DE1249533B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C22c

Deutsche Kl.: 40 b - 5/00

Nummer: 1249 533

Aktenzeichen: H 51629 VT a/40 b

Anmeldetag: 8. Februar 1964

Auslegetag: 7. September 1967

Als Werkstoff für Schwachstromkontakte sind bereits seit langem Goldlegierungen mit 3 bis 10 % Nickel bekannt, denen für manche Anwendungszwecke noch weitere Metalle in kleinen Mengen zugesetzt wurden, und zwar Silber, Palladium, Platin oder Kupfer bis zu insgesamt 10 °/₀ der Gesamtlegierung. Diese bekannten Goldlegierungen, insbesondere die Zweistofflegierungen mit Nickel, haben sich in der Praxis außerordentlich bewährt, obwohl sie während des Betriebes doch noch eine gewisse Materialwanderung von dem einen Pol zum anderen aufwiesen. Da die sonstigen Eigenschaften dieser Legierungen jedoch sehr gut sind und die Materialwanderung außerdem eine günstige fiächenhafte Ausbildung zeigt, wurde dieser kleine Nachteil vom Fachmann in Kauf genommen.

Es sind weiterhin Goldlegierungen für Schwachstromkontakte mit 1 bis 3% bzw. mit bis 1,8 % Nickel bekannt, die als weitere Legierungskomponente 2 bis 10⁰/o Kupfer enthalten oder auch solche ohne Kupfer, denen neben 8 bis 30% Silber noch ein Platinmetall in einer Menge bis zu 5 % zulegiert werden kann. Darüber hinaus wurde zur Herstellung von Anodenkontakten eine ternäre Gold-Silber-Nickel-Legierung mit 20 bis 75 °/₀ Silber und 5 % Nickel beschrieben. Auch diese Werkstoffe zeigen noch erhebliche Nachteile in bezug auf Zähigkeit und Abriebfestigkeit, wenn bei Schaltvorgängen im Relais ein gewisser Reibweg bei der Kontaktgabe durch konstruktive Maßnahmen bewußt herbeigeführt werden soll. Um nämlich hierbei nur einen geringen Übergangswiderstand zu erzielen, ist eine ausreichende Zähigkeit und Abriebfestigkeit des Kontaktwerkstoffes von entscheidender Bedeutung.

Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß besonders wertvolle, zähe und bei einem gewissen Reibweg bei der Kontaktgabe abriebfeste Kontakte für die Schwachstromtechnik erhalten werden, wenn man Goldlegierimgen verwendet, die aus 0,5 bis 3%, insbesondere 1 bis 2% Nickel, mehr als 10 bis 40°/o Kupfer und Silber, mit der Maßgabe, daß dabei Kupfer und Silber im einzelnen in den für Gold-Silber-Kupfer-Kontaktlegierungen üblichen Gehalten vorliegen, Rest Gold, bestehen. Es handelt sich somit um quaternäre Legierungen, die als wesentliche Bestandteile Gold, Silber und Kupfer und als zusätzliche Komponente Nickel enthalten.

Kontaktwerkstoffe auf Goldbasis mit Silber und Kupfer als Legierungskomponenten, wobei diese letztgenannten beiden Metalle in nicht unerheblichen Mengen in den Legierungen vorliegen, gehören zum Stand der Technik auf dem Gebiet der Kontaktwerkstoffe. So nennt die deutsche Patentschrift 1 106 967

Verwendung einer Goldlegierung als Werkstoff
für Schwachstromkontakte

Anmelder:

W. C. Heraeus

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Hanau/M., Heraeusstr. 12-14

beispielsweise eine Legierung als bekannten Kontaktwerktsoff, die aus bis zu 40% Silber, bis zu 20% Kupfer und Rest Gold besteht. In der britischen

Patentschrift 224 836 werden Kontaktwerkstoffe beschrieben, die maximal 12 Atomprozent eines Unedelmetalls enthalten, wobei als Unedelmetall unter anderem auch Kupfer genannt ist. Die weiteren Bestandteile dieses Kontaktwerkstoffes sind Gold und Silber. Der Goldgehalt dieser Legierungen soll mindestens 37 Atomprozent betragen, so daß mit dem bereits erwähnten Maximalgehalt an Kupfer von 12 Atomprozent Legierungen als bekannt gelten, die beispielsweise folgende Zusammensetzung haben, wo-

bei neben den Atomprozenten auch die Gewichtsprozente angegeben sind.

