DE1558543C

DE1558543C - Use of a contact alloy for vacuum switches

Info

Publication number: DE1558543C
Authority: DE
Inventors: Yozo Sagamihara Kanagawa Nakajima (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Publication date: 1972-04-27

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Kontaktlegierung, bestehend aus 10 bis 20% Kobalt, 0,1 bis 1,0% Wismut, Rest Kupfer neben herstellungsbedingten unvermeidlichen Verunreinigungen, als Werkstoff für elektrische Kontakte von Vakuumschaltern mit hoher Stromdichte auf der Kontaktoberfläche, die einen niedrigen Hackstrom und kleine Klebkraft aufweisen müssen. Diese Vakuumschalter dienen dazu, einen durch den damit verbundenen Stromkreis fließenden Strom durch öffnen der Kontakte in einem innerhalb des Unterbrechers aufrecht¹ erhaltenen Hochvakuum zu unterbrechen. Es ist bekannt, daß man elektrische Kontakte zur Verwendung in Vakuumschaltern aus Kupfer herstellt und diese Kupferkontakte die Fähigkeit besitzen, Wechselstrom hoher Stromstärke zu unterbrechen. Es ist jedoch ebenfalls bekannt, daß diese Kupferkontakte beim Vorliegen hoher Stromstärken, welche von den im damit verbundenen Stromkreis nach dem Unterbrechen induzierten abnorm hohen Spannungen herrühren, unvorteilhaft sind. Bis jetzt war die Meinung vorherrschend, daß das Hackstromphänomen mit dem Entstehen von Metalldampf oder Dämpfen nach dem überspringen des Lichtbogens zwischen den Kontakten im Zusammenhang steht und daß ein beliebiges Metall, welches hohen Dampfdruck oder niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist, eine niedrige Hackstromstärke besitzt. Aufbauend auf dieser Annahme wurde zur Verringerung der Hackstromstärke der Kontaktlegierung bereits vorgeschlagen, einem Metall, beispielsweise Kupfer, welches eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt, eine große Menge eines geeigneten Metalls, welches einen hohen Dampfdruck besitzt, zuzufügen. Beispielsweise könnte eine aus 20 Gewichtsprozent Wismut und dem Rest Kupfer bestehende Legierung zur Herstellung elektrischer Kontakte zur Verwendung in Vakuumstromkreisunterbrechern herangezogen werden.The invention relates to the use of a contact alloy consisting of 10 to 20% cobalt, 0.1 to 1.0% bismuth, the remainder copper in addition to unavoidable impurities caused by the production process, as a material for electrical contacts of vacuum switches with high current density on the contact surface must have a low chopping current and low adhesive strength. These vacuum switches are used to interrupt a current flowing through the circuit connected to it by opening the contacts in a high vacuum ^{maintained within the interrupter 1.} It is known that electrical contacts for use in vacuum switches are made from copper and that these copper contacts have the ability to interrupt high-intensity alternating currents. However, it is also known that these copper contacts are disadvantageous in the presence of high currents which result from the abnormally high voltages induced in the connected circuit after the interruption. Up until now it has been prevalent that the chopping current phenomenon is related to the generation of metal fumes or vapors after the arc has been jumped between the contacts and that any metal which has high steam pressure or low thermal conductivity has a low chipping current. Based on this assumption, to reduce the chopping current strength of the contact alloy, it has already been proposed to add a large amount of a suitable metal which has a high vapor pressure to a metal, for example copper, which has a high thermal conductivity. For example, an alloy consisting of 20 percent by weight bismuth and the balance copper could be used to make electrical contacts for use in vacuum circuit breakers.

Es ist jedoch schwierig, Legierungen mit einem hohen Gehalt eines einen hohen Dampfdruck aufweisenden Metalls in das damit verbundene Gefäß, in welchem Vakuum herrscht, einzusiegeln. Weiterhin wird beim Verlöten dieser Legierungen — da Elemente mit niedrigem Siedepunkt im allgemeinen auch niedrigschmelzende Elemente sind — ein Diffundieren des niedrigschmelzenden Elements in das damit verbundene Lötmaterial im Verlauf des Lötens bewirkt, was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung fest haftender Lötungen führt.However, it is difficult to prepare alloys with a high content of a high vapor pressure Metal in the vessel connected to it, in which there is a vacuum. Farther When soldering these alloys - since elements with a low boiling point are generally also low-melting elements - a diffusion of the causes low-melting element in the soldering material connected to it in the course of soldering, which leads to difficulties in the production of firmly adhering soldering.

Aus diesem Grunde können bei Verwendung einer Legierung mit einem hohen Gehalt an einem niedrigschmelzenden Element zur Herstellung von elektrischen Kontakten, welche ihrerseits erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden und einer Vakuumbehandlung unterworfen werden, um im Hochvakuum betrieben werden zu können, und welche im Verlauf des Betriebs Spannungskräften unterworfen sind, durch den hohen Anteil des Legierungszusatzes erhebliche Schwierigkeiten auftreten.For this reason, when using an alloy with a high content of a low-melting point Element for the production of electrical contacts, which in turn increased temperatures exposed and subjected to vacuum treatment to operate in high vacuum and which are subject to tension forces in the course of operation the high proportion of the alloy addition, considerable difficulties arise.

Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine auf der Basis von Kupfer aufgebaute Kontaktlegierung aufzufinden, welche; als Material für elektrische Kontakte von Vakuumschaltern verwendet, werden kann, die dabei eine niedrige Hackstromstärke aufweist, und zwar ohne daß ein hoher Gehalt eines niedrigschmelzenden Elements erforderlich ist; und welche schließlich auch eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen ein Zusammenbacken besitzt.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a copper-based one Find out which contact alloy; Can be used as a material for electrical contacts of vacuum switches, which thereby have a low chopping current strength without the need for a high content of a low-melting element is; and which ultimately also has improved resilience against caking.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktlegierung gelöst. This object is achieved through the use of the contact alloy proposed according to the invention.

Aus der schweizerischen Patentschrift 376 670 ist zwar schon eine Kontaktlegierung bekannt, die unter anderem aus einer Kupfer-Kobalt-Legierung mit Zusatz von Wismut bestehen kann. Diese Druckschrift bezieht sich aber, wie insbesondere aus den Absätzen 1 bis 3 hervorgeht, lediglich auf Selbstschalter bekannter Bauart, nicht aber — wie die Erfindung — auf einen Sonderfall von Schaltern, nämlich Vakuumschalter. Nachdem das beschriebene Hackstromphänomen nur bei Vakuumschaltern auftritt und nicht bei anderen Typen von Unterbrechern, besteht zwischen dem Gegenstand der schweizerischen Patentschrift 376 670 und demjenigen der vorliegenden Erfindung keine Beziehung.From the Swiss patent 376 670 a contact alloy is already known, which under can also consist of a copper-cobalt alloy with the addition of bismuth. This publication however, as can be seen in particular from paragraphs 1 to 3, only applies to automatic switches known design, but not - like the invention - on a special case of switches, namely vacuum switches. After the hacking current phenomenon described only occurs with vacuum switches and not with other types of breakers, exists between the subject of the Swiss patent specification 376 670 and that of the present invention have no relationship.

Ausgedehnte Versuche wurden im Hinblick auf das sogenannte Hackstromphänomen mit Kupfer-Legierungen, welche in wechselnden Mengen Wismut enthielten, angestellt. Elektrische Kontakte, welche aus solchen Legierungen hergestellt waren, wurden zur Unterbrechung von Wechselströmen mit einer effektiven Stromstärke von 10 A bei 80 Volt und einer effektiven Stromstärke von 20 A bei 160 Volt in "einem Vakuum von 1 χ 10~⁴ bis 5 χ 10 ~⁵ Torr in Betrieb genommen. Für jedes Kontaktpaar wurde die Hackstärke des sich auf die Unterbrechung ausbildenden Lichtbogenstroms lOmal bestimmt und sowohl der Mittelwert der 10 gemessenen Stromstärken als auch die maximale Stromstärke in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.Extensive experiments were made with regard to the so-called chopping current phenomenon with copper alloys which contained bismuth in varying amounts. Electrical contacts, which were made from such alloys have been, for interrupting alternating current having an effective current strength of 10 A at 80 volts and an effective current strength of 20 A at 160 V in "a vacuum of 1 χ 10 ~ ⁴ to 5 χ 10 ~ ⁵ Torr put into operation. For each pair of contacts the chipping strength of forming on the interruption of the arc current ten times was determined and both the average of the 10 measured current strengths and indicated the maximum current intensity in the Table 1 below.

