DE1558647B2 - Heterogenes durchdringungsverbundmetall als kontaktwerkstoff fuer vakuumschalter - Google Patents

Heterogenes durchdringungsverbundmetall als kontaktwerkstoff fuer vakuumschalter

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Description

unter Wasserstoff mit einer Legierung aus 99 0Zo Kupfer und l°/o Wismut getränkt und anschließend eine Vs Stunde lang unter Vakuum ausgeheizt. Der Verbundwerkstoff weist eine Restporosität von O0Zo und einen Gasgehalt von 10 ppm auf.
Beispiel 3
Zum Vergleich wurde ein Verbundwerkstoff nach der USA.-Patentschrift 3 305 324 hergestellt.
Wolfram-Pulver mit einer mittleren Korngröße von 15 μΐη wird mit einem Preßdruck von 3 t/cm2 zu einem Gerüst gepreßt und bei 1700° C 1 Stunde lang im Vakuum gesintert. Man erhält ein Gerüst mit einem Porenvolumen von 40 Volumprozent. Als Tränkmetall diente Kupfer mit einem Zusatz von 0,25 Gewichtsprozent Ti und 5 Gewichtsprozent Bi. Die Tränkung erfolgte im Vakuum bei 10 ~5 Torr bei einer Temperatur von 1250° C während 1 Stunde. Es wurde zwar eine vollständige Tränkung erreicht, doch ao zeigte dieser Verbundwerkstoff einen Summengasgehalt von 30 bis 40 ppm. Dieser Wert liegt etwa um den Faktor 3 höher als bei dem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff.
Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Vakuumschalter besteht aus dem Gehäuse 1 aus Isolationsmaterial mit den Deckeln 2 und 3 aus Metall. Der feststehende Kontakt 4 ist durch den Deckel 2 geführt. Der bewegliche Kontakts wird mit Hilfe des Faltenbalges 6 vakuumdicht durch den Deckel 3 geführt.
F i g. 2 a zeigt eine besonders einfache und günstige Ausführungsform eines Vakuumschalterkontaktes. 7 ist die schaftförmige Stromzuführung aus Reinkupfer oder niedriglegiertem Kupfer. 10 ist eine Stützplatte für den mit dem Füllmetall versehenen Kontaktsinterkörper 8. Die Kontaktplatte 8/10 kann geschraubt, geklemmt, aufgelötet oder geschweißt sein.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen für den Aufbau der Sinterplatte von Vakuumschalterkontakten zeigen die F i g. 2 b und 2 c. Der Sinterkörper ist entsprechend dem Öldepot selbstschmierender Sinterlager mit einem Depot 9 an Tränkmetall versehen. Sofern der in den Poren des Sinterkörpers enthaltene Vorrat an niedrigschmelzender Komponente nicht ausreicht, kann der Verdampfungsverlust über die die Betriebszeit des Kontaktes aus diesem Kontingent gedeckt werden. Das Depot befindet sich, wie in F i g. 2 b veranschaulicht ist, vorzugsweise im Innern des Sinterkörpers unterhalb der erforderlichen Kontaktschichtdickte 8. Es wird beim Tränkprozeß mitgefüllt.
Das Depot an Tränkmetall kann aber auch an der Unterseite des Kontaktstückes angebracht sein, wie dies F i g. 2 c zeigt.
Das getränkte Sintergerüst kann in verschiedenen geometrischen Formen eingesetzt werden, so z. B. als zentrischer Innenteil der plattenförmigen Kontaktstücke oder als Ringteil, als Spiralbahn oder als Ringteil mit spiralenförmigen nach außen laufenden Bändern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY

Claims (2)

