DE1050551B

DE1050551B - PuK ermetallischcs Verfahren zur Her stellung eines Kontaktwerkstoffs auf Silber Cadmiumox>d Basis

Info

Publication number: DE1050551B
Application number: DENDAT1050551D
Authority: DE
Inventors: Romer Berlin - S">mensstadt Otto
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1959-02-12

Description

DEUTSCHES

In letzter Zeit durchgeführte Entwicklungsarbeiten haben ergeben, daß bei der Abschaltung von Wechselströmen die Löschung des Lichtbogens im Nulldurchgang des Stromes durch bestimmte Kontaktwerkstoffe, z. B. Silber-Cadmiumoxyd, Silber-Zinkoxyd, Silber-Zinnoxyd, Silber-Bleioxyd und Silber-Indiumoxyd, die die Eigenschaft haben, die Laufgeschwindigkeit eines Lichtbogens zu dämpfen, günstig beeinflußt wird. Kontakte aus diesen Werkstoffen haben jedoch den Nachteil, daß der Materialabbrand relativ hoch ist.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß vor allem der Werkstoff auf Silber-Cadmiumpxyd-Basis durch eine Verringerung und Vergleichmäßigung der Korngröße wesentlich ver1>essert werden kiinn, die zu einer feineren Verteilung des Cadmiumoxyds in dem Grundmetall Silber führt. Ein derartiger Werkstoff läßt sich in der Weise herstellen, daß Silber und Cadmium zu einer homogenen Legierung· geschmolzen und dann mechanisch zu den gewünschten Schaltstücken verformt werden; diese werden im Luftstrom oxydiert, wodurch eine sehr feine Verteilung des Cadmiumoxyds erreicht wird.

Es ist auch schon bekannt, den Kontaktwerkstoff nach dem pulvermetallurgischen Verfahren herzustellen. In diesem Fall werden Silberpulver und Cadmiumoxydpulver gemischt, und dieses Gemisch wird dann gepreßt und gesintert.

Beide Herstellungsarten haben jedoch wesentliche Nachteile. Bei einem nach dem ersten Verfahren hergestellten Kontakt zeigt es sich nämlich, sobald der Kontakt größeren Querschnitt besitzt, daß das Cadmiumoxyd ungleichmäßig über den Querschnitt verteilt ist, und zwar in der Weise, daß die Randzonen gut durchoxydiert sind, während die inneren Teile des Kontaktes einen wesentlich geringeren Gehalt an Cadmiumoxyd aufweisen und zum Teil überhaupt keine Oxydation stattfindet. Ein nach dem zweiten Verfahren hergestellter Kontakt hat eine nicht so gleichmäßige Verteilung des CdO im Silber. Die Cadmiumoxydkörner sind verschieden groß und erheblich größer als bei dem ersten Verfahren der Durchoxydation. Auch besitzt er nur eine ungenügende mechanische Festigkeit.

Diese Nachteile werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß er- lindungsgemäß eine aus Silber und Cadmium auf normalem legierungstechnischem Wege hergestellte Legierung als vorgegebenes Ausgangsmaterial pulverisiert und alsdann im Luft- oder Sauerstoffstrom durchoxydiert wird. Auf diese Weise wird sowohl eine gleichmäßige, feine Körnung als auch eine vollständige Oxydation und gleichmäßige Verteilung des Cadmiumoxyds erzielt. In Abwandlung dieses Ver-Pulvermetallisches Verfahren

zur Herstellung eines Kontaktwerkstoffs

auf Silber-Cadmiumoxyd-Basis

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Römer, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden

fahrens können auch aus der Silber-Cadmium-Legierung zunächst dünne Streifen hergestellt werden, die dann durchoxydiert und pulverisiert werden. Auch hierbei wird dadurch, daß lediglich dünne Streifen oxydiert werden, eine vollständige Durchoxydation erreicht, die anschließende Pulverisierung führt dann ebenfalls zu der gewünschten feinen und gleichmäßigen Verteilung des Cadmiumoxyds in dem Kontaktwerkstoff.

Das gemäß der Erfindung hergestellte AgCdO-PuI-ver wird dann auf pulvermetallurgischem Wege durch Pressen und Sintern zu den Kontaktstücken verarbeitet.