■ In Tabelle 1 wurden zu Vergleichszwecken die entsprechenden Werte für Kupfer aufgenommen.-■ In Table 1, the corresponding Values recorded for copper.

Table 1

Einfluß der Zumischung niedrigschmelzender
Elemente auf den Hackstrom von KupferInfluence of adding low-melting points
Elements on the chopping stream of copper

Hackstrom in A nach dem UnterbrechenHack current in A after interruption Maximummaximum StromstärkeAmperage Maximummaximum des Wechselstroms der angegebenenthe alternating current of the specified in Ain A in Ain A Mittelwert inMean in 7,57.5 20A20A 9,49.4 GewichtsprozentWeight percent wirksameneffective 9,49.4 MittelwertAverage 9,49.4 1OA1OA 8,88.8 in Ain A 9,59.5 MittelwertAverage 3,73.7 6,96.9 3,13.1 CuCu in A.in A. 7,77.7 Cu-0,5 BiCu-0.5 Bi 6,76.7 6,36.3 Cu-I BiCu-I Bi 7,27.2 2,32.3 Cu-5 BiCu-5 Bi 6,96.9 2,82.8

Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Zugabe von Wismut in einem Anteil von 1% oder weniger, bezogen auf das Gewicht der Legierung, die Stärke des Hackstroms für Kupfer nicht wesentlich beeinflußte. Andererseits wurden, um den Einfluß einer Wismutzugabe auf die Zusammenbackkraft der resultierenden auf der Basis von Kupfer aufgebauten Legierungen zu bestimmen, mehrere Kupferlegierungen, welche verschiedene Anteile eines der genannten Elemente enthielten, zu zwei Serien von elektrischen Kontakten verarbeitet, von welchen Kontakten der eine eine ebene Oberfläche und der andere eine kugelförmige Oberfläche mit einem Krümmungsradius von 50 mm aufwies. Die ebenen und die kugelförmigen Kontakte, welche aus der gleichen Legierung gefertigt waren,From Table 1 it can be seen that the addition of bismuth in a proportion of 1% or less, based on the weight of the alloy, which did not significantly affect the strength of the chopping current for copper. On the other hand, to check the influence of bismuth on the caking force of the resulting to determine on the basis of copper built alloys, several copper alloys, which different Proportions of one of the elements mentioned contained, to two series of electrical contacts processed, of which contacts one a flat surface and the other a spherical one Has surface with a radius of curvature of 50 mm. The plane and the spherical contacts, which were made of the same alloy,

wurden unter einem Preßdruck von 20 kg in Kontakt gebracht und ein Strom mit einem Impuls von 35 Millisekunden in der Breite durch beide Kontakte geleitet. Danach wurde die zu,r Trennung der beiden Kontakte notwendige Kraft bestimmt. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigt die folgende Tabelle 2, welche zu Vergleichszwecken ebenfalls die entsprechenden Werte für Kupfer enthält.were brought into contact under a pressure of 20 kg and a current with a pulse of 35 milliseconds in width passed through both contacts. After that, the two became separated Contacts necessary force determined. The results of these tests are shown in Table 2 below, which for comparison purposes also contains the corresponding values for copper.

table

Einfluß der Zumischung von niedrigschmelzenden Elementen auf die Zusammenbackkraft von KupferInfluence of the addition of low-melting elements on the caking force of copper

Trennkraft (kg) nach Durchgang einesSeparation force (kg) after passing a ingegebenengiven 1414th Spitzen-Sharpen- Legierungalloy Stromes mit der <Stromes with the < Stromstärke (kA)Current (kA) 8787 (Gewichtsprozent)(Weight percent) 1212th 88th 1515th 1010 1919th 88th 7979 CuCu 88th 1717th 66th 88th Cu-0,5 BiCu-0.5 Bi <1<1 <1<1 1616 1313th Cu-I BiCu-I Bi <1<1 55 2525th 2525th Cu-3 BiCu-3 Bi <1<1 33 2525th Cu-5 BiCu-5 Bi <1<1 1818th 16 '16 ' Cu-IO BiCu-IO Bi ' 15'15

Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, verringern niedrigschmelzende Elemente nicht immer die Zusammenbackkraft. Tabelle 2 zeigt aber, daß eine Zumischung kleiner Mengen Wismut zu Kupfer die Widerstandsfähigkeit gegen ein Zusammenbacken bei den resultierenden Legierungen überwiegend erhöhte. Sie zeigt weiterhin, daß eine Vergrößerung des Wismutgehalts irgendwie dazu beiträgt, die Zusammenbackkraft der resultierenden Kupfer-Wismut-Legierung zu erhöhen. Es wurde somit gefunden, daß das Wismut dem Kupfer vorzugsweise in einem Anteil von höchstens 1% zugegeben werden soll.As can be seen from Table 2, low melting elements do not always reduce the caking force. Table 2 shows, however, that adding small amounts of bismuth to copper improves the resistance against caking in the resulting alloys predominantly increased. she shows further that an increase in the bismuth content somehow contributes to the caking power of the resulting copper-bismuth alloy. It has thus been found that the bismuth corresponds to the Copper should preferably be added in a proportion of at most 1%.

Gemäß der Erfindung wird im Kupfer lediglich zum Zwecke der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen ein Zusammenbacken Wismut in kleinen Anteilen zugegeben. Die Verminderung des Hack-Stroms wird durch die Verwendung eines anderen Elements erreicht. Die Hackstromversuche wurden mit zahlreichen binären Legierungen aus Kupfer und Eisen, Kobalt oder Nickel in wechselnden Anteilen und in der gleichen Weise wie in Verbindung mit Tabelle 1 vorstehend beschrieben durchgeführt. Die Resultate dieser Versuche werden in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. Zu Vergleichszwecken sind in die Tabelle 3 auch die weiteren Werte für Eisen, Kobalt und Nickel aufgenommen. '50According to the invention, in copper is only for the purpose of improving the resistance to caking bismuth in small ones Proportions added. The hack current is reduced by using another Elements reached. The Hackstromversuche were made with numerous binary alloys of copper and Iron, cobalt or nickel in varying proportions and in the same way as in connection with Table 1 described above. The results of these experiments are given in the following Table 3 shown. For comparison purposes, Table 3 also shows the other values for iron and cobalt and nickel added. '50

Table 3

Hackströme für auf der Basis von Kupfer aufgebaute. Legierungen, welche Eisen, Kobalt oder Nickel ent-■ · -.· .··-". haltenHack currents for built on the basis of copper. Alloys containing iron, cobalt or nickel · -.· .··-". keep

6060

Hackstrom (A) nachHackstrom (A) after dem Unterbrecheninterrupting Maximummaximum 20 A20 A Maximummaximum . des Wechselstroms der angegebenen. the alternating current of the specified 7,57.5 MittelwertAverage 9,49.4 Legierung inAlloy in 6,96.9 6,96.9 5,55.5 GewichtsprozentWeight percent effektiven Stromstärkeeffective amperage 6,96.9 4,34.3 7,07.0 1OA1OA 7,57.5 6,46.4 7,87.8 CuCu MittelwertAverage 5,95.9 Cu-IO FeCu-IO Fe 6,76.7 Cu-20FeCu-20Fe 6,16.1 Cu-5 CoCu-5 Co 5,75.7 6,26.2

