DE1209223B - Sinterkontaktkoerper mit zwei oder mehreren Schichten - Google Patents
Sinterkontaktkoerper mit zwei oder mehreren SchichtenInfo
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
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-
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- H01H1/00—Contacts
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIh
Deutsche Kl.: 21 g - 32
Nummer: 1209 223
Aktenzeichen: S 75926 VIII c/21 g
Anmeldetag: 26. September 1961
Auslegetag: 20. Januar 1966
Es sind bereits Kontaktkörper bekannt, auf deren Kontaktschicht aus einem schlecht lötbaren Material
eine gut lötbare Schicht durch Pressen oder Sintern aufgebracht ist.
Ferner sind Kontaktkörper bekanntgeworden, die aus einem Kontaktmaterial und einem gut schweißbaren
Metall aufgebaut sind, z. B. aus Silber, Kupfer oder deren Legierungen als Kontaktmaterial und aus
Eisen, Nickel, Monel oder einem ähnlich gut schweißbaren Metall. Die Herstellung erfolgt so, daß das Kontaktmaterial
und das gut schweißbare Metall übereinander plattiert werden und dann durch Ausstanzen,
Prägen oder Schneiden die Kontaktkörper gewonnen werden. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig teuer und
führt bei hohen elektrischen und thermischen Belastungen der fertigen Kontakte gelegentlich zu Ablösungen
der Schichten.
Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird die Verbindung zwischen schlecht schweißbaren Schichten
dadurch erreicht, daß die Sinterkontaktschicht mit Silberstücken belegt wird. Eine Verbindung zwischen
der Kontaktschicht und der Schweißunterlage wird durch einen kombinierten Tränk- und Lötprozeß
erreicht.
Diesen bekannten Kontaktkörpern und Herstellungsverfahren gegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung,
einen Kontaktkörper zu schaffen, der sich einfacher, billiger und unter sicherer Verbindung der
Kontaktschicht mit dem Träger herstellen und aufbringen läßt.
Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf einen Sinterkontaktkörper mit zwei oder mehreren Schichten
aus verschiedenem Material.
Erfindungsgemäß besteht ein solcher Kontaktkörper aus einer Schicht eines schlecht schweißbaren
Kontaktmaterials (Kontaktschicht) und einer mit dieser zusammengesinterten Schicht eines gut schweißbaren
Metalls, z. B. Eisen, Nickel oder Monel (Schweißschicht), und ist auf pulvermetallurgischem Wege als
Kontaktkörper in Fertigform hergestellt. Hierdurch ist eine wirtschaftlichere Fertigung als bisher möglich.
Bestehen die Kontaktschicht und die Schweißschicht aus Materialien, die auf dem Sinterwege nicht einwandfrei
verbunden werden können, so weist der Kontaktkörper zwischen Kontaktschicht und Schweißschicht
eine aus einer Metallpulverschicht gewonnene Zwischenschicht auf, die mit den beiden anderen
Schichten auf dem Sinterwege verbunden ist. Für die Zwischenschicht muß also ein Material verwendet
werden, das mit dem Material der beiden anderen Schichten auf dem Sinterwege verbunden werden kann.
Zur Erläuterung der Erfindung und zur Verdeut-Sinterkontaktkörper mit zwei oder mehreren
Schichten
Schichten
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:
Dr. techn. habil. Horst Schreiner, Nrünberg
lichung des durch sie erzielten Fortschrittes gegenüber dem Stand der Technik wird auf die Zeichnung verwiesen.
Es zeigt
F i g. 1 den Herstellungsgang eines Kontaktkörpers nach dem oben erwähnten Stand der Technik,
F i g. 2 den Herstellungsgang eines Sinterkontaktkörpers gemäß der Erfindung.
Die schematische Darstellung in den Figuren bedarf keiner Erläuterung, man erkennt unmittelbar die
wesentliche Vereinfachung, die durch das Verfahren nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik
erreicht wird.
Der erfindungsgemäße Kontaktkörper wird durch Schweißen mit dem Kontaktträger verbunden. Es ist
möglich — und dies ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kontaktkörpers gegenüber dem Stand
der Technik —, ohne zusätzlichen Aufwand die Form der Schweißschicht dem zum Aufschweißen des Kontaktkörpers
auf den Kontaktträger zur Anwendung gelangenden Schweißverfahren anzupassen. So kann
z. B. im Fall, daß die Materialien der Schweißschicht und des Trägers die Anwendung des Buckelschweißverfahrens
ermöglichen bzw. erfordern, die Schweißschicht ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand mit entsprechenden
Buckeln versehen werden. Dies ist z. B. der Fall, wenn die Schweißschicht aus Eisen, Nickel
oder Monel besteht. Wird darüber hinaus als Trägermetall ein niedriger als jene Metalle schmelzendes
Metall, z. B. Bronze oder Messing, verwendet, so läßt sich der Kontaktkörper stumpf auf den Träger aufschweißen,
und die Schweißschicht kann also eine ebene Fläche haben. In jedem Fall kann die sich aus
dem Schweißverfahren ergebende Form der Schweißschicht durch entsprechende Form des Preßstempels
ohne zusätzlichen Aufwand erreicht werden.
In Fällen, bei denen es darauf ankommt, daß der Kontaktwerkstoff eine möglichst hohe Dichte aufweist,
509 779/340
kann der Kontaktkörper nach der Erfindung durch Nachpressen praktisch bis zur theoretischen Dichte
verdichtet werden. Dieser Eventualfall ist ebenfalls in F i g. 2 dargestellt. Durch das Nachpressen und das
dabei auftretende Fließen des Materials der Kontaktschicht und der Schweißschicht wird ein besonders
maßgenauer Fertigformkontaktkörper erzielt.
