AT148456B

AT148456B - Aus mindestens zwei Metallen zusammengesetzter Werkstoff, wie Verbund- oder Formkörper, insbesondere für elektrische Zwecke, sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: AT148456B
Authority: AT
Original assignee: Molybdenum Co Nv; Paul Schwarzkopf Dr Ing
Priority date: 1931-12-25
Filing date: 1933-07-17
Publication date: 1937-01-25
Also published as: DE643567C; FR747951A; AT140975B

Description

Aus mindestens zwei Metallen zusammengesetzter Werkstoff, wie Verbund- oder Formkörper, insbesondere für elektrische Zwecke, sowie Verfahren zu deren Herstellung.
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beispielsweise aus Kupfer-Wolfram, und es werden dann diese beiden Bleche aufeinandergelegt und in der Wärme vorteilhaft in reduzierender Atmosphäre und durch mechanischen Druck vereinigt. Die Bleche wachsen zusammen, und man erhält ein einheitliches Blech, das auf einer Seite aus Wolfram, auf der andern Seite aus Kupfer-Wolfram besteht. Kupfer-Wolfram ist aber bereits leicht zu löten.

Man kann zum Überfluss auf der Kupfer-Wolfram-Seite das Wolfram herauslösen, etwa durch Beizen mit Kalium-Nitrit, so dass man ein Blech erhält, das einerseits aus Wolfram und anderseits zu mehr oder minder grossem Teil aus reinem Kupfer besteht. Die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen ist ausserordentlich innig und weder bei der späteren Bearbeitung noch im Betrieb lösbar. Ein merklicher elektrischer Übergangswiderstand kann nicht festgestellt werden und ist auch nicht zu erwarten, da nichtleitende Oxyde fehlen.

Man kann aber auch so verfahren, dass man auf einem Wolframblech gewünschter Stärke oder Dünne ein Blech aus Kupfer-Wolfram und auf dieses ein Blech aus Kupfer legt und nunmehr diese drei Bleche in reduzierender Atmosphäre und in der Wärme (Hitze) vorteilhaft unter Anwendung geeigneten Druckes zu einem Dreifachblech vereinigt. Wiederum wird das Kupfer-Wolfram innig und untrennbar mit dem Wolfram und ebenso mit dem Kupfer vereinigt sein. In diesem Falle erspart man die chemische Behandlung des Kupfer-Wolframs zum Herauslösen des Wolframs. Allerdings wird dieses letztere Verfahren oft vorteilhaft sein, weil durch Herauslösen des Wolframs Poren im Kupfer entstehen, die beim Auflöten erwünscht sind.

Ein anderer Weg besteht darin, dass man einem Block aus Kupfer-Wolfram, der einseitig überwiegend aus Wolfram und an der andern Seite überwiegend oder ausschliesslich aus Kupfer besteht, in dieser Schichtenrichtung auswalzt und dadurch ein Blech erhält, das einseitig überwiegend oder ausschliesslich aus Wolfram und auf der andern Seite überwiegend oder ausschliesslich aus Kupfer besteht. Dieses Blech kann man dann an der Seite überwiegenden Wolframs mit einem Wolframbleeh in der früher beschriebenen Weise vereinigen, falls es nicht unmittelbar dem gewünschten Zweck dient.

Auch so erhaltene Bleche können beliebig stark oder dünn sein ; die Dicke von Dreifachbleehen kann immer noch erheblich unter 1 1mn liegen. da man die einzelnen Bleche auf Bruchteile eines Millimeters (z. B. 1/10 mm) Dicke auswalzen kann.

Wenn man aus solchem Blech elektrische Kontakte stanzt, so kann man diese nunmehr durch Weichlöten mit der Unterlage, beispielsweise einer Eisen-oder Aluminiumfeder, verbinden, wodurch jede Oxydation und Strukturänderung der verbundenen Teile ausgeschlossen wird. Man kann so erhaltene Bleche auch auf der Kupferseite mit Zinn überziehen oder man kann ein Blech aus WolframKupfer-Zinn von vornherein herstellen, wodurch das Verlöten besonders vereinfacht wird und Lottemperaturen von 280 C und darunter angewendet werden können. Es kann weder eine Oxydation noch eine Verschlechterung der spiegelglatten Hochglanzwalzoberfläche des Wolframs eintreten, die wegen ihrer grossen Dichte wesentlich korrosions-und oxydationsbeständiger ist als die Oberfläche bekannter Kontakte.

Muss man aber, wie oft bisher, die Kontakte mit Nickel oder Nickellegierungen
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dichte Walzoberfläche verschwindet und kann natürlich auch nicht durch nachträgliches Schmirgeln oder Schleifen der Kontaktfläche wieder hergestellt werden. Dass bei solcher Hitzebehandlung auch Stahlfedern oder schwer rostende Speziallegierungen verschlechtert werden, liegt auf der Hand. Auch das Aushilfsmittel, den Wolframkontakt erst auf einen Eisenfuss aufzuschweissen, der seinerseits mit dem Träger verbunden wurde, hat, abgesehen von seiner Kostspieligkeit, keine dauernde Abhilfe geschaffen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht aber darin, dass man jetzt Kontakte aus dünnstem Wolframblech herstellen kann, die man tatsächlich geradezu hauchdünn (etwa V. wmm) macht, und mittels der Verbundschicht am Träger durch Weichlöten verbindet. Das ist in allen Fällen anwendbar, in denen besondere Erhitzungen während des Betriebes nicht eintreten, wie z. B. bei Telephonkontakten (besonders für Kontaktfedern in der automatischen Telephonie), die nicht oxydieren dürfen und so wenig Raum als möglich beanspruchen sollen.