Für die Zwecke der Erfindung können beispielsweise folgende Legierungszusammensetzungen verwendet werden, die dem Verfahren nach der Erfindung unterzogen werden:

1. 70 bis 97°/oAg, 30 bis 3% Cd, vorzugsweise 85 bis 94% Ag, 15 bis 6% Cd;

2. 80 bis 97% Ag, 20 bis 3% Zn, vorzugsweise 90 bis 95% Ag, 10 bis 5% Zn;

3. 80 bis 97% Ag, 20 bis 3% Sn, vorzugsweise 90 bis 95% Ag, 10 bis 5% Sn.

Es ist weiter bekannt, Werkstoffen mit relativ hohem Materialabbrand harte, schwer schmelzende Elemente, wie z. B. Wolfram, Molybdän, Nickel od. ä., zuzusetzen. So werden z. B. seit langem Sinterwerkstoffe aus Wolfram und Kupfer, WoIf-

809 74OT37

Claims

ram und Silber oder Molybdän und Silber verwandt. Diese weisen zwar bei großen Schaltleistungen einen verhältnismäßig kleinen Materialabbrand auf, beschleunigen aber andererseits die Laufgeschwindigkeit des Lichtbogens. Dadurch besteht die Gefahr, daß der Lichtbogen, falls er nicht in die Lichtbogenkammer geleitet wird, aus dem Bereich des Kontaktstückes hinausläuft und benachbarte Schalterteile zerstört. Außerdem wird im allgemeinen durch das Weiterlaufen des Bogens dessen Länge und damit die Bogenspannung vergrößert, wodurch bei Wechselstrom leicht Rückzündungen über mehrere Halbwellen hervorgerufen werden können. Mit den bekannten Sinterwerkstoffen wird daher die Löschung des Lichtbogens im Nulldurchgang des Stromes nicht sicher erreicht.
In Anwendung der an sich bekannten Eigenschaft der vorgenannten Stoffe, den Materialabbrand zu verringern, ist es möglich, die Abbrandfestigkeit eines nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Werkstoffes dadurch zu verbessern, daß dem Silber-Cadmiumoxyd-Pulver Wolframpulver oder Pulver anderer hochschmelzender Metalle, wie z. B. Ta, Mo, Re, Ni, Cr, Ir, Ru, Os, Rh, Pt, einzeln oder zu mehreren beigemischt und dann das Pressen und Sintern vorgenommen wird. Dadurch, daß nach diesem weiteren Erfindungsgedanken das Pulver des hochschmelzenden Metalls erst nach der Oxydation des Grundstoffes (AgCd, AgZn oder AgSn) diesem zugesetzt wird, wird die Bildung von Oxyden der hochschmelzenden Metalle verhindert, die wegen ihres sehr hohen spezifischen Widerstandes unerwünscht sind. An Stelle der genannten reinen hochschmelzenden Metalle können auch deren Karbide, Boride, Nitride oder Suizide dem Silber-Cadmium-Pulver beigemischt werden.
Werden die Kontakte auf diese Art und Weise hergestellt, so können beispielsweise folgende Legierungszusammensetzungen verwendet werden:
4. 10 bis 70% Ag-CdO, 90 bis 30% W oder WC, vorzugsweise 30 bis 50% Ag-CdO, 70 bis, 50% W oder WC;
5. 30 bis 70% Ag-CdO, 70 bis 30% Mo oder MoC, vorzugsweise 40 bis 60% Ag-CdO, 60 bis 40% Mo oder MoO.

Es ist aber durchaus möglich, den Grundstoff AgCdO durch AgZnO, AgSnO oder AGInO zu ersetzen.

P A Γ E N T A N S 1Ή Ü C H E :

1. Verfahren zur Herstellung eines auf puh*ermetallurgischem Wege zu verarbeitenden Verbundwerkstoffes auf Silber-Cadmiumoxyd-Basis für Kontakte von elektrischen Schaltgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Silber-Cadmium-Legierung als vorgegebenes Ausgangsmaterial pulverisiert und alsdann im Luft- oder Sauerstoffstrom durchoxydiert wird.

2. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Silber-Cadmium-Legierung dünne Streifen hergestellt werden, die im Luft- oder Sauerstoffstrom durchoxydiert und dann pulverisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Durchoxydation Wolframpulver oder das Pulver eines anderen hochschmelzenden Metalls, wie z. B. Ta, Mo, Re, Ti, Ni, Cr, Ru, Os, Rh, Pt, zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der hochschmelzenden Metalle deren Karbide, Boride, Nitride oder Suizide zugegeben werden.

5. Anwendung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf die Herstellung von Kontaktwerkstoffen der dort genannten Zusammensetzung, die jedoch an Stelle von Cadmiumoxyd Zinkoxyd, Zinnoxyd oder Indiumoxyd enthalten.

© 809 749/337 2.