Die nachfolgenden Beispiele geben Ausführungsformen und Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen
Kontaktkörpers an.
Für die Kontaktschicht wird eine Ag-Ni-Pulvermischung
im Verhältnis 90:10 und für die Schweißschicht ein Nickelpulver verwendet. In die Preßmatrize
mit einer Preßfläche von 10 mm Durchmesser werden 0,35 g Karbonylnickelpulver mit einer Korngröße
unter 10 μ und darauf 1,5 g der Ag-Ni-Pulvermischung eingefüllt. Die Pressung erfolgt mit 1 t/cm2, die anschließende
Sinterung bei 8500C während einer Stunde in Wasserstoffatmosphäre. Mit 8 t/cm2 wird nachgepreßt.
Bei der Sinterung ergibt die Nickelschicht einen etwas stärkeren Schrumpf als die Ag-Ni-Schicht. Beim
Nachpressen erhält man einen Fertigformkörper. In den Unterstempel ist ein Buckel mit einem Durchmesser
von 4 mm und einer Höhe von 0,5 mm eingearbeitet. Der Kontakt kann auf einen Kontaktträger
aus Eisen leicht buckelgeschweißt werden.
B e i s ρ i e 1 2
Für die Kontaktschicht wird ein Ag-C-Pulver im Verhältnis 96:4, für die Zwischenschicht Reinsilber
und für die Schweißschicht Eisen verwendet. In die im Beispiel 1 angegebene Preßmatrize werden 0,4 g Carbonyleisenpulver
mit einer Korngröße unter 5 μ, darauf eine Schicht von 0,2 g Elektrolysesilberpulver mit
einer Korngröße unter 60 μ und darauf 0,8 g einer Pulvermischung aus 96% Elektrolysesilberpulver und
4% Graphitpulver mit einer Korngröße unter 10 μ eingefüllt und diese drei Schichten mit 1,5 t/cm2 verpreßt.
Die Sinterung des Preßkörpers erfolgt bei 88O0C
während einer Stunde im Vakuum (unter 10~3 Torr). Der Sinterkörper wird mit 8 t/cm2 zu einem Fertigformkörper
nachgepreßt; dabei erreicht man in der Kontakt- und Schweißschicht praktisch die theoretische
Dichte. Der Kontaktkörper kann auf einem Trägermetall aus Eisen einwandfrei buckelgeschweißt
werden. Der Preßkörper kann bereits nach dem Sintern auf den Träger aufgeschweißt und die Nachverdichtung
zusammen mit dem Trägerkörper durchgeführt werden. Wird im vorstehenden Beispiel dann die Nachverdichtung
bei 3 t/cm2 durchgeführt, so weisen die Kontakt- und die Zwischenschicht eine Restporosität mit
einem Raumerfüllungsgrad von 0,9 bis 0,99 auf.
Wie bei den vorstehenden Beispielen können auch Kontaktmetalle wie Ag — Pb, Cu — Pb, Ag — CdO,
Ag — SnO2, Ag — Ni — Cd mit einer entsprechenden
Schweißschicht versehen werden. Bei wolframhaltigen Kontaktmetallen wie W-Cu, W-Ag, W—Cu-Ni,
W — Ag — Ni und W —Cu-Ag —Ni kann als
gutschweißbare Schicht Ni — Cu im Verhältnis 75: 25 (Monel) verwendet werden. In diesen Fällen empfiehlt
sich ein Preßdruck von 3 t/cm2 und eine Sintertemperatur von 1250° C während einer Stunde in Wasserstoff.
Verwendet man Ag — C als Kontaktschicht und Ag — Cu mit einem Gehalt von z. B. 8 °/o Kupfer als
Schweißschicht, so kann der Kontaktkörper, ohne daß die gutschweißbare Schicht mit Buckeln versehen ist,
also mit ebener Fläche, mit einem Messing- oder Bronzeträger stumpf geschweißt werden. Die Ag-Cu-Schweißschicht
kann auch einen höheren Gehalt an Kupfer aufweisen und ist dann bei kleinerer elektrischer
Leitfähigkeit als 40 -^- für die Stumpfschweißung
besonders geeignet.
Claims (3)
1. Sinterkontaktkörper mit zwei oder mehreren Schichten aus verschiedenem Material, dadurch
gekennzeichnet, daß er aus einer Schicht eines schlecht schweißbaren Kontaktmaterials
(Kontaktschicht) und einer mit dieser zusammengesinterten Schicht eines gut schweißbaren
Metalls, z. B. Eisen, Nickel oder Monel (Schweißschicht), besteht und daß er auf pulvermetallurgischem
Wege als Kontaktkörper in Fertigform hergestellt ist.
2. Sinterkontaktkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kontaktschicht
und Schweißschicht eine aus einer Metallpulverschicht gewonnene Zwischenschicht vorgesehen
ist, die mit den beiden anderen Schichten auf dem Sinterwege verbunden ist.
3. Sinterkontaktkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der
Schweißschicht in an sich bekannter Weise dem zum Aufschweißen des Kontaktkörpers auf den
Kontaktträger zur Anwendung gelangenden Schweißverfahren angepaßt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 860 525;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 055 147;
USA.-Patentschrift Nr. 2 706 759;
Fachbuchreihe Schweißtechnik, Bd. 17, 1960, S. 45, Aufsatz von H. Schreiner, Abschn. 5.
Deutsche Patentschrift Nr. 860 525;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 055 147;
USA.-Patentschrift Nr. 2 706 759;
Fachbuchreihe Schweißtechnik, Bd. 17, 1960, S. 45, Aufsatz von H. Schreiner, Abschn. 5.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 779/340 1.66 © Bundesdruckerei Berlin
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