1 2 -Durch die USA.-PatentsQhrift- 3-305324 ist ein Patentansprüche: heterogenes Durchdringungsverbundmetall bekannt, das aus einem porenhaltigen Sintergerüst aus WoIf-
1. Heterogenes D'urchdringungsverbundmetall ram besteht, dessen Poren mit einer Legierung aus als Kontaktwerkstoff für Vakuumschalter, be- 5 Kupfer-Titan-Wismut oder aus Kupfer-Titan-Zinn stehend aus einem porenhaltigen Sintergerüst aus gefüllt sind. Diese bekannten Durchdringungslegieeinem abbrandfesten Metall wie Wolfram, Molyb- rungen weisen jedoch einen unerwünscht hohen Gasdän oder Rhenium oder deren Legierungen, des- gehalt auf, da in der flüssigen Tränklegierung ein sen Poren mit einem niedriger schmelzenden Me- stark sauerstoffbindendes Zusatzmetall (Titan) enttall oder einer niedriger schmelzenden Metall- io halten ist. Das Titan wirkt praktisch als Getter für legierung gefüllt sind, die eine flüssige Phase Sauerstoff, was zu einem zu hohen Summengasgehalt unter 400° C bildet und im Vergleich zur ab-* führt. Derartige Durchdringungslegierungen sind für brandfesten Komponente eine niedrigere Licht- die Verwendung als Vakuumschalterkomponente unbogenspannung besitzt Und im Gerüst einen Zu- geeignet.
satz enthält, der die Benetzung zwischen poren- 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein haltigem Sintergerüst und Füllmetall gewähr- heterogenes Durchdringungsverbundmetall als Konleistet, wobei die Porosität des porenhaltigen taktwerkstoff für Vakuumschalter anzugeben, das Sintergerüstes zwischen 20 und 60 Volumprozent einen äußerst geringen Summengasgehalt aufweist,
liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-Füllmetall aus einer Legierung von Wismut, Kad- 20 löst, daß das Füllmetall aus einer Legierung von Wismium, Gallium, Indium, Blei, Zinn, Tellur in mut, Kadmium, Gallium, Indium, Blei, Zinn, Tellur Silber, Kupfer, Quecksilber, Antimon oder Zink in Silber, Kupfer, Quecksilber, Antimon oder Zink besteht. besteht.
2. Durchdringungsverbundmetall nach An- Als wirksame Zusätze zur Verbesserung der Tränkspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im 25 eigenschaften zum abbrandfesten Metall haben sich Sintergerüst neben einem abbrandfesten Metall Kobalt, Kupfer, Eisen, Nickel, Titan und/oder Zireinen Zusatz von Kobalt, Kupfer, Eisen, Nickel, konium erwiesen.
Titan und/oder Zirkonium enthält. Bei den erfindungsgemäßen Durchdringungslegie
rungen ist der Zusatz zur Verbesserung der Tränk-30 eigenschaften zum abbrandfesten Metall hinzuge-
geben. Dieser Zusatz verbleibt beim Sintern des Gerüstes im festen Zustand und wirkt somit nicht als . ■ · ■■ Getter für Sauerstoff. Durch besondere Maßnahmen
Die Erfindung bezieht sich auf ein heterogenes beim Sintern — Wasserstoff- und Vakuumsinte-Durchdringungsverbundmetall als Kontaktwerkstoff 35 rung — wird eine Oxidation des Gerüstes samt Zufür Vakuumschalter, bestehend aus einem porenhalti- satzes vermieden. Dadurch wird der angestrebte gen Sintergerüst, aus einem abbrandfesten Metall wie äußerst geringe Summengasgeh.alt erreicht. Diese ZuWolfram, Molybdän oder Rhenium oder deren Le- sätze sind bereits in geringen Gehalten z. B. von einigen gierungen, dessen Poren mit einem niedriger schmel- Zehntel Prozenten wirksam.
zenden Metall oder einer niedriger schmelzenden 40 Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf Metallegierung gefüllt sind, die eine flüssige Phase die Ausführungsbeispiele und die Zeichnung verunter 400° C bildet und' im Vergleich zur abbrand- wieseh.
festen Komponente eine niedrigere Lichtbogenspan- R . · 1 -1
nung besitzt und im Gerüst einen Zusatz enthält, der eispie
die Benetzung zwischen porenhaltigem Sintergerüst 45 Wolf ram-Pulver mit einer" mittleren Korngröße von und Füllmetall gewährleistet und die Porosität des 15 μΓη erhält einen Zusatz von 0,3 Gewichtsprozent porenhaltigen Sintergerüstes zwischen 20 und 60 Vo- Ti. Daraus wird mit einem Preßdruck von 3 t/cm2 lumprozent liegt. ein Gerüst gepreßt und bei 1500° C gesintert, und
Kontaktwerkstoffe in Vakuumschaltern sollen zwar 1 Stunde lang unter Wasserstoff, anschließend neben extrem niedrigen.Gehalten an Gasen und gas- 50 2Stunden lang unter Vakuum. Man erhält ein Geabgebenden Verunreinigungen besonders niedrige rüst mit einem Porenvolumen von 35°/o. Dieses Ge-Schweißkräfte und geringen Abbrand durch Ver- rüst wird bei einer Temperatur von 1200° C unter dampfen im Lichtbogen aufweisen. Wasserstoff mit einer Legierung aus 99 % Kupfer und
Die bekannten Kontaktwerkstoffe aus. Kupfer, oder 1 o/o Wismut getränkt und anschließend eine Kupferlegierungen zeigen besonders bef'Verwendung 55 V2 Stunde unter Vakuum ausgeheizt. Der so hergeim Vakuumschalter hohe Schweißkräfte und starken stellte Verbundwerkstoff weist eine Restporosität von Abbrand. 0°/ö und einen Gasgehalt von 5 bis 10 ppm auf.
Es sind deshalb Kontaktwerkstoffe vorgeschlagen ; ..
worden aus abbrandfesten Stoffen, beispielsweise den Beispiel 2
hochschmelzenden Metallen Wolfraum und Molyb- 60
dän, die in makroskopischen Vertiefungen niedrig- Wolfram-Pulver mit einer mittleren Korngröße von
schmelzende Metalle mit verhältnismäßig hohem 15 μΐη wird mit 5 Gewichtsprozent Kupfer und Dampfdruck und niedriger Lichtbogenspannung ent- 0,5 Gewichtsprozent Nickel vermischt und mit einem halten. Die hier vorliegende makroskopisch grobe Preßdruck von 2 t/cm2 zu einem Gerüst verpreßt. Verteilung der beiden Komponenten ineinander 65 Das Sintern erfolgt bei 1400° C 1 Stunde lang unter führt zu starker Verdampfung der niedrigschmelzen- Wasserstoff und 2 Stunden lang unter Vakuum. Man den Komponente und zur Verringerung des Flächen- erhält ein Gerüst mit einem Porenvolumen von 20 %. anteils des abbrandfesten Werkstoffes. Dieses Gerüst wird bei einer Temperatur von 1200° C
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0133191A2 (de) * 1983-07-28 1985-02-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Legieren

