DD149945A1 - Verfahren zur herstellung von draht aus silber-kadmiumoxid - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von massivem Draht aus Silber-Kadmiumoxid mittels innerer Oxydation eines Silber-Kadmium-Werkstoffes. Derartiger Draht wird zu Kontaktstuecken weiterverarbeitet. Ziel der Erfindung ist es, ein solches Verfahren zur Herstellung von Draht aus Silber-Kadmiumoxid zu entwickeln, der sich abfallos zu Kontaktstuecken umformen laeszt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines vollstaendig inneroxydierten Drahtes aus Silber-Kadmiumoxid mit hohem Kadmiumoxid-Gehalt zu entwickeln, das d. Reiszbildung vermindert. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurchgeloest, dasz ein Vierkant- oder Polygon-Draht aus einer Silber-Kadmium-Legierung in einer Stufe vollstaendig inneroxydiert, danach zu einem Runddraht umgeformt und rekristallisierend waermebehandelt wird.

Description

101 -t-

Verfahren zur Herstellung von Draht aus Silber-Kadmiuraoxid

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von massivem Dtraht aus Silber-Kadmiumoxid mittels innerer Oxydation eines Silber-Kadmium-Werkstoffes. Derartiger Draht wird zu Kontaktstücken umgeformt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind Verfahren zur Herstellung von massivem Draht aus Silber-Kadmiumoxid mittels innerer Oxydation bekannt. So ist es bekannt, einen Silber-Kadmium-Werkstoff bei einer Temperatur von 650 bis 870 ⁰C in einem sauerstoffhaitigen Medium während einer Zeitdauer von 1 bis 24 h zu inneroxydieren. Da die Umformbarkeit des inneroxydierten Werkstoffes mit steigendem Kadmiumoxid-Gehalt beträchtlich abnimmt, wird der Ausgangsgehalt der Legierung an Kadmium auf höchstens 6 % begrenzt. Die Legierung wird lediglich teilweise inneroxydiert (US-PS 2.673.167). Nachteilig ist, daß zur inneren Oxydation folglich nur ein Werkstoff mit niedrigem Kadmiumgehalt eingesetzt werden kann und daß der Werkstoff nicht vollständig inneroxydiert wird, damit er eine für ein Nieten ausreichende.Duktilitat behält. Es sind zahlreiche Versuche bekanntgeworden, möglichst vollständig inneroxydierten Draht aus Silber-Kadmiumoxid mit höheren Kadmiumoxid-Gehalten herzustellen, der die für eine Weiterverarbeitung zu Kontaktstücken erforderliche Dukti-Iitat aufweisen soll.

220 tot

So ist es bekannt, einen in Drahtform vorliegenden Silber-Kadmium-Werks to ff bei 750 ⁰C an Luft solange zu glühen, daß sich eine Oberflächenschicht aus Silber-Kadmiumoxid bildet. Die anschließend aus diesem Draht hergestellten Niete werden erneut inneroxydiert, damit auch die Schnittflächen, d.h. in erster Linie die Kontaktflächen von einer Oxidschicht überzogen werden (Stand der Technik zu DE-.AS 1.173.597). Dieses Verfahren, das die innere Oxydation in Stufen aufteilt, führt zwar zu Draht von ausreichender Duktilität und erlaubt die Verwendung eines Werkstoffes mit höherem Kadmiumgehalt, nachteilig ist Jedoch, daß der Draht lediglich teiloxydiert wird. Die folgende weitere Oxydation der Niete führt zwar zu einer Zunahme des oxydierten Bereichs, aber gleichzeitig zur unerwünschten Verteilung der Oxidschicht über dem fertigen Kontaktstück. Da der Außendurchmesser des erstmals oxydierten Drahtes gleich dem Schaftdurchmesser des Nietes ist, weist der Niet zunächst nur an der Schaftperipherie und der Unterseite des Kopfes eine Oxidschicht auf. Erst bei der nochmaligen Oxydation des Nietes wird die Oxidschicht auf der Kontaktfläche selbst gebildet, wobei die Oxidschicht auf Schaft und Kontaktunterseite verstärkt wird. Die dünnere Oxidschicht liegt dort vor, wo sie am dicksten sein sollte; v/o dagegen eine gute metallische Verbindung mit dem Kontaktträger notwendig ist, trägt der Niet die dickste Oxidschicht.

Es wurde erkannt, daß die unzureichende Duktilität von Draht aus Silber-Kadmiumoxid durch die bei der inneren Oxydation eintretende Volumenzunahme und durch die nadlige Form der Kadmiumoxid-Ausscheidungen bedingt ist. Ss wurde daher versucht, die Form der Kadmiumoxid-Ausscheidungen durch metallische Zusätze zum Silber-Kadmium zu beeinflussen und dadurch wenigstens einen geringen Duktilitätszuwachs zu erzielen. So sollen beispielsweise Zusätze von Kobalt einen bei 2,3 mm Durchmesser inneroxydierten Draht

aus Silber-Kadmiumoxid duktil machen, so daß er zu Nieten gestaucht werden kann (US-PS 2.932.595).

