DE1055147B

DE1055147B - Verfahren zur Herstellung von loetbaren Formkoerpern aus Silber-Cadmium-Oxyd fuer Kontaktzwecke

Info

Publication number: DE1055147B
Application number: DED26772A
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Holzmann; Dr-Ing Hellmuth Schmidt
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1957-11-05
Filing date: 1957-11-05
Publication date: 1959-04-16

Description

DEUTSCHES

In neuerer Zeit haben sich in der Starkstromtechnik Kontaktelemente aus einer Silber-Cadmium-Legierung, beispielsweise mit 10 bis 16% Cadmium, eingeführt, da dieser Werkstoff vor allem eine hohe Schweißbeständigkeit aufweist. In der weiteren Entwicklung haben entsprechende Kontaktelemente Bedeutung erlangt, bei denen das Cadmium durch Cadmiumoxyd ersetzt ist. Solche Kontaktelemente werden meist auf Trägermaterialien, z. B. aus Kupfer, aufgelötet und in dieser Kombination in die Kontaktvorrichtungen eingebaut. Während jedoch Silber-Cadmium-Legierungen gut lötbar sind und daher bei der Verbindung mit einem Trägermetall keine Schwierigkeiten bereiten, gilt dies für Formkörper aus Silber-Cadmium-Oxyd nicht. Man hat daher bei der Herstellung solcher Formkörper aus Mischungen von Silberpulver und Cadmiumoxydpulver, bei der die Formgebung durch Pressen und anschließendes Sintern erfolgt, in die Preßform einseitig eine Schicht aus Silberpulver eingebracht und auf diese Weise einen Silber-Cadmium-Oxydkörper mit einer Feinsilberschicht erzeugt, die eine Lötung ermöglicht. Die übliche Herstellungsweise für Kontaktelemente aus Silber-Cadmium-Oxydberuht jedoch auf der Erzeugung eines Formkörpers aus Silber-Cadmium-Legierung, in dem das Cadmium durch nachträgliche Oxydation in Oxyd übergeführt wird. Hier führt die Aufbringung einer Feinsilberschicht, mit welchen Methoden man sie auch immer vorzunehmen versucht, nicht zum Ziel, da bei der nachträglichen Oxydation des Silber—Cadmiums stets eine nur unvollkommene Bindung der oxydfreien Schicht zu der eigentlichen Silber-Cadmium-Oxydgrundmasse resultiert. Es hat sich gezeigt, daß bei der Oxydation Poren und Diffusionslöcher entstehen und außerdem leicht Kornwachstum oder Korngrenzenrisse auftreten. Die Festigkeit und Funktionstüchtigkeit solcher Kontakte ist dann stark herabgesetzt, so daß die Gewinnung einwandfrei lötbarer Kontaktkörper aus Silber-Cadmium-Oxyd eine dringende Aufgabe für die einschlägige Technik darstellt.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung eines unter Oxydation des Cadmiums aus Silber—Cadmium dargestellten Formkörpers für Kontaktzwecke, durch welche der Formkörper eine gut lötbare cadmiumoxydfreie flächenhafte Schicht und diese gut lötbare Schicht ihrerseits eine innige und feste Verbindung mit dem übrigen, Cadmiumoxyd enthaltenden Teil des Körpers erhält. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem solchen Verfahren erfindungsgemäß der aus Silber—Cadmium bestehende Formkörper während der Oxydationsbehandlung der Einwirkung der oxydierenden Gase nur mit Teilen seiner Oberfläche ausgesetzt und vor allem an der oder den zu lötenden Fläche (n) vor dem Angriff der

Verfahren zur Herstellung
von lötbaren Formkörpern
aus Silber-Cadmium-Oxyd
für Kontaktzwecke

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr.-Ing. Hellmuth Schmidt und Dr. Hermann Holzmann, Hanau/M.,
sind als Erfinder genannt worden

oxydierenden Gase geschützt wird. Es hat sich umerwarteterweise gezeigt, daß in den üblichen Oxydationszeiten bei lokal unterschiedlicher Einwirkung des Oxydationsgases eine Diffusion des Sauerstoffs durch alle Teile des Körpers nicht eintritt und so eine oder mehrere Flächen von Cadmiumoxyd frei gehalten werden können. Zwischen diesen Flächen und dem Grundmaterial, in dem das Cadmium zu Cadmiumoxyd oxydiert ist, besteht eine einwandfreie mechanische und elektrische Verbindung, so daß derartige Körper einerseits einwandfrei nach üblichen Methoden gelötet werden können und andererseits alle günstigen Kontakteigenschaften des Silber-Cadmium-Oxyds aufweisen.

In Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß ein Formkörper aus Silber—Cadmium in einen Tiegel oder eine entsprechend ausgesparte Unterlage aus feuerfestem Material derart eingelegt wird, daß, gegebenenfalls nach Abdichtung der Tiegelränder, die zu belötende Fläche und ihre Umgebung gegen den Zutritt von oxydierenden Gasen geschützt ist. Wird ein so vorbereiteter Formkörper nun in üblicher Weise, z. B. durch eine Glühung an Luft zwischen 700 und 850° C, der Oxydation unterworfen, so bleibt die in die Unterlage oder in den Tiegel hineinragende Fläche des Formkörpers frei von Cadmiumoxyd. Auf dieser Fläche kann nach Abkühlung und Entfernung des Körpers aus der Unterlage dann ohne Schwierigkeiten

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Claims

gelötet werden. Man kann bei größeren Formikörpern oder solchen mit kompliziert gestalteter Lötfläche letztere auch noch dadurch schützen, daß man in den feuerfesten Behälter ein indifferentes oder reduzierenrdes Gas einleitet oder den nur einen Teil des Formkörpers aufnehmenden Behälter während der Oxydation unter vermindertem Druck hält. Diese Arbeitsweise setzt jedoch eine besonders sorgfältige Abdichtung zwischen den Tiegelrändern und dem teilweise in den Tiegel eintauchenden Formkörper voraus. Besonders bewährt, und zwar vor allem für Bleche aus Silber-Cadmium-Legierung, hat sich eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Formkörper oder Blechstücke gleicher Gestalt mit den später zu belötenden Flächen aufeinandergelegt und dann an den Stoßrändern gasdicht verschweißt oder anderweitig verbunden werden. Unterwirft man, dieses Paket in an sich bekannter Weise der Oxydation, in dem man es z. B. bei 800° C 70 Stunden glüht, so finden die sauerstoffhaltigen Gase Zugang nur zu den Außenseiten der z. B. 1,5 mm starken Bleche, während die aufeinanderliegender gasdicht verbundenen Innenflächen von Cadmiumoxyd frei bleiben -und nach Abkühlung und Auseinandertrennen des Paketes aus lötbarer Silber-Cadmium-Legierung bestehen. Zu günstigen Ergebnissen gelangt man auch, wenn die Formkörper vor der Oxydation an den später zu belötenden Flächen mit einem gasdichten Überzug aus keramischem Werkstoff, beispielsweise Aluminiumoxyd od. dgl., überzogen sind, der dann allerdings nach der Oxydationsbehandlung sauber abgetrennt werden muß, um die aus Silber—Cadmium bestehende Fläche für die Lötung verwenden zu können. Zum Auftrag eines solchen keramischen Überzugs hat sich das bekannte Flammspritzverfahren mit keramischen Massen bewährt. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von lötbaren Formkörpern aus Silber-Cadmium-Oxyd für Kontaktzwecke unter Oxydation des Cadmiums in

ίο einer Silber-Cadmium-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Silber-Cadmium-Legierung bestehende Formkörper während der Oxydationsbehandlung der Einwirkung der oxydierenden Gase nur mit Teilen seiner Oberfläche ausgesetzt und insbesondere an den zu lötenden Flächen vor Oxydation geschützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formkörper aus Silber—Cadmium mit den zu belötenden Flächen aufeinandergelegt, an den Stoßfugen gasdicht, z. B. durch Schweißen, verbunden, sodann als Paket der Oxydation unterworfen und danach wieder in die einzelnen Formkörper aufgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, da'durch gekennzeichnet, daß mindestens die zu belötende Fläche eines Formkörpers aus Silber—Cadmium durch einen dichten keramischen Überzug abgedeckt und der so vorbehandelte Formkörper der Oxydation unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Überzug durch Flammspritzen aufgebracht wird.