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3778576A (en) * 1970-01-29 1973-12-11 Echlin Manuf Corp Tungsten electrical switching contacts
DE2014638A1 (de) * 1970-03-26 1971-10-14 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Zweischichten Kontaktstuckes
US3686456A (en) * 1970-04-09 1972-08-22 Gen Electric Contact structure for an electric circuit breaker
CH562648A5 (de) * 1971-09-01 1975-06-13 Siemens Ag
DE2143844C3 (de) * 1971-09-01 1979-09-13 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil
US4072837A (en) * 1975-12-29 1978-02-07 General Electric Company High continuous current vacuum-type circuit interrupter
US4088480A (en) * 1976-09-10 1978-05-09 Gte Laboratories Incorporated Process for preparing refractory metal-silver-cadmium alloys
DE2709278C3 (de) * 1977-03-03 1980-05-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Sinter-Tränkwerkstoff für elektrische Kontaktstücke und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3063033D1 (en) * 1979-03-30 1983-06-16 Siemens Ag Contact arrangement for vacuum switches and process for their manufacture
JPS579019A (en) * 1980-06-18 1982-01-18 Hitachi Ltd Electrode for vacuum breaker
US4399339A (en) * 1981-03-02 1983-08-16 Cherry Electrical Products Corporation Electrical contact
DE3347550A1 (de) * 1983-12-30 1985-07-11 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verbundwerkstoff aus chrom und kupfer, verfahren zu dessen herstellung sowie formteilkontaktstueck aus diesem werkstoff
US5020217A (en) * 1990-02-06 1991-06-04 General Electric Company Methods for fabricating an electrical contact
US5597992A (en) * 1994-12-09 1997-01-28 Cooper Industries, Inc. Current interchange for vacuum capacitor switch
JP4759987B2 (ja) * 2004-11-15 2011-08-31 株式会社日立製作所 電極および電気接点とその製法
FI20055240A (fi) * 2005-05-20 2006-11-21 Polar Electro Oy Käyttäjäkohtaisen suoritemittarin oheislaite, käyttäjäkohtainen suoritemittari ja menetelmä
US8384210B1 (en) * 2005-06-07 2013-02-26 Advanced Micro Devices, Inc. Thermal interface material and semiconductor component including the thermal interface material
US8054148B2 (en) * 2006-07-05 2011-11-08 General Electric Company Contact material, device including contact material, and method of making
CN108885958B (zh) * 2016-03-29 2020-02-07 三菱电机株式会社 触点构件的制造方法、触点构件以及真空阀

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305324A (en) * 1966-05-26 1967-02-21 Mallory & Co Inc P R Tungsten powder bodies infiltrated with copper-titanium-bismuth or copper-titanium-tin

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL244627A (de) * 1958-07-24
GB1071664A (en) * 1963-08-19 1967-06-14 South Wales Switchgear Improvements in or relating to vacuum circuit breakers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305324A (en) * 1966-05-26 1967-02-21 Mallory & Co Inc P R Tungsten powder bodies infiltrated with copper-titanium-bismuth or copper-titanium-tin

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0133191A2 (de) * 1983-07-28 1985-02-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Legieren
EP0133191A3 (de) * 1983-07-28 1985-04-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren und Vorrichtung zum Legieren

Also Published As

Publication number Publication date
US3610859A (en) 1971-10-05
FR1584082A (de) 1969-12-12
DE1558647A1 (de) 1972-03-09
CH483710A (de) 1969-12-31

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