DE1099177B - Verwendung einer Goldlegierung als Werkstoff fuer elektrische Kontakte - Google Patents

Description

• Verwendung einer Goldlegierung als Werkstoff für elektrische Kontakte Die Erfindung betrifft die Verwendung eines edelmetallhaltigen. Werkstoffes für elektrische Kontakte, die wie etwa in Fernmeldegeräten, Meßgeräten, Relais und elektrischen Steuerorganen schwachen Beanspruchungen unterliegen.
• Werkstoffe für elektrische Schwachstromkontakte sind vielfältigen Beanspruchungen. ausgesetzt und sollen, möglichst gleichzeitig, die unterschiedlichsten Anforderungen erfüllen. In erster Linie wird Schaltsicherheit verlangt, die sowohl bei seltener Betätigung als auch nach mehreren Millionen Schaltungen gewährleistet sein soll. Dazu gehört, daß der Werkstoff bei dem eigentlichen Schaltvorgang keinen nennenswerten Materialverlust erleiden darf (Verschleißfestigkeit). Es ist aber auch erforderlich, daß der Werkstoff in den Schaltpausen nicht oxydiert oder andersartig seine Oberfläche verändert, da solche Vorgänge den Übergangswiderstand in urtunlicher Weise erhöhen. Der Übergangswiderstand muß weiterhin von vornherein möglichst gering sein, da der Kontakt bei kleinen und kleinsten Kontaktkräften sicher schalten soll, und schließlich muß auch eine gewisse mechanische Härte vorliegen, um eine Deformierung des Kontaktes auszuschließen.
• Gängige -Werkstoffe für Schwachstromkontakte sind je nach Schaltbedingungen und Anwendungsgebiet im wesentlichen Edelmetallegierungen, insbesondere Gold-Nickel-, Palladium-Kupfer- oder Silber-Palladium-Legierungen. Alle kennzeichnenden Eigenschaften dieser bekannten Werkstoffe sind in der Tabelle l aufgeführt: dieVickershärteimweichgeglühten Zustand, das spezifische Gewicht, der Materialverschleiß pro 10s Schaltungen, der Übergangswiderstand im Ausgangszustand und nach 1,5-106 Schaltungen, das Korrosionsverhalten und der spezifische elektrische Widerstand. Die Tabelle zeigt unter anderem, daß die kupferhaltigen Legierungen zwar im Materialverschleiß außerordentlich gut liegen, dagegen hinsichtlich des Übergangswiderstandes und des Korrosionsverhaltens die anderen Legierungen an Güte nicht erreichen. Gold-Nickel-Legierungen wiederum weisen ein gutes Korrosionsverhalten und geringe Übergangswiderstände auf, unterliegen aber einem starken Materialverschleiß, während Palladium-Silber-Legierungen gegen bestimmte Bestandteile der Atmosphäre außerordentlich empfindlich sind. Es geht daraus hervor, daß der Auswahl des Werkstoffes für die jeweiligen Schalt- und Arbeitsbedingungen eine erhebliche Bedeutung zukommt und da,ß unter diesen bekannten Werkstoffen keiner ist, der in jeder Beziehung unbeschränkt anwendbar ist.
• Es sind Gold-Palladium-Nickel-Legierungen als Werkstoffe für elektrische Kontakte bekannt, die aus 3 bis 10 Gewichtsprozent Nickel, 0#5 bis 4 Gewichtsprozent Palladium, Rest Gold, bestehen. Derartige Legierungen mit einem relativ geringen. Palladium-und einem relativ hohen Nickelgehalt sind verhältnismäßig hart, so daß der mechanische Abrieb gering ist, jedoch tritt eine verhältnismäßig-starke Wanderung des Kontaktmaterials unter Einfluß des elektrischen Feldes ein.
• Es wurde nun gefunden, daß Gold-Palladium-Nickel-Legierungen, bestehend aus 20 bis 30 Gewichtsprozent Palladium, 3 bis 6 Gewichtsprozent Nickel, Rest Gold, wesentlich günstigere Eigenschaften besitzen, als die bekannten Werkstoffe. Diese sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß in der Legierung zwei Edelmetalle entgegengesetzter Feinwanderungstendenz in geeignetem Mischungsverhältnis enthalten sind und eine dritte härtende Komponente hinzugefügt ist, die die günstigen elektrischen Eigenschaften der Edelmetalle nicht nachteilig beeinflußt. Die Eigenschaften. dieser Legierungen sind in der nachstehenden Tabelle 2 in Abhängigkeit von der Zusammensetzung aufgeführt Tabelle 2 In die Tabelle 2 ist auch eine Legierung auf Basis Gold-Palladium-Nickel aufgenommen, die mit 10% Nickel außerhalb des Bereichs der erfindungsgemäßen Werkstoffe liegt. So weist nicht nur einen erhöhten Übergangswiderstand auf, sondern auch ein starkes Anwachsen des Übergangswiderstandes nach Durchführung von 10s Schaltungen. Auch. das Korrosionsverhalten weicht von dem der übrigen Legierungen ab, da sie gegen. den Angriff feuchter Luft empfindlich ist und leicht "oxydiert. Der spezifische Widerstand, der, wie oben. erwähnt, möglichst niedrig gehalten werden soll, liegt ebenfalls deutlich höher als bei den Werkstoffen im Bereich der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Außerdem läßt sich aus. der Tabelle entnehmen, daß der Werkstoff gemäß der Erfindung bei gutem Korrosionsverhalten und unter Berücksichtigung der Fehlergrenze der Messung hinsichtlich des Materialverschleißes mit den bekannten Palladium-Kupfer- oder Palladium-Silber-Legierungen durchaus vergleichbar ist. Er zeichnet sich jedoch gegenüber den Palladium-Kupfer-Legierungen durch eine verbesserte Leitfähigkeit und durch kleinere elektrische Übergangswiderstände aus. Der Übergangswiderstand ändert sich auch beim Schalten nicht oder nicht wesentlich. Hervorzuheben, ist noch, daß die Werkstoffe gemäß der Erfindung höhere Härten be@ sitzen als die bekannten Werkstoffe und damit die Gefahr der Deformierung beim Betrieb ungleich geringer ist.
• Der Vergleich mit der 10°/o Nickel enthaltenden Legierung zeigt, daß es nicht.- genügt, beliebige Kombinationen der Elemente Gold-Palladium-Nickel anzuwenden, um einen unter vielfältigen Bedingungen brauchbaren Kontaktwerkstoff zu erhalten, sondern daß es vielmehr darauf ankommt,. die Zusammensetzung in einem engen Bereich auszuwählen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung einer Goldfegierung, bestehend aus 20 bis 30% Palladium, 3 bis 6°/o Nickel, Rest Gold, als Werkstoff für - schwach beanspruchte elektrische Kontakte, z. B. für Fernmeldegeräte, Meßgeräte, Relals., elektrische Steuerorgane. In Betracht gezogene..Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 584 549, 913 702; E. Jänecke, »Kurzgefaßtes Handbuch aller Legie:-rungen«, 1949; S.368.