Графит УМ-3

Графит УМ-3 — меднографитовый композитный материал на основе природного чешуйчатого графита с медным наполнителем и органическим связующим. Предназначен для изделий скользящего токосъёма: электрощёток, контактных вставок токоприёмников и других элементов, работающих в режиме непрерывного фрикционного и электрического контакта.

Состав материала УМ-3

Природный чешуйчатый графит

Основа материала — природный кристаллический (чешуйчатый) графит с размером чешуй 1–2 мм, доля которого составляет 40–55% по массе. Чешуйчатая слоистая структура определяет антифрикционное поведение материала: слои графита легко скользят относительно друг друга, формируя тонкую смазочную плёнку на контактной поверхности и снижая износ как самой вставки, так и контактного провода.

Медный наполнитель

Медный порошок с размером частиц 0,071–0,5 мм и плотностью 8,92 г/см³ вводится в количестве 22,5–28% по массе. Металлическая фаза создаёт токопроводящие перемычки между частицами графита, снижая объёмное электрическое сопротивление композита по сравнению с безметальными графитовыми марками и повышая допустимую плотность тока.

Связующее и пластификатор

Связующее на основе поливинилацетата составляет 11–28% по массе, пластификатор — 9–25%. Органическое связующее обеспечивает механическую связность прессовки. Вследствие применения органической матрицы максимальная рабочая температура изделий из УМ-3 ограничена — порядка 100 °C при длительной эксплуатации.

Характеристики и свойства графита УМ-3

Ключевые свойства УМ-3 обусловлены синергией двух фаз — графитовой и медной. Природный графит обеспечивает самосмазывание: в процессе работы на поверхности контакта формируется тонкая графитовая плёнка, выполняющая роль твёрдой смазки. Это снижает коэффициент трения, предотвращает задиры и уменьшает электроэрозионный износ при искровых разрядах в момент размыкания контакта.

Медный наполнитель снижает удельное электрическое сопротивление материала относительно чистографитовых марок, что позволяет работать при более высоких плотностях тока. Теплопроводность меди способствует отводу тепла из зоны контакта.

Важно учитывать ограничение по температуре: органическое связующее нестойко к длительному нагреву. Для применений с интенсивным локальным нагревом контакта (высокое напряжение, большие окружные скорости коллектора) следует рассматривать электрографитовые или металлографитовые марки с неорганической матрицей.

Область применения графита УМ-3

Материал применяется в электротехнических изделиях скользящего контакта:

• Токосъёмные вставки для контактных головок штанговых токоприёмников троллейбусов и полозьев пантографов трамваев — режим постоянного скользящего контакта с медным контактным проводом при напряжениях сети 550–600 В;
• Контактные вставки токосъёмных устройств мостовых и козловых кранов с троллейным токоподводом;
• Электрощётки для коллекторных и контактно-кольцевых машин постоянного тока с умеренной плотностью тока и невысокой окружной скоростью коллектора.

Медный наполнитель делает УМ-3 предпочтительным в применениях, где чистографитовые марки обеспечивают недостаточную проводимость. При этом материал не рассчитан на высокоскоростные машины (окружная скорость коллектора свыше 25 м/с) и высоковольтные цепи — для таких условий применяются другие электроугольные классы.

С другими меднографитовыми марками и критериями их выбора можно ознакомиться в разделе медно-графитовые материалы. Смежный материал той же серии с иным соотношением компонентов — графит УМ-2.

Формы поставки

Графит УМ-3 поставляется в виде прямоугольных блоков-заготовок, из которых механической обработкой изготавливают контактные вставки и электрощётки по чертежам заказчика. Возможна поставка готовых изделий стандартных и нестандартных типоразмеров. Заявки принимаются по объёму, геометрии и техническим требованиям.