So hergestellte zwei-oder mehrschichtige Bleche können aber auch erstaunlicherweise in der Kälte oder bei geringer Erwärmung gedrückt oder gepresst werden. Offenbar wird das dünne Wolframblech infolge seiner idealen Verbindung mit dem noch duktileren Kupfer-Wolfram-Blech formfähiger (plastischer) gemacht. Ein so erhaltener Körper kann dann als solcher oder nach Entfernen des Kupfers auf chemischem Wege (Auflösen in Salpetersäure) benutzt werden. Ein durch Auflösen des Kupfers verbleibendes Wolframgerippe kann dann abgerieben, abgestossen oder abgeschliffen werden. Derart gelingt es, auch komplizierte Gegenstände aus Wolfram, Molybdän usw. herzustellen, so z. B.

Kalotten oder Rotationskörper, wie sie für viele Zwecke (Röntgenelektroden) bisher nur durch schwierigen Guss teuer und umständlich hergestellt werden konnten.
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seitig in beliebiger Stärke zu überziehen, insbesondere zu plattieren oder umgekehrt nieder schmelzende bzw. weiche Körper mit höher schmelzenden bzw. härteren Körpern ein-oder beiderseitig zu bedecken

bzw. zu plattieren. Die Vereinigung erfolgt jedesmal in der Wärme unter zweckmässigem mechanischem Druck und Fernhaltung oxydierender Mittel.

Im übrigen ist die Erfindung auf irgendeines der Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. So kann sie z. B. für Webstuhlschalter benutzt werden, welche bekanntlich einem sehr starken mechanischen Verschleiss unterworfen sind. Der Kontakt eines solchen Sehalters hat etwa Doppel-T-Querschnitt und wird gemäss der Erfindung in der Hauptsache aus einem Kupferstab hergestellt, der an der einen Seite mit einer Auflage von Kupfer-Wolfram versehen wird und sodann in das gewünschte Profil gezogen oder gewalzt wird, so dass man eine Kupferschiene erhält, die eine Fläche aus Kupfer-Wolfram besitzt, von der dann ein Kontakt gewünschter Länge abgeschnitten wird.

In ähnlicher Weise kann man aus Kupferrundstäben, die vollständig mit einer Kupfer-Wolfram-Schicht bedeckt werden, Rohre oder Drähte ziehen, die aussen aus Kupfer-Wolfram und innen aus Kupfer bestehen.

Wenn hier in erster Linie Verbundkörper beliebiger Formen, Drähte und Bleche beschrieben wurden, die aus Wolfram und Kupfer bestehen, so kann man sinngemäss das Verfahren der Erfindung auf jeden andern Verbundkörper anwenden, wie er eingangs beschrieben wurde. So werden sich für viele Zwecke Aluminiumkörper mit Wolfram-oder Molybdänauflage, ebenso Kupferkörper mit Wolframauflagen empfehlen.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Aus mindestens zwei Metallen zusammengesetzter Werkstoff, wie Verbund-oder Formkörper, insbesondere für elektrische Zwecke, nach Anspruch 1 des Patentes Nr. 140975, dadurch gekenn- zeichnet, dass er aus mindestens zwei innig miteinander vereinigten Schichten besteht, von denen mindestens eine blechartig ist und von denen eine aus einem Metall der ersten Gruppe, das sind Wolfram, Molybdän, Tantal, mindestens eine andere je aus einem Metall der zweiten und dritten Gruppe, das sind Silber, Gold, Aluminium, Kobalt, Chrom, Eisen, Kupfer, Nickel, Platin, Zinn, Zink, Titan, oder aus mindestens einem Metall beider Gruppen besteht.

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in ihm anwesende Metall der ersten Gruppe ein künstlich vergrössertes gröberes Korn besitzt, als bei seiner normalen Gewinnung in Pulverform aus den Ausgangsverbindungen vorhanden ist.

3. Verbund- oder Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Metall der ersten Gruppe enthaltende Schicht in geringer oder geringster Dicke bis zum Bruchteil eines Millimeters anwesend ist und vorteilhaft die Form eines Bleches besitzt, mit dem die andere oder andern Schichten beliebiger Stärke mindestens teilweise überzogen sind.

4. Verbund-oder Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus drei innig miteinander verbundenen Schichten, von denen eine äussere mindestens aus einem der Metalle der ersten Gruppe, die mittlere aus einem Gemenge des oder der Stoffe dieser äusseren Schicht und mindestens einem Metall der zweiten Gruppe und die andere äussere Schicht aus mindestens einem Metall der zweiten Gruppe, vorzugsweise aber denjenigen besteht, die in der mittleren Schicht gleichfalls anwesend sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Verbund-oder Formkörpers nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zumindest die aus einem Metall der ersten Gruppe bestehende Schicht getrennt für sich herstellt und darauffolgend mit den andern Schichten in der Wärme, vorteilhaft in nicht oxydierender Atmosphäre, und unter geeignetem mechanischem Druck innig vereint, woran sich eine weitere Verformung durch Stanzen, Drücken, Pressen, Schneiden, Walzen, Hämmern, Ziehen od. dgl. anschliessen kann.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Schicht aus mindestens einem Metall der ersten Gruppe durch Walzen zu dünnen oder dünnsten Blechen erfolgt, die sodann in gewünschter Grösse und Form, jedoch unter Beibehaltung ihrer Hochglanzoberfläehe, in der Wärme und unter Druck mit der oder den andern Schichten vereinigt wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Verbund-oder Formkörpers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zuerst einen die ausgewählten Metalle der ersten und zweiten Gruppe enthaltenden Körper herstellt und sodann aus einer Aussenschicht die unerwünschten Metalle der ersten oder zweiten Gruppe durch chemische Behandlung mindestens teilweise entfernt, worauf die so behandelte Schicht nachbearbeitet bzw. nachbehandelt werden kann.