Claims (4)
Auf nahezu allen Gebieten der Schwachstromtechnik werden für elektrische Kontakte seit langem Palladium-Silber-Legierungen verwendet, insbesondere dann, wenn in bezug auf die Schaltsicherheit hohe Anforderungen zu erfüllen sind. Meist werden hierbei nur die Teile, die unmittelbar für die Kontaktgabe in Frage kommen, aus diesen Legierungen gefertigt und diese mit einer Unterlage aus unedlem Grundmetall durch Plattieren verbunden, beispielsweise mit einer Unterlage aus Kupfer oder dessen Legierungen, bzw. anderen Unedelmetallen und Unedelmetallegierungen. Auch die Unedelmetalle der 8. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. Eisen und Nickel und deren Legierungen sowie Legierungen, die diese Metalle als wesentliche Bestandteile enthalten, finden als Werkstoffe für· die Unedelmetallbasis dieser sogenannten Bimetallkontakte Verwendung. Diese bekannten Verbundwerkstoffe aus einer Unedelmetallunterlage und einer Kontaktauflage aus Palladium-Silber-Legierungen, die durch Plattieren verbunden sind, zeigen bei der praktischen Verarbeitung dann erhebliche Nachteile, wenn eine Basis aus den Unedelmetallen der 8. Gruppe des Periodischen Systems Eisen, Kobalt, Nickel oder deren Legierungen oder Legierungen, in denen die genannten Metalle einen wesentlichen Bestandteil darstellen, verwendet wird und starke thermische und mechanische Beanspruchungen unvermeidlich sind. Diese Schwierigkeiten und Nachteile treten in erster Linie dann auf, wenn solche Teile auf hohe Temperaturen, etwa über 800° C, erhitzt werden und anschließend einer mechanischen Beanspruchung, wie etwa Biegung, unterliegen. An sich ist es dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig, daß sich Reinsilber ohne Schwierigkeit auf die in Frage kommenden Unedelmetallwerkstoff e aufplattieren läßt und daß der Verbundwerkstoff dann auch bis in die Nähe des Silberschmelzpunktes erhitzt werden kann, ohne daß der Werkstoff in irgendeiner Weise ungünstig beeinflußt wird oder Schaden zeigt. Dies gilt im gleichen Maße auch für das Plattieren von Reinpalladium auf die Unedelmetalle der 8. Gruppe des Periodischen Systems oder die Legierungen dieser Unedelmetalle; denn auch diese Ver- bundwerkstoffe können ohne weiteres bei der Weiterverarbeitung hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt werden. Diese Verhältnisse ändern sich aber dann entscheidend, wenn Palladium-Silber-Legierungen für die Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendet Werden, die aus 20 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 60% Palladium und Rest Silber bestehen. Hierbei treten bei der Weiterverarbeitung der Verbundwerkstoffe zu elektrischen Kontakten sogar schon beim Erhitzen auf Temperaturen- von 800° G und darüber ohne anschließende mechanische Beanspruchung sehr häufig Risse in der Plattierungsschicht auf, die unter Umständen sogar bis zur völligen Ablösung der Kontaktauflage führen können, zumindest aber die Betriebssicherheit der Kontakte in Frage stellen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Verbundwerkstoffe aus Unedelmetallen der 8. Gruppe - "des Periodischen Systems oder deren Legierungen mit einer Plattierungsschicht aus Palladium-Silber-Legierungen auszuschalten bzw. weitestgehend einzuschränken, so daß diese Werkstoffe auch bei langer andauernden intensiven Belastungen sowohl in thermischer . als auch in mechanischer Beziehung ihre vorzüglichen Eigenschaften behalten. Die überraschende Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß zwischen der Unedelmetallbasis und der Edehnetallplattierungschicht eine Zwischenschicht aus Gold, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder Platin oder aus Legierungen dieser Metalle angeordnet ist. Besonders günstig sind Zwischenschichten von 10 bis 50 μπι, vorzugsweise 25 bis 40 μπι Dicke. Der Verbundwerkstoff gemäß der Erfindung besteht somit aus: ... .In almost all areas of low-voltage technology, palladium-silver alloys have long been used for electrical contacts, especially when high requirements have to be met with regard to switching reliability. In most cases, only the parts that are directly suitable for making contact are made of these alloys and these are connected to a base made of base metal by plating, for example with a base made of copper or its alloys, or