DE1558689B1 - Alloy for erosion-proof electrical contacts - Google Patents

Alloy for erosion-proof electrical contacts

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DE1558689B1
DE1558689B1 DE19671558689D DE1558689DA DE1558689B1 DE 1558689 B1 DE1558689 B1 DE 1558689B1 DE 19671558689 D DE19671558689 D DE 19671558689D DE 1558689D A DE1558689D A DE 1558689DA DE 1558689 B1 DE1558689 B1 DE 1558689B1
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Germany
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cadmium
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silver
cadmium oxide
oxide
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Hirsbrunner Hans Gottfried
Santala Teuvo Juhani
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-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
    • C22C32/001Non-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 with only oxides
    • C22C32/0015Non-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 with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0021Matrix based on noble metals, Cu or alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/023Composite material having a noble metal as the basic material
    • H01H1/0237Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides
    • H01H1/02372Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides containing as major components one or more oxides of the following elements only: Cd, Sn, Zn, In, Bi, Sb or Te
    • H01H1/02374Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides containing as major components one or more oxides of the following elements only: Cd, Sn, Zn, In, Bi, Sb or Te containing as major component CdO

Description

doch konnten die Verbesserungen in der Praxis festgestellt werden.but the improvements could be seen in practice.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Silber und Kadmiumoxid in Pulverform mit einem pulverförmigen Zusatz (Natrium, Beryllium oder Palladium) miteinander gemischt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist keine Oxydation erforderlich. Es sei darauf hingewiesen, daß Silber, Kadmium und Natrium, Beryllium oder Palladium eine gewisse Menge von Verunreinigungen enthalten können, wie sie in handelsüblichen oder Reaktionsqualitäten bei diesen Materialien gefunden werden. Diese Verunreinigungen sind jedoch nicht die hier beschriebenen Zusätze.In a further embodiment of the invention, silver and cadmium oxide are used in powder form a powdery additive (sodium, beryllium or palladium) mixed together. At this No oxidation is required for the embodiment of the invention. It should be noted that silver, Cadmium and sodium, beryllium or palladium contain some amount of impurities such as those found in commercial or reactive grades on these materials. However, these impurities are not the additives described here.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

CCF/CCF /

Claims (1)

1 21 2 • 0,005% Beryllium oder 1,0% Palladium als disper-• 0.005% beryllium or 1.0% palladium as dispersible Patentanspruch: gierenden Zusatz, Rest Silber und unvermeidbareClaim: yawing additive, remainder silver and unavoidable Verunreinigungen besteht. Bei diesem Anteil an Kad-Impurities. With this proportion of cad Legierung für abbrandsichere elektrische Kon- miumoxid von 15 % ergaben die geringen Zusätze, takte aus Silber, Kadmiumoxid und einem das 5 wie vorstehend erwähnt, eine überraschende Wirkung Kadmiumoxid dispergierenden Zusatz, bestehend in bezug auf Herabsetzung der Lichtbogenerosion aus 15 % Kadmiumoxid sowie 0,003 % Natrium und auf Erreichen einer vorteilhaft hohen Härte,
oder 0,005% Beryllium oder 1,0% Palladium In der Zeichnung ist die Herstellung von elektri-
Alloy for erosion-proof electrical commium oxide of 15% resulted in the small additives, bars of silver, cadmium oxide and a cadmium oxide dispersing additive, as mentioned above, consisting of 15% cadmium oxide and 0.003% sodium with regard to reducing arc erosion and on reaching an advantageously high hardness,
or 0.005% beryllium or 1.0% palladium The drawing shows the production of electrical
als dispergierender Zusatz, Rest Silber und unver- sehen Kontakten aus der erfindungsgemäßen Legiemeidbare Verunreinigungen. io rung des näheren erläutert. Es zeigtas a dispersing additive, the remainder being silver and unexpected contacts from the alloy according to the invention Impurities. io tion of the details explained. It shows Fig. 1 eine Seitenansicht einer Stange aus einer Legierung gemäß der Erfindung, von der zwei Stan-Fig. 1 is a side view of a rod made of an alloy according to the invention, of which two rods ■— genabschnitte abgetrennt sind,■ - gene sections are separated, F i g. 2 eine schematische Ansicht eines elektri-15 sehen Kontaktes, der aus einem Stangenabschnitt ge-Die Erfindung betrifft eine Legierung für abbrand- maß F i g. 1 gebildet ist,F i g. 2 shows a schematic view of an electrical contact which is formed from a section of rod The invention relates to an alloy for erosion measure F i g. 1 is formed, sichere elektrische Kontakte aus Silber, Kadmium- Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiterensafe electrical contacts made of silver, cadmium- Fig. 3 is a schematic view of another oxid und einem das Kadmiumoxid dispergierenden Ausführungsform der Erfindung.
Zusatz. In einer Ausführungsform der Erfindung werden
oxide and a cadmium oxide dispersing embodiment of the invention.
Additive. In one embodiment of the invention
Es ist bereits bekannt, Silber mit Kadmium unter ao Kadmium (Cd) und Silber (Ag) mit Natrium (Na) als Hinzufügung von Kobalt zur Herstellung von elektri- Zusatz geschmolzen und dann zur Bildung eines Barschen Kontakten zu legieren. Im allgemeinen werden rens in eine Form gegossen. Der Barren wird dann das Silber, das Kadmium und der Kobaltzusatz zu- durch Walzen, Ziehen u. dgl. in ein geeignetes HaIbsammengeschmolzen und in geeignete Gießformen zeug umgewandelt, und als Beispiel für ein solches gegossen, um so Masseln oder Barren herzustellen, 25 Halbzeug ist in F i g. 1 eine Stange 1 gezeigt,
aus denen Stangen, Drähte od. dgl. durch Walzen, Das Halbzeug wird dann eine oder mehrere Stun-
It is already known to melt silver with cadmium among ao cadmium (Cd) and silver (Ag) with sodium (Na) as an addition of cobalt for the production of electrical additive and then to alloy them to form a perch contacts. Generally rens are poured into a mold. The silver, cadmium and cobalt additive are then added to the ingot by rolling, drawing and the like into a suitable semi-finished product and converted into suitable casting molds, and as an example of such a cast, in order to produce ingots or ingots, semi-finished products is in Fig. 1 shows a rod 1,
from which rods, wires or the like by rolling, the semi-finished product is then one or more hours
Ziehen usw. gebildet werden können, aus denen dann den lang in einer Sauerstoffatmosphäre bei erhöhter die Kontakte in der gewünschten Form hergestellt Temperatur, beispielsweise 8150C, wärmebehandelt, werden. Das Material wird in einer Sauerstoff enthal- Die Zeit und die Temperatur können dabei geändert tenden Atmosphäre so lange erwärmt, bis das Kad- 30 werden, jedoch werden sie vorteilhaft so gewählt, mium zu Kadmiumoxid oxydiert. Hierdurch ergibt daß sie ausreichen, um das Kadmium in einer praksich ein Material mit einer geringeren Neigung zu tisch brauchbaren Zeit zu oxydieren, wobei solche Lichtbogenerosion. Es wird nämlich das geschmolze- Faktoren, wie Dicke des Halbzeugs, Schmelztemperane Silber durch die dispergierten Teilchen von Kad- tür u. dgl., zu berücksichtigen sind. Das Kadmium miumoxid verstärkt und verfestigt. Diese verstärken- 35 nimmt dann die Form einer Vielzahl von Kadmiumde Wirkung wird mit abnehmender Partikelgröße er- oxidpartikeln an, die in der Silbermatrix, in der der höht, und der Kobaltzusatz dient dazu, die Partikel- Natriumzusatz enthalten ist, verteilt sind. Der Natrigröße und damit die Lichtbogenerosion und das umzusatz wirkt in ähnlicher oder gleicher Weise, Kontaktleben herabzusetzen (USA.-Patentschrift doch noch vorteilhafter als Kobalt, und bewirkt ver-2 932 595). 40 besserte Eigenschaften in bezug auf Lichtbogenero-Drawings etc. can be formed, from which the contacts are then produced in the desired shape in an oxygen atmosphere at increased temperature, for example 815 ° C., heat-treated. The material is heated in an oxygen-containing atmosphere until the cadmium is 30, but it is advantageous if it is oxidized to cadmium oxide. This means that they are sufficient to oxidize the cadmium in a practically useful time a material with less tendency to table, with such arc erosion. This is because the melted factors, such as the thickness of the semi-finished product, the melting temperature of silver due to the dispersed particles from Kadür and the like, have to be taken into account. The cadmium oxide strengthens and solidifies. This then takes the form of a multitude of cadmium oxide particles, which are distributed in the silver matrix, in which the increases, and the addition of cobalt serves to contain the particle sodium addition, with decreasing particle size. The sodium size and thus the arc erosion and the additive act in a similar or the same way to reduce contact life (USA patent specification even more advantageous than cobalt, and causes ver-2 932 595). 