DE2040463B2 - Verfahren zur Herstellung eines Vormaterials für elektrische Kontakte auf Silberbasis - Google Patents

Description

Die Lrfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Vormaterials für elektrische Kontakte auf Silberbasis als Verbundwerkstoff.

Bekannt sind bereits Kontakte aus Verbundmetall, deren Kontaktschicht beispielsweise aus Silber besteht. Solche Kontakte neigen jedoch unter anderem stark zum Kleben. Um ihren Nachteilen zu begegnen, verwendet man schon seit langem Kontaktschichten auf Silberbasis, die Lnedelmetalloxide, bevorzugt Kadmiumoxid, in feiner Verteilung enthalten. Die dadurch erreichten Vor- und Nachteile — wie etwa die Neigung von Kontaktschichten mit Oxidausscheidungen, sich leicht vom metallischen Träger abzulösen — sowie die Bemühungen, letztere zu beseitigen, sind in zahlreichen Veröffentlichungen und Patentschriften beschrieben worden, so besonders umfassend in der deutschen Patentschrift 1 090 484, aber auch in der deutschen Auslegeschrift 1033 815 und der britischen Patentschrift 870 767.

Es zeigte sich immer wieder, daß die schlechte Bearbeitbarkeit, vor allem aber die mangelhafte LÖtfähigkeit der AgCdO-Schicht ihre breite Anwendung behinderte. Insbesondere der deutsehen Patentschrift 1 090 484 ist zu entnehmen, wie viele und welche aufwendigen Wege schon beschriften wurden, um zu einer brauchbaren Lösung der Schwierigkeiten zu gelangen.

Die genannte deutsche Patentschrift offenbart ein Verfahren, wonach ein Werkstück aus einer durch innere Oxydation vergütbaren Silberlegierung, wie insbesondere einer AgCd-Legierung, zunächst mit einer Schicht eines Hartlots, insbesondere eines silberhaltigen Hartlots, d. h. eines üblichen Silberlots, durch Aufschmelzen des Lots auf eine AgCd-Platte und gemeinsames Auswalzen plattiert wird. Dieses Blech wird sodann auf üblichem Wege oxydiert. Da einerseits hierbei aber die innere Oxydation auf der Lotseite vollständig und auch über lange Zeit verhindert wird und andererseits ein Teil der tiefer schmelzenden Bestandteile des Lots in die AgCd-Legierung diffundiert, S liegt zwar ein Werkstück vor, das einseitig eine lötfähige Silberlotschicht aufweist und daher auf Kontaktträger aufgelötet werden kann, doch ist nach der inneren Oxydation der AgCd-Schicht die nun gebildete AgCdO-Schicht zweifellos nicht gleichförmig bis zur

ίο Phasengrenze.

Ähnlich ist die Lösung, die das br.tische Patent 870 767 biete. Hiernach Wird eine Seite der AgCd- SchicM gegen die Oxydation geschützt, so daß an dieser Fläche eine dünne, lötfähige AgCd-Schicht bets stehenbleiot, damit aber die auf Grund ihrer günstigen Eigenschaften erwünschte AgCdO-Schicht schmälert. Zu der Lösung, bekannt aus der deutschen Auslegeschnft 1033 815. nimmt schon die deutsche Patentschrift 1 090 484 Stellung: Dicke Platten \on mehr als der doppelten Dicke des Fertigteiles allseitig, aber nicht ganz durchzuoxydieren, ist praktisch kaum durchführbar. Und auch mit dieser Lösung erhält man nur eine Kontaktschicht mit nach dem Grad des Abbrandes sich ändernden Kontakteigenschaften. SchlielJ-lieh ist auch ein Schweißverfahren bekanntgeworden, das es erlaubt, insbesondere AgCdO-Schichten für Kontakte auf Trägerwerkstoffe aufzuschweißen, was durch thermische Zersetzung des Kadmiumoxid> in der Schweißzone bewirkt wird. Für die Anwendung dieses ^verfabrens müssen allerdings hinsichtlich der Abmessungen und Geometüe der Kontaktauflai-cn und der Trägerteile einige Voraussetzungen erfüllt ^m, es ist also nicht allgemein anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es. auf möglichst oinfächern vVege ein Vormaterial für elektrische Kontakte herzustellen, bei dem eine Kontakte ;hicht aus einer inneroxydierbaren Silberbasislegierung mit einem metallischen Träger fest verbunden wird, beispielsweise durch Aufschweißen, Auflöten oder durch Walzplattieren, so daß eine gute Haftung mit dem metallischen Träger sichergestellt ist, und das geringem Verschleiß unterliegt; ferner will man erreichen, daß die ganze Kontaktschicht auf Silberbasis zum Abbrand ausgenutzt werden kann, was gleichbleibende Eigenschaften und längere Lebensdauer der Kontakte gewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktschicht auf der dem Träger zugewandten Oberfläche mit einer 0.05 bis 1 ° ₀, insbesondere 0.1 bis 0,5⁰Z₀ Silizium enthaltenden Silberlegierung vorplattiert und dann entweder nach erfolgter Oxydationsbehandlung mit dem Träger verbunden oder zunächst mit dem Träger verbunden und danach der Oxydationsbchandlung zugeführt wird.

Vorteilhafterweise geht man hei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Schmelzlegierungen, wie beispielsweise an sich bekannten AgCd 10- oder AgMgNi-Legierungen, aus, womit die wesentlich aufwendigere Pulvermetallurgie mit wiederholten Sinterbehandlungen entfallen. Solche Kontaktlegierungen werden nunmehr erfindungsgemäß mit einer Legierung aus AgSi oder aus der Kontaktlegierung selbst, in der der Silbergehalt auf Kosten des Siliziumzusatzes herabgesetzt worden ist, vorplaüi«rt und sodann entweder in an sich bekannter Weise bei etwa 700 bis 800⁰C oxydiert (wobei sich die Behandlungsdauer nach den sehr unterschiedlichen Schichtdicken richten muß), worauf die eigentliche PlaUierung der Vorplattierschicht mit dem metallischen Träger erfolgt, oder die innere Oxy-

dation der Kontaktschicht erfolgt nach Vorplattieren und Verbinden mit dem metallischen Träger durch die angegebene thermische Behandlung des ganzen Verbundwerkstoffs.

Als metallische Träger sind für das ernndungsgemäße Verfahren alle an sich bekannten Kontaktträgermaterialien, wie beispielsweise Kupfer, Nickel, Eisen und deren Legierungen, wie Messing, Bronze, Neusilber u. a., geeignet.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Herstellung von Vormateria! für elektrische Kontakte mit inneroxydierbarer Kontaktschicht. Darin bedeuten la die Kontaktschicht, Ib die inneroxydierte Kontaktschicht, 2 die Silizium enthaltende Vorplattierung auf Silberbasis und 3 den metallischen Träger.

Wie Vergleichsversuche zeigten, ließ sich beispielsweise oxydiertes AgCd 10 mit Kupfer gar nicht plattieren, und mit Kupfer plattiertes AgCd 10 hob sich bei der anschließenden Oxydation vom Trägermetall ab, vermutlich durch diffusionsbedingte Oxydation der Grenzflächen. Auch die erfindungsgemäße, Silizium enthaltende Vorplattierlegierung auf Silberbasis ließ sich auf oxydiertes AgCd 10 nicht plattieren. Um so überraschender ist es, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in jedem Fall Vormaterial erhalten wurde, bei dem die Haftfestigkeit der Kontaktschicht auf dem metallischen Träger sehr gut war.

Beschränkungen irgendwelcher Art, wie etwa hinsichtlich der Abmessungen und der Geometrie des erfindungsgemäß zu behandelnden Vormaterials, bestehen nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Vcrmaterials für elektrische Kontakte, bei dem auf einen metallischen Träger eine Kontaktschicht aus einer inneroxydierbaren Silberbasislegierung aufgeschweißt, -gelötet oder durch Walzplattieren aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (la) auf der dem Träger (3) zugewandten Oberfläche mit einer 0,05 bis 1%, insbesondere 0,1 bis 0,5 ⁰I₀ Silizium enthaltenden Silberlegierung (2) vorplattiert und dann entweder nach erfolgter Oxydationsbehandlung mit dem Träger (3) verbunden oder zunächst mit dem Träger (3) verbunden und danach der Oxydationsbehandlung zugeführt wird.

2. Anwendeng <*c* Verfahrens nach Anspruch 1 auf eine Vorplattic; legierung (2) aus AgSi oder aus der Kontaktlegierung, mit der Maßgabe, daß bei Verwendung der Kontaktlegierung als Vorplattierlegierung der Silbergehalt auf Kosten des Siliziumzusatzes herabgesetzt worden ist.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf eine mit einer AgSi- oder AgCdSi-Legierung vorplattierte Kontaktschicht (la) aus einer AgCd-Legierung.

4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf eine m einer AgSi- oder AgMgNiSi-Legierung vorplattierte Kontaktschicht (la) aus einer AgMgNi-Legierung.