DE1029571B

DE1029571B - Verfahren zur Herstellung eines Sinterverbundwerkstoffes, insbesondere fuer elektrische Kontakte

Info

Publication number: DE1029571B
Application number: DES49476A
Authority: DE
Inventors: Dr Techn Habil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-07-13
Filing date: 1956-07-13
Publication date: 1958-05-08

Description

DEUTSCHES

Kontaktwerkstoffe aus Silber als Grundmetall und einein oder mehreren Metalloxydzusätzen haben sich insbesondere für Kontakte in der Starkstromtechnik zur Schaltung hoher Ströme, z.B. von lOOOA und mehr, bewährt. Kontakte dieser Art weisen eine verhältnismäßig geringe Schweißneigung auf. Bei den bisherigen Herstellungsverfahren dieser Kontaktwerkstoffe wurde im allgemeinen von einem Gemisch aus Silberpulver und feinteiligem Metalloxydpulver ausgegangen. Das Pulver wurde mechanisch möglichst gut durchmischt, dann gepreßt und schließlich unterhalb des Schmelzpunktes des Silbers gesintert.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird eine Legierung aus Silber und einem unedleren Metall an der Luft geglüht. Hierbei wird das unedlere Metall in das entsprechende Metalloxyd übergeführt. Die Oxydation schreitet jedoch von der Oberfläche in das Innere der Legierung nur langsam fort und erfordert bei dicken Kontaktstücken sehr lange Glühzeiten. Dies entnimmt man für das Beispiel einer Silber-Kadmium-Legierung aus dem Diagramm der Zeichnung. Auf der Abszisse ist die Glühzeit in Stunden und auf der Ordinate die Oxydationstiefe in Millimetern aufgetragen, bezogen auf eine Glühtemperatur von 800° C in Luft. Bei den erforderlichen langen Glühzeiten tritt bereits ein Kadmiumverlust durch Verdampfen auf.

Nachdem man festgestellt hatte, daß die Kontakteigenschaften eines Werkstoffes der vorgenannten Art um so günstiger sind, desto feiner und gleichmäßiger die Oxydkomponenten im Grundmetall eingelagert sind, war man bestrebt, Verfahren zu entwickeln, die eine extrem feine Verteilung der Ausgangskomponenten ergeben.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterverbundwerkstoffes, insbesondere für elektrische Kontakte, aus einem Gemisch aus Silberpulver und dem Pulver des Oxydes von mindestens einem unedleren Metall, das der vorgenannten Forderung in besonders hohem Maße entspricht. Die neue Lösung besteht darin, daß das Ausgangspulvergemisch durch Verdüsung einer flüssigen Metallegierung in oxydierender Atmosphäre, deren Legierungskomponentenanteile den gewünschten Anteilen dieser Komponenten im Ausgangsverbundpulver entsprechen, hergestellt wird.

Als unedle Legierungskomponenten werden bevorzugt mindestens eines der Metalle Zink, Kadmium. Quecksilber, Zinn oder Blei verwendet.

In der oxydierenden Atmosphäre tritt während und unmittelbar nach dem Verdüsen ganz oder teilweise eine Oxydation der unedlen Legierungsbestandteile ein. Im Gegensatz zu den bei den vorher erwähnten Verfahren erforderlichen langen Glühzeiten wird bei Verfahren zur Herstellung

eines Sinterverbundwerkstoffes,

insbesondere für elektrische Kontakte

Anmelder;

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. techn, habil, Horst Schreiner, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

dem Verfahren gemäß der Erfindung die Oxydation der unedlen Legierungsbestandteile in wesentlich kürzerer Glühzeit erreicht. Der Oxydationsgrad kann durch die Wahl der Verdüsungsbedingungen beeinflußt werden. Eine vollständige Oxydation wird erreicht, wenn das Pulver unmittelbar nach der Verdüsung eine heiße Zone in oxydierender Atmosphäre durchläuft. Bei niedrigerer Temperatur der oxydierenden Atmosphäre und bei entsprechend kürzerer Bemessung der oxydierenden Durchlaufzone nach der Verdüsung erfolgt die Oxydation der unedlen Komponenten nur teilweise. Bevorzugt werden die vorgenannten Parameter so bemessen, daß sich ein Oxydationsgrad zwischen 50 und 100% einstellt. So wird z. B. das Kadmium eines gemäß der Erfindung verdüsten Silber-Kadmium-Pulvergemisches mit einem Kadmiumanteil von 10% und einer Korngröße zwischen 60 und 300 μ in oxydierender Atmosphäre von 800° C nach 5 Minuten zu etwa 60% und nach 20 Minuten vollständig oxydiert.

Die weitere Verarbeitung des auf die oben angegebene Weise hergestellten Pulvergemisches durch Pressen und Sintern kann nach den bekannten Verfahren erfolgen.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Sinterverbundwerkstoffe weisen gegenüber entsprechend zusammengesetzten Werkstoffen, deren Ausgangspulver nach den bekannten Verfahren hergestellt worden sind, ein feinteiligeres Gefüge und eine wesentlich gleichmäßigere Verteilung auf. Entsprechend sind auch die Kontakteigenschaften gün-

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stiger, insbesondere bei Belastung mit hohen Strömen. Hervorzuheben ist, daß das gemäß der Erfindung hergestellte Kontaktmaterial auch beim Schalten hoher Ströme über 2000 A nicht schweißt und darüber hinaus eine hohe Abbrandfestigkeit besitzt.

Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Sinterwerkstoffe ist dadurch zu erreichen, daß dem Silber-Metalloxyd-Verbundpulver vor dem Pressen und Sintern bis zu 30 Gewichtsprozent eines Metallpulvers in feinteiliger Form beigemischt werden. Hierfür eignen sich z. B. Beimischungen aus Chrom-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Molybdän- oder Wolframpulver.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung eines Sinterverbundwerkstoffes, insbesondere für elektrische Kontakte, aus einem Gemisch aus Silberpulver und dem Pulver des Oxydes von mindestens einem unedlen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulvergemisch durch Verdüsung einer flüssigen Metallegierung in oxydierender Atmosphäre, deren Legierungskomponentenanteile den gewünschten Anteilen dieser Komponenten im Ausgangsverbundpulver entsprechen, hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Silber legierte Unedelmetall mindestens eines der Metalle Zink, Kadmium, Quecksilber, Zinn oder Blei ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der oxydierenden Atmosphäre und die Reaktionszeit so bemessen werden, daß die Unedelmetallkomponenten vollständig in Oxyde übergeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der oxydierenden Atmosphäre und die Reaktionszeit so bemessen werden, daß die Unedelmetallkomponenten zu 50 bis 100% in Oxyde übergeführt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Silber-Metalloxyd-Verbundpulver vor dem Pressen und Sintern bis zu 30¹ Gewichtsprozent eines Metallpulvers in feinteiliger Form beigemischt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Chrom-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Molybdän- oder Wolframpulver beigemischt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen