DE19930449A1 - Palladiumfreier Kontaktwerkstoff - Google Patents

Abstract

Es wird unter anderem eine palladiumfreie Zusammensetzung für Kontakte bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß diese aus einem mit mindestens einer Schicht aus Re und/oder Ru beschichteten Substrat aus Ag und/oder Ag-Legierungen und/oder Ag-Metalloxiden besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine palladiumfreie Zusammensetzung für Kontakte, ein Kontaktelement, einen Schalter sowie die Verwendung der Zusammensetzung.

In der Schaltkontakttechnik werden im allgemeinen palladiumhaltige Zusammensetzungen, ins­ besondere als Schaltflächen, wegen der relativ hohen Abbrand- und Materialwanderungsbe­ ständigkeit bei gleichzeitig hoher Lichtbogengrenzwertkurve verwendet. Die insbesondere im Kfz-Bereich auftretenden hohen Anforderungen für Blinkerlasten werden im allgemeinen mit der Standardlegierung PdCu15 erfüllt. Nachteilig hieran ist jedoch die Verwendung des sehr kost­ spieligen Edelmetalls Palladium.

In der jüngsten Vergangenheit sind palladiumfreie Zusammensetzungen, nämlich Silber-Zinn- Oxide, verwendet worden, die jedoch eine geringe Plattierbarkeit, Verformbarkeit sowie Ver­ schweißbarkeit aufweisen, wobei es darüberhinaus ohne Scheißhilfsträger (beispielsweise CuNi30Fe) nicht möglich ist, diese aus dem Stand der Technik bekannte palladiumfreie Zu­ sammensetzung auf einen Träger eines Schalters zu schweißen.

Aus dem Vorgenannten ergibt sich das Problem, mit Hilfe einer neuartigen Zusammensetzung für Kontakte die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen. Das der Erfin­ dung zugrundeliegende Problem besteht insbesondere darin, eine palladiumfreie Zusammen­ setzung für Kontakte bereitzustellen, die sowohl eine mit PdCu15 vergleichbare Abbrand- und Materialwanderungsbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Lichtbogengrenzwertkurve aufweist sowie in ausreichendem Maße plattierbar, verformbar und ohne Schweißhilfsträger auf einen Träger eines Schalters verschweißbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Zusammensetzung für Kontakte nach An­ spruch 1, ein Kontaktelement nach Anspruch 5, einen Schalter nach Anspruch 6 und eine Ver­ wendung nach Anspruch 7 gelöst.

Die erfindungsgemäße palladiumfreie Zusammensetzung besteht aus einem mit mindestens einer Schicht aus Rhenium und/oder Ruthenium beschichteten Substrat, das sich aus Silber und/oder Silber-Legierungen und/oder Silber-Metalloxiden zusammensetzt. Das Zusammen­ spiel aus Substrat und Beschichtung ergibt einen synergistischen Effekt dahingehend, daß sich vergleichbar mit PdCu15 ähnlich hohe Abbrand- und Materialwanderungsbeständigkeiten bei hohen Lichtbogengrenzwerten ergeben und darüberhinaus gleichzeitig eine zufriedenstellende Plattierbarkeit, Verformbarkeit sowie Verschweißbarkeit ohne Schweißhilfsträger auf einen Trä­ ger (beispielsweise eine Feder) eines Schalters festzustellen ist.

In vorteilhafter Weise ist die Schicht auf dem Substrat aufgesputtert, da sich besonders homo­ gene Oberflächen und damit ausgezeichnete Abbrand- und Materialwanderungsbeständigkei­ ten ergeben.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß die Schichtdicke 0,2 bis 5 µm beträgt, da sich zum einen eine für die meisten Anwendungen ausreichende Abbrand- und Materialwanderungsbeständigkeit ergibt und zum anderen eine Erhöhung der Schichtdicke nicht mit einer Verbesserung der Ei­ genschaften einhergeht, so daß die vorteilhafte Schichtdicke von 0,2 bis 5 µm bezüglich der Herstellkosten quasi ein Optimum darstellen.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß das Substrat aus AgCu(3-30)Ni(0-5), AgNi(0,1-40) oder AgSn(1-5) besteht, da sich diese Zusammensetzungen des Substrats bewährt haben.

Beim erfindungsgemäßen Schalter handelt es sich insbesondere um einen elektromechani­ schen oder einen elektromagnetischen Schalter.

Das nachfolgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.

Es zeigt:

Fig. 1: ein Balkendiagramm bezüglich der erreichten Schaltzahl mittels eines Modellschal­ ters im Kfz-Lampenlastbetrieb für verschiedene Zusammensetzungen.

In Fig. 1 ist als Balkendiagramm die erreichte Schaltzahl eines Modellschalters im Kfz- Lampenlastbetrieb bezüglich verschiedener Zusammensetzungen gezeigt.

Aus dem Diagramm ist mit den entsprechenden Erläuterungen zu erkennen, daß mit Hilfe eines Modellschalters bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (hier: Werkstoff 1: AgCu25Ni5-Re; 2,5 µm gesputtert) im Vergleich zur aus dem Stand der Technik palladium­ haltigen Zusammensetzung PdCu15 ähnlich hohe Schaltzahlen (vor dem Auftreten von Nicht­ öffnungsfehlern) im Bereich von 500.000 bis 600.000 erreicht werden.

Darüberhinaus ist im Vergleich zur aus dem Stand der Technik bekannten palladiumfreien Zu­ sammensetzung (hier: Werkstoff 2: AgCu25Ni5) deutlich zu erkennen, daß die erfindungsge­ mäße Zusammensetzung eine wesentlich höhere Schaltzahl erreicht.

Claims (7)

1. Palladiumfreie Zusammensetzung für Kontakte, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem mit mindestens einer Schicht aus Re und/oder Ru beschichteten Substrat aus Ag und/oder Ag-Legierungen und/oder Ag-Metalloxiden besteht.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf dem Substrat aufgesputtert ist.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke 0,2 bis 5 µm beträgt.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus AgCu(3-30)Ni(0-5), AgNi(0, 1-40) oder AgSn(1-5) besteht.

5. Kontaktelement, enthaltend eine Kontaktzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Schalter, enthaltend ein Kontaktelement nach Anspruch 5.

7. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Kontaktelement.