Brevet FR2389216A1 — publié le 19781124

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un contact pontant pour appareils de coupure électriques, ce contact comportant une couche de recouvrement élec triquement bonne conductrice et un support en forme de cuvette. On s'efforce actuellesent de donner une faible lasse à ces contacts pontants- Ces derniers doivent toutefois présenter une rigidité relativement élevée et également une bonne conductibilité dans le sens du flux du courant. On a donc construit ces contacts pontants sous forme de pièces découpées et pliées en fer (brevet 2 161 616). Sur ce contact pontant plie en fer, on a brasé ua re+$tement en cuivre et les contacts proprement dits. Les contacts pontants de ce type sont de fabrication relativement compliquée, de sorte que la présente invention a pour o- Jet d1indiquer, pour la fabrication de ces contacts pontants, un procédé simple dont le produit final, en dépit d'une faible masse et d'une grande rigidité, comporte moins de points de brasure et par conséquent garantisse une meilleure conductibilité dans la zone du flux des courants ainsi qu une sécurité de fabrication accrue. Ce résultat est atteint selon l'intention par le fait qu'fane ébauche de poudre à deux couches, de préférence constituée par du fer comme métal de base avec revêtement en cuivre, est comprimée, frittée sous atmosphère protectrice puis, après calibrage de l'ébauche, frittée une seconde fois sons atmosphère protectrice, après quoi le pressage de finition s'effectue sous la forme d'un filage en godet, avec remontée de matières.Le fa çonnage à froid de fer fritté par filage en godet avec remontée de matières est en soi connu (industrieanzeiger 93ème année, n 101, 3.12. 1971, page 2563), cependant, l'emploi de ce filage connu en godet avec remontée de matières ne suffit pas à lui seul à assurer le succès attendu que, dans les procédés de fa çonnage à froid connus, dans lesquels on utilise exclusivement des pièces à une seule couche, la température de frittage optimale peut être adoptée (0,8...0,9 X e X étant la température de fu- sion en S, si bien que la porosité résiduelle se situe en dessous de 15 %.Lors de l'emploi d'un corps fritté a deux couches, les conditions de frittage sont plus défavorables étant donné que le point de fusion du métal a plus bas poiat de fusion, en l'occurrence le cuivre, ae doit pas Entre dépassé. Par ailleurs, l'emploi de la pression optimale de pressage de 500 à 600 MN. m-2 pour la compression de la poudre de fer n'est pas possible attendu qu'en pareil cas la couche de cuivre est surcomprimée. Une déformation plastique exagérée des grains de cuivre entraîne en pareil cas, d'une part, un grippage de l'outil et, d'autre part, une forte formation de bulles lors du frittage par suite des gaz inclus. Pour ces raisons, la pression de pressage ne doit pas dépasser la plage comprise entre 200 et 400 MN. ia-2 Cela conduit, en liaison avec la température de frittage d'environ 10000C qui est trop basse pour la poudre de fer fluide, à une porosité résiduelle d'environ 30 % . Avec une porosité résiduelle aussi élevée, il n est pas possible de réaliser un façonnage à froid exempt de criques uniquement au moyen du filage en godet avec remontée de matières.Pour les corps frittés à une seule couche on sait également, par l'article, s'Zahnräder aus Sinterwerkstoffen", tableau 1 , tiré à part de la revue SMaschinenmarkt" , maison d'édition Vogel, 74e année, n 11 , 19, 29, 1968 , fabriquer des aciers frittés pour pièces soumises à de fortes sollicitation dynamiques, cette fabrication s'opérant en quatre phases, à savoir : pressage, frittage, repressage, frittage et calibrage. Les difficultés posées par les corps frittés à deux couches ne se posent pas ici attendu que la conductibilité électrique ne joute aucun raie. Une température de ioeo0c s'est révélée avantageuse comme température de frittage lorsqu'on utilise du cuivre et du fer comme matériau fritté à deux couches. Pour les contacts pontants, on obtient des coefficients de qualité optimals lorsqu'on effectue le pressage à une pression d'environ 200 MN m~-2, le calibrage à une pression de 800 MN m.-2 et le filage en godet avec remontée de matières à une pression de 2000 MN m-2. Une pression de 2000-MN m-2 est néces saire pour obtenir des bords frontaux à aretes relativement vives. Cette pression peut toutefois e & re diminuée si l'on accepte des arrondis plus importants. Si l'on veut que les contacts rapportés eux-m8mes soient réunis en une seule opération au contact pontant, il est préférable que l'ébauche de poudre à Aeux couches soit en cuivrezirconium (CuZr) pour le contact pontant et en argent-oxyde métallique pour les contacts, une température de frittage ne dépassant. pas 7800C devant être utilisée ici à cause de l'eu tectique.se formant entre Cu et Âg. L'addition de zirconium a été adoptée pour augmenter la rigidité du pont lorsqu'on utilise du Ou. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une vue de. dessous du contact pontant la figure 2 est une coupe de ce même contact pontant. Le support est désigné par 1 et le revêtement en cuivre par 2. Comme on peut le voir sure dessin, les bords ion- gitudinaux 3 sont relativement minces, alors que les bords frontaux 4 sont plus épais afin de pouvoir servir de matériau dlusure pour l'arc électrique, le rapport des épaisseurs étant de 5 : 2. Les bords frontaux doivent avoir une section transversale rectangulaire pour empêcher le ressort d'amortissement g non représenté, de s'échapper de la cuvette. L'épaisseur du fond 5 de la cuvette doit entre relativement mince, afin de ne pas alourdir inutilement le contact pontant. On est toutefois ici soumis aux limites imposées par les techniques de façonnage.Les contacts rapportés par brasage sur le revêtement en cuivre 2 ne sont pas représentés sur le dessin. exemple Comme poudre Re départ on a utilisé du fer et du cuivre, Le poinçon inférieur présente dans sa zone médiane , un creux rempli de cuivre. A cet endroits on réalise ainsi, pour des raisons de conductibilité, ule couche de cuivre plus épaisse entre les contacts, tandis que les surfaces devant supporter les contacts reçoivent une mince couche sous forme df support pour le brasage. Pour la pièce composite fer/cuivre on a choisi une pression de pressage de 200 NN 1T2, au lieu de la pression de 500 à 600 ME m-2 généralement utilisée pour le fer, afin d'empêcher un collage prématuré des outis soui l'ef- fet de la poudre de cuivre. On a, à intervalles réguliers, arrosé la matrice de lubrifiant. En raison des différences de hauteur dans la zone médiane du pont, on obtient un corps pressé de différente densité ce qui se révèle toutefois avantageux pour l'extrusion. te fritte s'effectue soit en azote épuré servant de gaz protecteur à 10000C soit en gaz technique servant de gaz protecteur. Comme la porosité s'élevant à environ 30 % après le premier frittage est encore trop élevée pour un façonnage par extrusion, on a calibré à une pression de 800MN m-2 puis on a fritté une seconde fois dans les s8ses conditionse Le deuème traitement thermique provoque, en plus de l'effet de frittage augmentant la rigidité sur les pores comprimés lors dn calibrage, un recuit d'adoucissement du matériau pour la phase d'extrusion suivante, Grâce à ces dispositions, on a obtenu dans la zone des contacts une porosité de 1,5 à 2 % et dans la zone mé- diane une porosité d'environ 8 % en raison de la plus grande épaio- seur de matériau qui s'y trouve. Pour l'extrusion on a enduit la pièce de graisse. La'mince couche de cuivre a une action fatorablt lors du façonnage. Comme le cuivre se lais se plus facilement façonner que le fer, il remplit les zones où le fer, à cause de sa plus grande résistance à la déformation et à la plus faible épaisseur du fond ne s'écoule pas, si bien que l'on obtient un pont de con, tact à arêtes vives, mais sans bavures, dans la zone des surfaces de brasage ce qui est favorable pour le brasage des contacts. Les différences de porosité, résultant du processus de pressage après le calibrage, dans la zone des contacts et dans la zone médiante favorise considérablement le façonnage du contact pontant à la forme recherchée . En cas de matériau compact , le matériau dans la zone médiane s'écoule depuis le débat très fortement dans les minces bords longitudinaux qui fluent de ce fait plus fortement. Dans la pièce frittée, le fer dans la zone nE- diane à cause de la plus grande porosité est surtout comprimé, tandis que dans la zone terminale du pont il s' écoule dans les bords frontaux. Ainsi s'explique dans la pièce frittée le remplis sage régulièrement bon des bords frontaux et longitudinaux REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un contact pontant pour appareils de coupure électriques, ce contact comportant une couche de recouvrement électriquement bonne conductrice et un support en forme de cuvette, caractérisé par le fait qu'une ébauche de poudre à deux couches, de préférence constituée par du fer comme métal de basé avec un revêtement en cuivre, est comprimée, frittée sous atmosphère protectrice puis, après calibrage de llébauche, frittée une seconde fois sous atmosphère protectrice apres quoi le pressage de finition est effectué sous la forme d'un filage en godets avec remontée de matières. 2. Procédé-selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que l'ébauche de poudre à deux couches est de préférence constituée par du cuivre-zirconium (CuZr) pour-le contact pontant et de préférence en argent-oxyde métallique pour les contacts, 3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que le frittage est effectué à une température d'environ 10000 C. 4. Procédé selon la revendication 2 , caractérisé par le fait que le frittage a lieu à une température inférieure à 780 C. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 3 , caractérisé par le fait que le pressage s'effectue à une pression d'environ 200 MN. m-2 , le calibrage a une pression de l'ordre de 600 à 1000 MN: m-2 en particulier à 800 MN m/2 et le filage en godet avec remontée de matières à une pression d'environ 2000 MN . m -2 , 6. Procédé selon la revendication 2 ou 4 caractérisé par le fait que le pressage est effectué à une pression comprise entre 200 et 400 MN m-2 , le calibrage à une pression comprise entre 600 et 1000 !Q'I. m-2 en particulier à 800 MN m72 et le filage en godet avec remontée de matières à une pression d'environ 2000 MN a~2