Au

Atom prozent	Gewichts- .prozent
65,2 59,2	80,0 75,1
22,8 28,8	15,3 20,0
12,0 12,0	4,7 4,9

Ag

Cu

Weitere Autoren haben Gold-Silber-Kupfer-Legierungen beschrieben, die aus 70% Gold und Rest Silber und Kupfer in etwa gleichen Anteilen, also aus 70% Gold und etwa 15% Silber und etwa 15% Kupfer bestehen, sowie eine Legierung, die neben 58% Gold 26% Kupfer und 16% Silber enthält. Darüber hinaus sind seit langem Legierungen als Kontaktwerkstoffe erhältlich, die aus 70% Gold und 25 bzw. 24% Silber und 5 bzw. 6% Kupfer bestehen.

Gegenüber diesen bekannten Legierungen zeichnen sich die erfindungsgemäß zu verwendenden quaternären Legierungen bei ihrer Verwendung als Werkstoff

709 640/448

für Schwachstromkontakte durch eine extrem niedrige Materialwanderung aus, die im allgemeinen nur mit besonderem Aufwand überhaupt festgestellt werden kann. Hierbei ist es besonders überraschend, daß gerade durch die Reduktion des; Nickelgehaltes in der quaternären Legierung dieser erhebliche Fortschritt erzielt werden kann. Eine Erhöhung des Nickelgehaltes, eine Maßnahme, die auf Grund des Standes der Technik auf dem Gebiet der Kontaktwerkstoffe auf Goldbasis an sich naheliegt, liefert den Beweis, daß die wertvollen Eigenschaften des Kontaktwerkstoffes eng an die spezifische Zusammensetzung der erfindungsgemäß zu verwendenden Goldlegierungen gebunden sind. Insbesondere wenn der Silbergehalt in der quaternären Legierung mehr als 10% beträgt, werden diese Legierungen bei einer gleichzeitigen Erhöhung des Nickelgehaltes heterogen und anfällig gegenüber korrodierenden Einflüssen. Die absolute Korrosionsfestigkeit von hochwertigen Kontaktwerkstoffen auf Edelmetallbasis ist aber gerade bei ihrem Einsatz auch in Fabrikationsräumen mit mannigfaltigen atmosphärischen Einflüssen von ausschlaggebender Bedeutung.

In den erfindungsgemäß zu verwendenden quaternären Legierungen können, ohne daß die wertvollen Eigenschaften dieser Kontaktwerkstoffe ungünstig beeinflußt werden, weitere Metalle, die in Kontaktwerkstoffen üblich sind, insbesondere Metalle der Platingruppe, als Legierungskomponenten zugegen sein, wenn deren Anteil 10% der Gesamtlegierung nicht übersteigt.

Als Kontaktwerkstoff in der Schwachstromtechnik hat sich beispielsweise eine erfindungsgemäß verwendete Goldlegierung als geeignet erwiesen, die aus 10% Kupfer, 18,5% Süber, 1,5% Nickel, Rest Gold besteht. Auch eine Legierung, die neben Gold aus je 10% Kupfer und Silber und 2% Nickel besteht, brachte als Werkstoff für Schwachstromkontakte besondere Vorteile.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Goldlegierung, bestehend aus 0,5 bis 3%, insbesondere 1 bis 2% Nickel, mehr als 10 bis 40% Kupfer und Silber, mit der Maßgabe, daß dabei Kupfer und Silber im einzelnen in den für Gold-Silber-Kupfer-Kontaktlegierungen üblichen Gehalten vorliegen, Rest Gold, als Werkstoff zur Herstellung von Schwachstromkontakten.

2. Verwendung einer Goldlegierung der im Anspruch! angegebenen Zusammensetzung, die als weitere Legierungspartner noch bis zu 10% in der Kontakttechnik übliche Legierungszusätze, insbesondere Metalle der Platingruppe, enthält, als Werkstoff für Schwachstromkontakte.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 759 254, 858 898;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 029 497, 1 078 774, 967; .

britische Patentschrift Nr. 224 836;
»Metall«, 1958, S. 635;
Wise, »Electrical Contacts«, 1945, S. 93;
E. R a u b, »Die Edelmetalle und ihre Legierungen«, 1940, S. 177;

A.Keil, »Werkstoffe für elektrische Kontakte«, 1960, S. 159;

V.Tafel, »Lehrbuch der Metallhüttenkunde«, Bd. I, 2. Auflage, 1951, S. 69 und 76.

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