AT216079B

AT216079B -

Info

Publication number: AT216079B
Application number: AT198259A
Authority: AT
Inventors: Ing. Ulrich Baumann Dipl.; Horst Schreiner Dr.
Original assignee: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft
Priority date: 1958-04-09
Filing date: 1959-03-13
Publication date: 1961-07-10

Description

Elektrischer Kontakt mit grosser Schweisssicherheit
Es sind Kontaktwerkstoffe vorgeschlagen worden, die aus Legierungen des Silbers mit Blei oder Bleioxyd, gegebenenfalls mit Zusätzen von Molybdän oder Wolfram, bestehen. Kontaktwerkstoffe dieser Art haben den Nachteil, dass sie eine verhältnismässig niedrige elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Eine gute elektrische Leitfähigkeit ist aber für Kontaktwerkstoffe erforderlich, damit die Erwärmung der Kontakte in erträglichen Grenzen bleibt.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Kontakt mit grosser Schweisssicherheit, dessen SinterKontaktkörper ganz oder überwiegend aus Silber- und Bleipulver mit einem Bleipulvergehalt zwischen 0, 5 % und 20 % hergestellt ist und bei dem erfindungsgemäss im Silbergrundmetall des Kontaktkörpers feinverteiltes, im Silber überwiegend nicht gelöstes Blei eingelagert ist. Der Kontaktkörper gemäss der Erfindung unterscheidet sich damit wesentlich von den bisher bekannten Kontaktwerkstoffen ähnlicher Zusammensetzung, bei denen das Blei im Silber überwiegend gelöst ist. Den bisher aus diesen Stoffen hergestellten Kontakten ist der Erfindungsgegenstand durch seine verhältnismässig hohe elektrische Leitfähigkeit überlegen.

Der elektrische Kontakt gemäss der Erfindung weist darüber hinaus eine ausserordentlich grosse Sicherheit gegen Verschweissen der Kontakte bei Kurzschluss-, Ab- und Draufschaltungen auf.

Zur Verbesserung der Abbrandfestigkeit empfehlen sich Zusätze zum Kontaktkörper von abbrandfesten Metallpulvem von weniger als 50%, z. B. von Nickel, Chrom, Molybdän oder Wolfram, wie sie an sich für derartige Kontaktwerkstoffe bereits vorgeschlagen worden sind.

Die Herstellung eines elektrischen Kontaktes gemäss der Erfindung, bei der es also darauf ankommt, dass die Lösung von Blei im Silber möglichst weitgehend unterdrückt wird, erfolgt erfindungsgemäss weiters dadurch, dass das Ausgangspulvergemisch einer Drucksinterung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Bleies, und während einer Zeit unterhalb einer Minute unterworfen wird. Durch diese Bedingungen ist gewährleistet, dass die Diffusion des Bleies im Silber vernachlässigbar klein ist. Besonders vorteilhaft ist eine Sintertemperatur zwischen 2800C und 3200c und eine Presszeit von 1 sec bis 30 sec. Mit zunehmender Presszeit steigt die Festigkeit des Metalles etwas an.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch bei Temperaturen durchgeführt werden, die oberhalb der Schmelztemperatur des Bleies liegen, z. B. bei Temperaturen bis zu 5000C. Dabei tritt allerdings eine flüssige Phase auf, die die Diffusion des Bleies im Silber begünstigt. Dieser unerwünschte Effekt kann dadurch auf einen tragbaren Umfang begrenzt werden, dass die Presszeit auf wenige Sekunden beschränkt wird.

Das Ausgangspulvergemisch kann nach der innigen Mischung direkt druckgesintert werden. Man kann aber auch das Ausgangspulvergemisch vor dem Drucksintern in an sich bekannter Weise kalt vorpressen.

Das Silbergrundmetall kann auch aus einer Silberlegierung mit einem Silbergehalt von mindestens 50 %, z. B. aus einer Hartsilberlegierung mit einem Zusatz von 3 % Kupfer bestehen.

Bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Kontaktes können auch noch weitere, an sich bekannte Verfahrensschritte angewendet werden. So kann das Drucksinterverfahren und das Aufbringen des Kontaktkörpers auf den Kontaktträger in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Die Verbindung zwischen Kontaktkörper und Kontaktträger kann z. B. durch eine Warmpressschweissung gebildet

werden. In einem gemeinsamen Arbeitsgang kann aber auch eine Verlötung der beiden Teile durchgeführt werden. In diesem Falle wird zwischen die Grenzflächen der beiden Teile eine Lotzwischenschicht eingebracht. Auch eine mechanische Verbindung der beiden Kontaktteile kann in einem gemeinsamen Arbeitsgang mit dem Drucksintern hergestellt werden, z.