Legierung in
GewichtsprozentAlloy in
Weight percent Hackstrom (A) nach
des Wechselstroms
. effektiven S
1OAHackstrom (A) after
of alternating current
. effective S
1OA Maximummaximum dem Unterbrechen
der.angegebenen
tromstärke
2OAinterrupting
the. specified
amperage
2OA Maximummaximum MittelwertAverage 3,73.7 MittelwertAverage 4,54.5 Cu-10 CoCu-10 Co 2,62.6 4,44.4 3,23.2 4,74.7 Cu-20 CoCu-20 Co 3,43.4 2,52.5 . 3,0. 3.0 3,13.1 Cu-75 CoCu-75 Co 1,71.7 4,04.0 2,02.0 3,93.9 Cu-85 CoCu-85 Co 2,62.6 4,44.4 2,32.3 4,74.7 Cu-95 CoCu-95 Co 2,52.5 3,73.7 2,42.4 3,73.7 CoCo 2,62.6 7,57.5 2,02.0 6,26.2 Cu-IO NiCu-IO Ni 6,26.2 6,26.2 • 5,6• 5.6 5,55.5 Cu-20 NiCu-20 Ni 5,15.1 5,05.0 4,44.4 4,74.7 Cu-40NiCu-40Ni 3,13.1 3,43.4 3,13.1 3,13.1 Cu-60NiCu-60Ni 2,82.8 . 2,8 .. 2.8. 2,5.2.5. 2,32.3 Cu-80 NiCu-80 Ni 2,12.1 1,61.6 2,12.1 1,31.3 NiNi .1,2.1,2 • 1,1• 1.1

Aus der Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Zumischung von 10 bis 20 Gewichtsprozent Kobalt zu dem Kupfer im Sinne einer Verminderung des Hackstroms der resultierenden Legierung wirksam ist und daß die Zumischung von Eisen oder Nickel, welche in ihren Eigenschaften dem Kobalt ähnlich sind, nicht so wirksam ist wie die Zumischung von Kobalt. Bekanntlich weist Nickel einen, höheren Dampfdruck als Kobalt auf, und Kupfer-Nickel-Legierungen besitzen eine geringere thermische Leitfähigkeit als Kupfer-Kobalt-Legierungen. Ferner besitzt eine binäre Kupfer-Nickel-Legierung mit etwa 50% Nickel, bezogen auf das Gewicht der Legierung, eine minimale thermische Leitfähigkeit. Trotzdem nimmt der Hackstrom monoton mit steigendem Nickelgehalt ab. Es wurde gefunden, daß es nicht richtig ist, die Stärken der Hackströme in einfacher Weise sowohl aus den Eigenschaften der einzelnen Elemente, welche die Legierung bilden, als auch aus allgemeinen physikalischen Eigenschaften der Legierungen abzuschätzen.From Table 3 it can be seen that the addition of 10 to 20 percent by weight of cobalt to the copper in the sense of reducing the chopping current of the resulting alloy is effective and that the Adding iron or nickel, which are similar in their properties to cobalt, is not the case is as effective as the admixture of cobalt. It is known that nickel has a higher vapor pressure than Cobalt and copper-nickel alloys have a lower thermal conductivity than copper-cobalt alloys. Furthermore, a binary copper-nickel alloy with about 50% nickel, based on the weight of the alloy, has a minimum thermal Conductivity. Nevertheless, the chopping current decreases monotonically with increasing nickel content. It it has been found that it is not correct to simply derive the strengths of the chopping streams from both the Properties of the individual elements that make up the alloy, as well as general physical ones Estimate the properties of the alloys.

Während Kobalt, wie oben beschrieben, zur Verminderung des Hackstroms geeignet ist, wurde gefunden, daß die Zumischung dieses Metalls sich durch das Ansteigen der Klebkraft nachteilig - auswirkt.While cobalt, as described above, is suitable for reducing the chipping current, it has been found that the admixture of this metal has a disadvantageous effect due to the increase in bond strength.

Dieser Nachteil wurde jedoch durch eine kleine Zugabe von Wismut zu der Kupfer-Kobalt-Legierung, wie in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt wird, beseitigt. Die in der Tabelle 4 aufgeführten Werte wurden auf die gleiche Weise, wie bereits in Verbindung mit Tabelle 2 beschrieben, erhalten. Zu Vergleichszwecken enthält die Tabelle 4 auch die entsprechenden Daten für eine Kupfer-10%-Kobalt-Legierung und eine Kupfer-20%-Kobalt-Legierung. However, this disadvantage was reduced by adding a small amount of bismuth to the copper-cobalt alloy, as shown in Table 4 below. The values listed in Table 4 were in the same manner as already described in connection with Table 2 obtained. For comparison purposes Table 4 also contains the corresponding data for a copper-10% cobalt alloy and a copper-20% cobalt alloy.

