dans les plots de ce type sont extremement bien réparties de sorte que dans tous les cas, la force de rappel et d'ouverture des appareils de commutation permet de séparer les contacts. Ce plot, qui est enun matériau unique, peut être brasé ou soudé directement sur un support de cuivre ou d'alliage de cuivre. Aucune couche pouvant être soudée ou brasée n'est donc plus nécessaire, car la faible résistance de la liaison du composé de métal et d'oxyde, métallique n'a aucune conséquencç dans le cas particulier. En effet, les forces de collage par soudage intervenant au cours du processus de branchement sont beaucoup plus faibles que dans les plots de l'art antérieur et les soudages pouvant éventuellement se produire aux emplacements de contact sont immédiatement rompus, de sorte que la petite plaquette de contact ne se -sépare -du matériau de support. I1 va de soi que les plots de contact décrits peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Plot en matériau fritté de la pièce de contact fixe et/ou mobile d'un appareil électrique de- commutation, en particulier d'un interrupteur automatique, caractérisé en ce qu'il est en une couche unique de matière pulvérulente consistant en un composé de métal et d'oxyde métallique,ou-de métal et de métailofde,fritté sous faible pression, faible compression et pendant une faible durée. 2. Plot do contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière pulvérulente est comprimée à moins de 90 % de la valeur théorique pouvant être atteinte et frittée pendant environ 10 mn de manière que la densité du matériau fritté soit inférieure à 90 % de celle du matériau comprimé pouvant être atteinte en théorie. 3. Plot de contact selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau est comprimé de préférence à environ 70 % de la valeur pouvant être atteinte en théorie, de manière qu'il subsiste environ 100 cavités par mm .