B. dadurch, dass Kontaktträger und Kontaktkörper eine Schwalbenschwanzverbindung erhalten. Dies ist in den Fig. 1 und 2 angedeutet. Der Kontaktkörper ist jeweils mit 1 und der Kontaktträger mit 2 bezeichnet.

Ebenfalls gleichzeitig mit dem Drucksintervorgang kann auf der Kontaktfläche und/oder auf der Gegenfläche eine Raster- oder Profilprägung vorgenommen werden.

Der Vorteil des Kontaktes gemäss der Erfindung gegenüber Kontakten, deren Kontaktkörper aus bekannten, ähnlich zusammengesetzten Stoffen bestehen, sei an folgenden Beispielen erläutert :
Beispiel 1 : Ein Silber-Blei-Sinterkörper, der bei 6500C während einer halben Stunde in Wasser- stoff gesintert worden ist, weist eine Sinterdichte von 9,03 g/cm3 und eine elektrische Leitfähigkeit von 10, 2m/Qmm auf. DurchNachpressen mit 10 t/cm2 erhält der Sinterkörper eine Dichte von 10, 29 g/cms und eine elektrische Leitfähigkeit von 12, 6 m/nmm2.

Dagegen erzielt man mit einem gemäss dem Verfahren der Erfindung hergestellten Sinterkörper gleicher Zusammensetzung folgende Werte :
EMI2.1
4 g/cm3.40, 5 m/n mm2. Der Kontaktkörper gemäss der Erfindung besitzt also eine um annähernd 300 % bessere elektrische Leitfähigkeit als ein entsprechender Kontaktkörper herkömmlicher Art. Verwendet man einen Bleizusatz von 20 %, statt 10 % wie im vorgenannten Beispiel, so erreicht man bei den vorerwähnten Herstellungsbedingungen eine elektrische Leitfähigkeit von 32 m/ssmm.

Beispiel 2 : Ein Silber-Blei-Nickel-Pulvergemisch mit dem Mischungsverhältnis 60/10/30 wird
EMI2.2
bei erreicht man eine Dichte von 9, 85 g/cm3 ; diese entspricht einem Raumerfüllungsgrad von 0, 99. Die elektrische Leitfähigkeit beträgt 23 m/ss mm2 und liegt damit um 160 % höher als bei einem in herkömmlicher Weise hergestellten Körper gleicher Zusammensetzung.

Durch den Nickelzusatz ist die Abbrandfestigkeit des Kontaktwerkstoffes verbessert, während die hohe Schweisssicherheit bei Kurzschluss-, Ab- und Draufschaltungen - bedingt durch den überwiegend nicht gelösten Bleianteil - erhalten geblieben ist.
EMI2.3
:elektrische Leitfähigkeit beträgt 33, 1 m/Q mm . Ein in herkömmlicher Weise hergestellter Körper gleicher Zusammensetzung weist dagegen eine Leitfähigkeit von nur 9 m/Qmm2 auf. Bei hoher Schweisssicherheit besitzt der Werkstoff dank seines Wolframgehaltes eine erhöhte Abbrandfestigkeit.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Kontakt mit grosser Schweisssicherheit, dessen Sinter-Kontaktkörper ganz oder überwiegend aus Silber-und Bleipulver mit einem Bleipulvergehalt zwischen 0, 5 % und 20 % hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Silbergrundmetall des Kontaktkörpers feinverteiltes, im Silber überwiegend nicht gelöstes Blei eingelagert ist.

Claims

2. Elektrischer Kontakt nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Silbergrundmetall aus einer Silberlegierung mit einem Silbergehalt von mindestens 50 %, z. B. aus einer Hartsilberlegierung mit einem Zusatz von 3 % Kupfer, besteht.

3. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper einen Zusatz von weniger als 50 % an Nickel-, Chrom-, Molybdän- oder Wolframpulver aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangspulvergemisch einer Drucksinterung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Bleies, und während einer Zeit unterhalb einer Minute unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung bei einer Temperatur zwischen 2800C und 3200C durchgeführt und die Presszeit auf 1 - 30 Sekunden bemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangspulvergemisch vor dem Drucksintern in an sich bekannter Weise kalt vorgepresst wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksintern und EMI2.4 <Desc/Clms Page number 3> 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper und der Kontaktträger durch Warmpressschweissung miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper und der Kontaktträger miteinander verlötet werden und dass hiezu zwischen beiden eine Lotzwischenschicht eingebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper und der Kontaktträger mechanisch miteinander verbunden werden, z. B. dadurch, dass Kontaktkörper und Kontaktträger eine Schwalbenschwanzverbindung erhalten (Fig. 1 und 2).

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Drucksintern gleichzeitig eine Raster- oder Profilprägung der Kontaktfläche und bzw. oder der Gegenfläche des Kontaktkörpers durchgeführt wird.