other base metals and base metal alloys. The base metals of Group 8 of the Periodic Table, e.g. B. iron and nickel and their alloys as well as alloys which contain these metals as essential components are used as materials for the base metal base of these so-called bimetal contacts. These known composite materials made of a base metal base and a contact pad made of palladium-silver alloys, which are connected by plating, then show considerable disadvantages in practical processing when a base made of the base metals of the 8th group of the periodic table is iron, cobalt, nickel or their alloys or alloys in which the metals mentioned represent an essential component is used and strong thermal and mechanical stresses are unavoidable. These difficulties and disadvantages primarily occur when such parts are heated to high temperatures, for example above 800 ° C., and are then subjected to mechanical stress, such as bending. The person skilled in the art is familiar with the fact that pure silver can be plated onto the base metal materials in question without difficulty and that the composite material can then also be heated up to the vicinity of the silver melting point without the material being adversely affected in any way will or shows damage. This also applies to the same extent for the plating of pure palladium on the base metals of the 8th group of the Periodic Table or the alloys of these base metals; because these composite materials can easily be exposed to high thermal and mechanical loads during further processing. However, these ratios change decisively when palladium-silver alloys are used for the production of composite materials which consist of 20 to 80%, preferably 30 to 60% palladium and the remainder silver. During the further processing of the composite materials into electrical contacts, even when heated to temperatures of 800 ° G and above without subsequent mechanical stress, cracks very often occur in the cladding layer, which under certain circumstances can even lead to the complete detachment of the contact layer, or at least question the operational reliability of the contacts. The present invention is based on the object of eliminating or, as far as possible, reducing the stated disadvantages of the known composite materials made of base metals of the 8th group - "of the periodic table or their alloys with a plating layer of palladium-silver alloys, so that these materials can also be used for a long time The surprising solution to this problem is that, according to the invention, an intermediate layer of gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium or platinum or is arranged from alloys of these metals. Interlayers of 10 to 50 μm, preferably 25 to 40 μm, thickness are particularly favorable. The composite material according to the invention thus consists of: ....
1. der tragenden Basisschicht aus Eisen, Kobalt, Nickel oder Legierungen dieser Metalle, in denen
diese Hauptbestandteil oder zumindest wesentlicher Bestandteil sind,1. the load-bearing base layer made of iron, cobalt, nickel or alloys of these metals in which
these are the main component or at least an essential component,
2. einer Zwischenschicht aus Gold, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder
Platin oder aus Legierungen dieser Metalle, insbesondere aus Platin oder Palladium sowie aus
Legierungen eines dieser beiden Metalle mit Rhodium und/oder Iridium,2. an intermediate layer of gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium or
Platinum or from alloys of these metals, in particular from platinum or palladium and from
Alloys of one of these two metals with rhodium and / or iridium,
3. der an sich bekannten Edelmetallkontaktschicht aus binären Palladium-Silber-Legierungen mit
einem Palladiumgehalt von 20 bis 80%, vorzugsweise von 30 bis 60 %.3. the noble metal contact layer, known per se, made of binary palladium-silver alloys
a palladium content of 20 to 80%, preferably from 30 to 60%.
Die tragende B asisschicht kann beispielsweise Rein-Nickel sein oder aus einer, der an sich bekannten
Eisen-Nickel-Legierungen bestehen; auch Cupro-Nickel kann verwendet werden.The supporting base layer can be pure nickel, for example, or one that is known per se
Consist of iron-nickel alloys; Cupro-nickel can also be used.