Zusätze von Aluminium und/oder Silizium sollen einem bei

3 nun Durchmesser inneroxydier ten Draht eine solche Dukti-Iitat verleihen, daß er bis an einen Durchmesser von 2,3 nun kaltgezogen und nach einer weiteren Wärmebehandlung zu Nieten gestaucht werden kann (GB-PS 909.349). Es hat sich jedoch gezeigt, daß zwar eine Verminderung der Rißbildung in der eigentlichen Oxydationsstufe möglich ist, aber diese Rißbildung tritt in den der inneren Oxydation folgenden Umformstufen ein. Es kommt dadurch zu einem hohen Ausschuß bei der Herstellung von Kontaktstükken, der bis zu 45 % der hergestellten Erzeugnisse umfassen kann. Noch in jüngster Zeit wird deshalb unterstrichen, daß die Anwendung der inneren. Oxydation für Silber-Kadmiumoxid-Draht auf Gehalte unter 10 % GdO für einen Draht von

4 mm Durchmesser und auf Gehalte unter 12 % CdO unabhängig vom Durchmesser beschränkt ist (US-PS 3.889.366).

Weiterhin ist ein Versuch bekanntgeworden, massiven inneroxydierten Silber-Kadmiumoxid-Draht dadurch herzustellen, daß man Draht aus Silber-Kadmium mit einem gegenüber dem Fertigdurchmesser bis zu dreifachen Durchmesser in einem sauerstoffhaitigen Medium bei 790 bis 845 ⁰C zu 15 bis 30 % seines X^uerschnittes inneroxydiert, danach an einen Durcbmesser von etwa dem Doppelten des Pertigdurchmesser zieht, diesen Draht unter gleichen Bedingungen zu 30 bis 50 % seines. Querschnittes inneroxydiert und an Fertigdurchmesser zieht (DE-OS 2.428.029). Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß es trotz einer Vielzahl von Oxydations- und Umformungsschritten nicht gelingt, einen solchen inneroxydierten Draht herzustellen, daß bei der späteren Umformung zu Kontaktstücken die Rißbildung vollständig vermieden werden kann. Durch die Durchführung der inneren Oxydation . in Stufen, die Ausnutzung des begrenzten Umformvermögens des teiloxydierten Drahtes und die vorzugsweise Verwendung

220 101

eines Ausgangswerkstoffes mit lediglich 9 % Kadmium gelingt es, eine vollständige innere Oxydation zu erzielen und dabei die Rißbildung weitgehend zu unterdrücken. Bei einer nachfolgenden Kaltumformung treten jedoch noch Risse auf, so daß der Ausschußanteil der Kontaktstücke zwar verringert, aber nicht vermieden wird. Die mehrmalige Unterbrechung der inneren Oxydation führt außerdem zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Kadmiumoxid-Partikel über dem Drahtquerschnitt und damit zu einem ungünstigen Schalt- und Abbrandverhalten der aus dem Draht gefertigten Kontaktstücke.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein solches Verfahren zu entwickeln, daß die Hers teilung von Draht aus Silber-Kadmiumoxid gestattet, der sich abfallos zu Kontaktstücken weiterverarbeiten läßt.

Wesen der Erfindung

Ausgehend von den bekannten Verfahren zur Herstellung von inneroxydiertem Draht aus Silber-Kadmiumoxid, die zur Ver-

meidung der Rißbildung entweder lediglich eine Teiloxydation des Drahtquerschnittes oder eine Herabsetzung des Kadmiumgehaltes der Ausgangslegierung oder eine Durchführung der inneren Oxydation in Stufen mit dazwischenliegenden Umformungen vorsehen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches einfaches Verfahren zur Herstellung eines vollständig inneroxydier ten, massiven Drahtes aus Silber-Kadmiumoxid mit hohem Kadmiumoxid-Gehalt zu entwickeln, das die Rißbildung vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Vierkant- oder Polygon-Draht aus einer Silber-Kadmium-Legierung in einer Stufe vollständig inneroxydiert, danachizu einem Runddraht umgeformt und rekristallisierend wärmebehandelt wird. ' .

. Die innere Oxydation des Vierkant- oder Polygon-Drahtes erfolgt vorzugsweise unter erhöhten Sauerstoffdruck von 22 bis 1296 kPa.

Der inneroxydierte Draht wird in einem oder mehreren Umformschritten zu Runddraht umgeformt. Bevorzugte Umformverfahren sind Walzen, Ziehen, Ziehwalzen und Rundkneten. Wenn die Umformung in mehreren Schritten vorgenommen wird, . wird zweckmäßigerweise in Inertgas oder Vakuum zwischengeglüht.