Table 4

Klebkraft von Kupfer-Kobalt-Legierungen,
welche Wismut enthaltenBond strength of copper-cobalt alloys,
which contain bismuth

KlebkrafAdhesive force t in kp nach Durchgang einest in kp after passing through one 1414th ι Spitzen-ι lace Legierung inAlloy in StromesCurrent mit der angegebenei
Stromstärke flcAlwith the specified i
Amperage flcAl >100> 100 GewichtsprozentWeight percent 6767 1515th IOIO 1212th 2828 >100> 100 Cu-IO CoCu-IO Co >100> 100 >100> 100 1212th >100> 100 Cu-IO Co-0,01 BiCu-IO Co-0.01 Bi 1919th 7777 -26-26 >100> 100 Cu-IO Co-0,1 BiCu-IO Co-0.1 Bi 99 1818th 3838 •22• 22 Cu-IO Co-0,5 BiCu-IO Co-0.5 Bi 14'14 ' 1818th 3333 3030th Cu-10 Co-I BiCu-10 Co-I Bi 2222nd 1818th >100> 100 4848 Cu-IO Co-3 BiCu-IO Co-3 Bi 99 1515th >100> 100 5454 Cu-IO Co-5 BiCu-IO Co-5 Bi 3636 3838 2121 >100> 100 Cu-20 Co .Cu-20 Co. >100> 100 i>100i> 100 3535 >100> 100 Cu-20 Co-0,01 BiCu-20 Co-0.01 Bi 2424 4343 1616 1717th Cu-20 Co-0,1 BiCu-20 Co-0.1 Bi 88th 4646 2323 2424 Cu-20 Co-0,5 BiCu-20 Co-0.5 Bi 1010 1212th 2020th Cu-20 Co-I BiCu-20 Co-I Bi 1818th 3232 2828 Cu-20 Co-3 BiCu-20 Co-3 Bi 88th 5959

Es wurde gefunden, daß der zur Verbesserung der Widerstandskraft gegen ein Zusammenbacken der Legierungen benötigte Wismutgehalt sich in einem Bereich zwischen 0,1 und 1,0, bezogen auf das Gewicht der Legierung, bewegen sollte. Ein Gehalt an Wismut über diesen genannten Bereich hinaus trägt nicht zur Verbesserung dieser Eigenschaft bei und beeinflußt nur nachteilig dieVerarbeitbarkeit der resultierenden Legierungen.It has been found that to improve the caking resistance of the Alloys required bismuth content in a range between 0.1 and 1.0, based on weight the alloy, should move. A content of bismuth beyond this mentioned range does not contribute Improvement of this property and only adversely affects the processability of the resulting Alloys.

Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, sind die Kupfer-Wismut-Legierungen als solche zur Verringerung des Hackstroms ungeeignet, vorausgesetzt, daß die Legierungen Kupfer in einem Anteil enthalten, welcher über 95%, bezogen auf das Gewicht der Legierung, beträgt. Andererseits ist aus der Tabelle 2 offensichtlich zu erkennen, daß zur Verbesserung der Antiklebeigerischaften der Legierungen der Wismutgehalt bei Kupfer-Wismut-Legierungen weniger als 10 Gewichtsprozent betragen sollte.As can be seen from Table 1, the alloys are copper-bismuth unsuitable as such for reducing the chipping current, provided that the alloys Contain copper in a proportion which is over 95%, based on the weight of the alloy. On the other hand, it can be seen from Table 2 that to improve the anti-sticking properties of the alloys, the bismuth content in copper-bismuth alloys is less than 10 percent by weight should be.

Es wurde festgestellt, daß bei binären Kupfer-Wismut-Legierungen die optimale Zusammensetzung 5 bis weniger als 10 Gewichtsprozent Wismut und der Rest Kupfer betragen sollte.It has been found that in binary copper-bismuth alloys the optimal composition 5 to less than 10 weight percent bismuth and the Remainder should be copper.