Als Werkstoff für die Zwischenschicht haben sich
insbesondere Rein-Platin, Rein-Palladium, Palladium
Iridium 70/30, und 'Gold-Palladium 50/50 bewährt.As a material for the intermediate layer
in particular pure platinum, pure palladium, palladium
Iridium 70/30, and 'Gold-Palladium 50/50 have proven their worth.
Es können aber auch Legierungen für die Zwischenschicht verwendet werden, die neben den genannten
Edelmetallen bis zu 10% Eisen, Kobalt und/oder Nickel enthalten. Beispiele für derartige Legierungen
sind Palladium-Nickel 95/5 und Platin-Nickel 90/10.However, alloys can also be used for the intermediate layer, in addition to those mentioned
Precious metals contain up to 10% iron, cobalt and / or nickel. Examples of such alloys
are palladium-nickel 95/5 and platinum-nickel 90/10.
Die besonderen Vorteile der Anordnung der einzelnen Schichten in dem Verbundwerkstoff für elektrische
Kontakte gemäß: der Erfindung bestehen darin, daß die bisher beobachteten Nachteile der Verbundwerkstoffe
wie Rißbildung zwischen Grundmetall und Deckschicht und eventuelles Abfallen der Deckschicht
nicht mehr auftreten und eine feste Verbindung von Basisschicht und Edelmetallkontaktschicht auch nach hbhen Verarbeitungstemperaturen
und anschließender mechanischer Beanspruchung erhalten bleibt. Auf diese Weise wird eine höhere Betriebssicherheit
der elektrischen Kontakte erreicht.The particular advantages of the arrangement of the individual layers in the composite material for electrical
Contacts according to: the invention are that the previously observed disadvantages of composite materials
such as crack formation between base metal and top layer and possible falling off of the top layer
no longer occur and a firm connection between the base layer and the precious metal contact layer, even after high processing temperatures
and subsequent mechanical stress is retained. In this way there is a higher level of operational safety
of electrical contacts achieved.
■ ■■--.-- Patentansprüche:- ■ ■■ --.-- Claims: -
!.■Verbundwerkstoff für-elektrische Kontakte
mit einer Basisschicht aus Eisen, Kobalt, Nickel oder Legierungen dieser Metalle, in denen diese
Hauptbestandteil oder zumindest wesentlicher Bestandteil sind, und einer Kontaktschicht aus
Palladium-Silber-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basisschicht
und der Kontaktschicht aus einer Palladium-Silber-Legierung mit 20 bis 80%, vorzugsweise
30 bis 60%, Palladium und Rest Silber, eine Zwischenschicht aus Gold, Ruthenium,
Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder Platin oder aus Legierungen dieser Metalle angeordnet
ist.!. ■ Composite material for electrical contacts
with a base layer of iron, cobalt, nickel or alloys of these metals in which these
Main component or at least an essential component, and a contact layer
Palladium-silver alloys, characterized in that between the base layer
and the contact layer made of a palladium-silver alloy with 20 to 80%, preferably
30 to 60%, palladium and the remainder silver, an intermediate layer of gold, ruthenium,
Rhodium, palladium, osmium, iridium or platinum or alloys of these metals
is.
2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus
Platin oder Palladium oder aus einer Legierung des Platins oder Palladiums mit Rhodium und/
oder Iridium besteht.2. Composite material according to claim 1, characterized in that the intermediate layer consists of
Platinum or palladium or from an alloy of platinum or palladium with rhodium and /
or iridium.
3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus
einer Legierung der Edelmetalle Gold, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder
Platin mit bis zu 10% Eisen, Kobalt und/oder Nickel besteht.3. Composite material according to claim 1, characterized in that the intermediate layer consists of
an alloy of the precious metals gold, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium or
Platinum with up to 10% iron, cobalt and / or nickel.
4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht
10 bis 50 μΐη, vorzugsweise 25 bis 40 μΐη, dick ist.4. Composite material according to claim 1 to 3, characterized in that the intermediate layer
10 to 50 μm, preferably 25 to 40 μm, is thick.