Die Querschnittsahnahme in den einzelnen Umformschritten ist in einem weiten Bereich zwischen 3 und etwa 50 % wählbar.

Der umgeformte Fertig-Runddraht wird vor der Weiterverarbeitung, z.B. durch Kaltstauchen, rekristallisierend wärmebehandelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für Silber-Kadmium-Legierungen mit bis zu 20 % Kadmium eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Silber-Kadmium-Werkstoff mit 9 % Kadmium wird zu einem 4 mm dicken Blech gewalzt und in 4 mm breite Streifen getrennt. Diese Streifen werden bei 820 ⁰C unter einem Sauerstoff druck von 1082 kPa vollständig inneroxydiert und danach in mehreren Stufen an 4 mm Durchmesser rundgeknetet. Anschließend erfolgt eine sekristallisierende Wärmebehandlung unter Argon. Danach wird der Draht an einen Enddurchmesser von 3» 3 mm gezogen und rekris'tallisierend geglüht. Die Oberfläche des Drahtes weist keine Risse auf. Der Draht wird durch Kaltstauchen zu Nietkontakten umgeformt.

220 101 ⁶

Beispiel 2

Ein Silber-Kadmium-Werks toff mit 13 % Kadmium wird mittels Strangpressen zu einem Sechskant-Draht von 3,6 mm Kantenlänge umgeformt. Dieser Sechskant-Draht wird bei 800 °C unter 592 kPa Sauerstoffdruck vollständig inneroxydiert und danach im kalten Zustand an Draht von 5 mm Durchmesser gezogen. Dieser Runddraht wird rekristallisierend geglüht und anschließend zu plattierten Nietkontakten verarbeitet.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß es auf einfache Weise gelingt, rißfreien, vollständig inneroxydier ten Runddraht aus Silber-Kadmiumoxid herzustellen, der durch Kaltumformen zu Kontaktstücken v/eiterverarbeitet werden kann. Die Ausführung der inneren Oxydation unter erhöhtem Sauerstoffdruck erfordert eine geringere Oxydationsdauer, so daß eine Kadmium-Verarmung über dem Drahtquerschnitt vermieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich deshalb an relativ dickem Halbzeug ausführen, und der daraus hergestellte inneroxydierte Draht weist eine gleichmäßige Verteilung der Kadmiumoxid-Partikel auf. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte hohe Duk till tat des inner oxydier ten. Runddrahtes ist überraschend auch dann gegeben, wenn der Werkstoff relativ hohe Gehalte an Kadmiumoxid aufweist. Es ist dadurch möglich, stauchfähigen Runddraht mit hohen Kadmium-Gehalten herzustellen, der bisher als nicht oder nur mit hohem Ausschußanteil herstellbar galt. Polglich kann auch bei Runddraht der Silberanteil in weiteren Bereichen durch den erhöhten Kadmiumoxid-Anteil substituiert werden. Dies gilt auch, wenn der Runddraht neben Kadmiumoxid weitere Metalloxide, z.B. Zinnoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Kupferoxid, Indiumoxid, enthält, wie sie zur Erzielung bestimmter elektrischer Eigenschaften der aus dem Draht herzustellenden Kontaktstücke erwünscht sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur die Herstellung von stauchfähigem Runddraht aus Silber-Kadmiuraoxid, sondern auch aus Silberwerkstoffen mit einem oder mehreren anderen Metalloxiden.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß das Ausgangshalbzeug nicht einen solchen Querschnitt aufweisen muß, der weitgehend dem gewünschten Kreisquerschnitt entspricht. Vielmehr kann beispielsweise der Vierkant-Draht einen Flachquerschnitt aufweisen, dessen Seitenlänge ein Mehrfaches der Höhe beträgt. Es ist dadurch, möglich,, das Ausgestalten des erforderlichen Umformens zu Runddraht noch besser den vorhandenen Formgebungsanlagen anzupassen.

Claims (4)

1. 220 101 -s-

   Erfindungsanspruch

   1» Verfahren zur Herstellung eines kaitatauchfähigen, zu elektrischen Kontaktstücken weiterverarbeitbaren, inneroxydierten Runddrahtes aus Silber-Kadmiumoxid

   • 5 mittels innerer Oxydation eines Vordrahtes aus Silber-Kadmium, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vierkantoder Polygon-Draht aus einem Silber-Kadmium-Werkstoff in einer Stufe vollständig inneroxydiert, danach zu einem Runddraht umgeformt und rekristallisierend wär-

   mebehandelt wird. .
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oxydation unter erhöhtem Sauerstoffdruck in einem Bereich von 22 bis 1296 kPa erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der inneroxydier te Vierkant- oder Polygon-Draht mittels Walzen, Ziehen, Ziehwalzen oder Rundkneten umgeformt wird.
4. 4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung in mehreren Schritten mit unterschiedliehen Querschnittsabnahmen erfolgt.