Die ternären Kupfer-Kobalt-Wismut-Legierungen wurden auf dieselbe Weise, wie vorstehend in Verbindung mit Tabelle 1 beschrieben, auf den Hackstrom geprüft. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 5 angegeben. VThe ternary copper-cobalt-bismuth alloys were prepared in the same manner as in connection with above described with table 1, checked for the Hackstrom. The results are shown in Table 5 specified. V

Table 5

Hackströme für ternäre erfindungsgemäße
LegierungenHack currents for ternary according to the invention
Alloys

HäckströmeChopping streams (A) nach(A) after Unterbrechen desInterrupt the Maximummaximum 2OA2OA Maximummaximum Legierung inAlloy in Wechselstromes der angegebenen StärkeAlternating current of the specified strength Mittel
wertmedium
worth 4,74.7 GewichtsprozentWeight percent 1OA1OA .3,3.3.3 3,93.9 Mittel
wertmedium
worth 3,33.3 3,13.1 Cu-IO Co-0,1 BiCu-IO Co-0.1 Bi 2,72.7 2,02.0 3,93.9 Cu-IO Co-0,5 BiCu-IO Co-0.5 Bi 2,92.9 3,83.8 4,74.7 Cu-IO Co-1,0 BiCu-IO Co-1.0 Bi 2,12.1 3,13.1 3,13.1 Cu-20 Co-0,1 BiCu-20 Co-0.1 Bi 3,03.0 3,73.7 2,22.2 Cu-20 Co-0,5 BiCu-20 Co-0.5 Bi 2,82.8 3,63.6 Cu-20 Co-1,0 BiCu-20 Co-1.0 Bi 2,42.4 3,13.1 3,73.7 3,83.8 3,13.1

Die erfindungsgemäßen Legierungen werden durch Vakuumschmelzen und nachfolgendes Vakuumkühlen hergestellt. Im allgemeinen ist anzunehmen, daß Kupfer-Kobalt-Legierungen sich im Verlauf des Erstarrens entmischen und ein Kobaltgehalt über 20% die Herstellung einer homogenen Legierung schwierig macht.The alloys according to the invention are made by vacuum melting and subsequent vacuum cooling manufactured. In general, it can be assumed that copper-cobalt alloys change in the course of solidification segregate and a cobalt content above 20% makes the production of a homogeneous alloy difficult.

Es wurde jedoch gefunden, daß diese Entmischung vorteilhaft zum Verlöten der elektrischen Kontakte aus den vorliegeriden ternären Legierungen mit den angeschlossenen Teilen ausgenützt werden kann, Insbesondere wird der bei der Herstellung einer ternären Legierung aus mehr als 20 bis 50 Gewichtsprozent Kobalt und Wismut, mit den oben angegebenen Anteilen, erhaltene Barren eine anfänglich erstarrte Oberflächenschicht aufweisen, welche in bezug auf Kobalt angereichert ist, aber in bezug auf Kupfer verarmt ist und überhaupt kein Wismut enthält. Diese Oberflächenschicht kann zum leichten Verlöten der Kontakte herangezogen werden. Gewünschtenfalls kann ein Teil des Kobalts durch Eisen ersetzt werden. Da weiterhin die Löslichkeit - des Kohlenstoffs in der Legierung mit dem Kobaltgehalt ansteigt, kann zur Entfernung des Sauerstoffs aus der Legierung im Verlauf des Vakuumschmelzens Kohle verwendet werden, wodurch wesentlich leichter eine Legierung mit einem sehr niedrigen Gasgehalt hergestellt werden kann.It has been found, however, that this segregation is advantageous for soldering the electrical contacts from the present ternary alloys can be used with the connected parts, in particular is used in the manufacture of a ternary alloy from more than 20 to 50 percent by weight Cobalt and bismuth, in the proportions given above, gave bars an initially solidified surface layer which is enriched in cobalt but depleted in copper and does not contain any bismuth at all. This surface layer can be used for easy soldering of the contacts can be used. If desired, some of the cobalt can be replaced by iron. There Furthermore, the solubility - of the carbon in the alloy increases with the cobalt content, can lead to Removal of oxygen from the alloy in the course of vacuum melting coal can be used, whereby an alloy with a very low gas content can be produced much more easily.

Claims

Claim:

Use of a contact alloy consisting of 10 to 20% cobalt, 0.1 to 1.0% bismuth, The remainder of copper in addition to unavoidable impurities caused by the manufacturing process, as a material for electrical contacts of vacuum switches with. high current density on the contact surface, the must have a low chopping current and low adhesive strength.