40 improved properties in relation to arc erosion Um nun einerseits die Härte der entstehenden Le- sion mit günstigeren oder mindestens gleichen Kongierung zu erhöhen und gleichzeitig andererseits die taktwiderständen. Von einem Stangenabschnitt 3 des Feinheit des Kadmiumoxidkorns heraufzusetzen, ist Halbzeugs werden Kontakte gebildet, wie sie bei 5 in es aus der britischen Patentschrift 1012584 bekannt- Fig. 2 beispielsweise dargestellt sind. Die Kontakte geworden, der Silber-Kadmium-Legierung kleine Men- 45 können durch eine Schlagmaschine oder andere Eingen eines oder mehrerer Elemente hinzuzufügen, de- richtungen entsprechend verformt werden. Bei einem ren Oxide eine große Stabilität aufweisen, wie Ma- anderen bevorzugten Verfahren können die Kongnesium, Aluminium, Silizium, Beryllium, Kalzium, takte 5 aus dem Halbzeug 1 vor der Oxydation so geTitan, Natrium usw. Durch das Hinzufügen eines sol- bildet werden, daß die Oxydation in den Kontakten 5 chen ein stabiles Oxid besitzenden Metalls ergeben 50 selbst durchgeführt wird.Now, on the one hand, the hardness of the resulting lesion with more favorable or at least the same conformation to increase and at the same time the clock resistances. From a rod section 3 of the Increasing fineness of the cadmium oxide grain is semi-finished product, contacts are formed as shown at 5 in it is known from British patent specification 1012584- Fig. 2 is shown for example. The contacts The silver-cadmium alloy can become small men- 45 by means of a striking machine or other means add one or more elements that deform directions accordingly. At a Ren oxides have a high stability, like other preferred processes, the congagnes, Aluminum, silicon, beryllium, calcium, bars 5 from the semi-finished product 1 before the oxidation so titanium, Sodium etc. By adding a sol- will be formed that the oxidation in the contacts 5 chen a stable oxide possessing metal give 50 is carried out by itself. sich Kadmiumoxidkörner von großer Feinheit, und Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäßcadmium oxide grains of great fineness, and in a further embodiment according to FIG gleichzeitig erhält die Legierung eine große Härte. Fig. 3 wird der Legierungsbarren zu Streifen7 ver-Eine Legierung mit Silber plus 7 % Kadmium plus formt, die mit Lagen aus Feinsilber 9 verbunden wer-0,2% Magnesium ergab eine Vickershärte von 150 den, worauf dann der so gebildete Streifen in einer bis 160 kg/mm2. Bei einem Zusatz von 0,5% Magne- 55 Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre erwärmt wird, sium erhöhte sich die Vickershärte auf 200 kg/mm2. um nun die Schicht 7 im Inneren zu oxydieren. An-Es wurde nun überraschend festgestellt, daß auch schließend wurde der Streifen 7 in flüssiger Phase mit bei größerem Kadmiumoxidanteil durch verhältnis- einem Grundmetallstreifen 13, beispielsweise aus mäßig geringe Zusätze besonders günstige Eigen- Messing, Berylliumkupfer, Phosphorbronze od. dgl. schäften, was die Festigkeit anbetrifft, erreicht wer- 60 verbunden oder mit diesem durch Lötplättchen verden können, so daß die Lichtbogenerosion und das lötet. Schließlich werden dann die einzelnen Kontak-Kontaktkleben entsprechend herabgesetzt wird. te 15 aus diesem Streifen gebildet.at the same time, the alloy becomes extremely hard. 3, the alloy ingot is formed into strips 7 up to 160 kg / mm 2 . When an atmosphere containing 0.5% magnesium is heated, the Vickers hardness increased to 200 kg / mm 2 . in order to now oxidize layer 7 inside. It has now surprisingly been found that finally the strip 7 was also in the liquid phase with a higher cadmium oxide content by means of a ratio of a base metal strip 13, for example from moderately small additions, particularly favorable proprietary brass, beryllium copper, phosphor bronze or the like the strength is achieved, can be connected or connected to this by soldering platelets, so that the arc erosion and the soldering. Finally, the individual contact adhesive is then reduced accordingly. te 15 formed from this strip. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Zwar ergeben die Beryllium- und Palladium-Zu-The invention is therefore based on the object, although the beryllium and palladium additions eine in bezug auf Herabsetzung der Lichtbogenero- sätze nicht ebenso gute Resultate wie der Natriumzusion besonders günstige Legierung der eingangs er- 65 satz, doch sind alle den Legierungen überlegen, die wähnten Art zu finden. Diese Aufgabe wird gemäß bei der Verwendung von Kobalt auftreten. Warum der Erfindung dadurch gelöst, daß die Legierung aus die hier erwähnten Zusätze Wirkungen haben, die 15% Kadmiumoxid sowie 0,003% Natrium oder günstiger als die von Kobalt sind, ist nicht bekannt,results that are not as good as those of sodium addition with regard to the reduction in arcing corrosion Particularly inexpensive alloy the replacement at the beginning, but all of them are superior to the alloys that thought to find kind. This task will accordingly occur with the use of cobalt. why solved the invention in that the alloy from the additives mentioned here have effects that 15% cadmium oxide and 0.003% sodium or cheaper than cobalt is not known
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