DE2143843C3 - Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als FormteilInfo
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Description
35
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken mit
einer abbrandarmen Kontaktschicht und einer lötbaren und/oder schweißbaren Trägerschicht, wobei auf einer
ersten aus einem jeweils niedrigschmelzenden Metalloder Legierungspulver bestehenden Schicht eine zweite
aus einem hochschmelzenden Metallpulver, einer Mischung von hochschmelzenden Metallpulvern oder
einem jeweils hochschmelzenden Legierungs- und/oder Metallverbindungspulver bestehende Schicht aufgebracht
wird, beide Schichten gleichzeitig zu einem Formkörper verdichtet werden und dieser Formkörper
oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes der ersten Schicht unter Schutzgas, in Inertgas oder im
Vakuum wärmebehandelt wird, daß infolge der bemessenen Pulvermenge der ersten Schicht die Poren
der zweiten Schicht praktisch vollständig getränkt werden und die Trägerschicht gebildet wird.
Das Kontaktstück soll mit dem Trägermetall sicher verbunden werden können. Darüber hinaus sollen die
Kontaktstücke in großen Stückzahlen möglichst wirtschaftlich hergestellt werden können. Bei derartigen
Verbundwerkstoffen ist es schwierig, mit wirtschaftlichem Fertigungsaufwand die obengenannten Zweischichtenkontakte
als Fertigformteile herzustellen.
Zur Verringerung der Handarbeitszeiten ist bekannt, einen Zweischichten-Preßkörper mit einer niedriger
schmelzenden Schicht oberhalb der Schmelztemperatur dieser Schicht zu erhitzen und damit die erste Schicht zu
tränken. Hierbei entsteht ein Einschichten-Durchdrins-Verbundmetall.
Bei Verwendung von Tränküberschuß mußte bisher bei dieser Technik der unregelmäßig
anhaftende Überschuß des Tränkmetall spangebend nachbearbeitet werden (deutsche Auslegeschrift
2018 642).
Aus der US-PS 33 59 623 ist die Herstellung von Zweischichten-Kontaktstücken mit einer abbrandarmen
Kontaktschicht und einer schweißbaren Trägerschicht bekannt Bei diesem bekannten Verfahren
erfolgt die Herstellung des Zweischichten-Kontaktstükkes durch Verdichten einer ersten aus einem jeweils
niedrigschmelzenden Metall- bzw. Legierungspulver bestehenden Schicht, nachfolgendes Verdichten einer
auf der ersten Schicht aufgebrachten zweiten Schicht aus einem hochschmelzenden Metallpulver, einer
Mischung von hochschmelzenden Metallpulvern oder einem jeweils hochschmelzenden Legierungs- und/oder
Metallverbindungspulver und anschließende Wärmebehandlung des durch das Verdichten gebildeten Formkörpers
oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffs der ersten Schicht Die Pulvermenge der ersten
Schicht ist hierbei so bemessen, daß die Poren der zweiten Schicht praktisch vollständig getränkt werden
und die schweißbare Trägerschicht gebildet wird. Bei diesem bekannten Verfahren kann der Formkörper
auch durch getrenntes Einfüllen der Pulver der beiden Schichten in den Füllraum einer Presse und gleichzeitiges
Verdichten der beiden Pulver hergestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Verfahren dahingehend zu verbessern, daß
beim Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken kein nachträglicher Zerspanungsprozeß erforderlich ist
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Formkörper vor der Wärmebehandlung
mit der ersten Schicht auf einer profilierten Keramikplatte mit regelmäßigen Vertiefungen angeordnet wird.
Zur Bildung der Trägerschicht eignen sich z.B. Silberpulver, Kupferpulver oder ein Silber- oder
Kupfer-Legierungspulver und zur Bildung der Kontaktschicht ein Pulver aus einem der Metalle Wolfram,
Molybdän, Rhenium, einer Mischung dieser Metallpulver, einer intermetallischen Verbindung oder Legierung
dieser Metalle.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen erläutert. An Hand der
F i g. 1 und 2 wird das Herstellen des Zweischichten-Formkörpers gezeigt, wobei zunächst von der Bildung
der Trägerschicht ausgegangen ist.
In F i g. 1 ist in schematischer Darstellung im Schnitt eine Matrize zum Pressen der Zweischichten-Formkörper
gezeigt. In den zylindrischen Füllraum der Matrize 1 wird als Trägerschicht zunächst eine Pulverschicht 2 aus
einem im Vergleich zur Kontaktschicht niedriger schmelzenden Metall oder einer Metallegierung, z. B.
aus Kupfer, Silber oder einer Silber- oder Kupferlegierung, gefüllt. Auf diese Schicht 2 wird eine zweite
Pulverschicht 3 als Kontaktschicht aus einem hochschmelzenden Metallpulver, wie Wolfram, Molybdän
oder Rhenium, oder aus einer Mischung dieser hochschmelzenden Metallpulver oder einer hochschmelzenden Metallegierung dieser Metalle oder einer
hochschmelzenden Metallverbindung, z. B. WC, M02C, gegeben. Beide Pulverschichten 2 und 3 werden
zwischen den Stempeln 4 und 5 zu einem Zweischichten-Formkörper in an sich bekannter Weise verdichtet.
F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung im Querschnitt den gepreßten Zweischichten-Formkörper 6. Er
besteht aus der preßverdichteten Trägerschicht 2' aus dem medrigschmelzenden Metall hoher elektrischer
Leitfähigkeit und der preßverdichteten Kontaktschicht
3' aus dem hochschmelzenden Metall. Der Zweischichten-Formkörper 6 wird nun mit seiner T/ägerschicht 2'
auf einer profilierten Keramikplatte 0 mit regelmäßigen Vertiefungen 10 angeordnet und einer Wärmebehandlung
oberhalb der Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Metalls der Trägerschicht 2' unter
Schutzgasatmosphäre, in Inertgas oder Vakuum unterworfen. Während der Wärmebehandlung schmilzt das
niedrigschmelzende Metall und füllt die offenen Poren der Kontaktschicht aus. Die Menge der Trägerschicht 2'
ist so bemessen, daß sie zur Porenfüllung der Kontaktschicht 3' ausreicht und der Überschuß an der
Unterseite der Kontaktschicht eine Trägerschicht bildet.
Dem Metallpulver für die Trägerschicht kann eine Benetzungskompcnente zugefügt werden, bei Verwendung
von Kupferpulver z. B. ein Zusatz von Titan-Pulver.
Nachfolgend sind die Vorteile des erfindungsgemä-Ben Verfahrens nochmals zusammenfassend aufgezeigt.
Bisher bestand die Meinung, daß mit der bekannten Sinter-Tränktechnik keine Zweischichten- Fertigformkontaktstücke
innerhalb der Feintoleranz nach DlN 7151 erhalten werden können. Es war daher überrasehend,
daß es bei der Kombination der Zweischichten-Preßtechnik mit der Sinter-Tränktechnik durchaus
möglich ist, Zweischichten-Formteile herzustellen, bei denen sogar auf die übliche Nachpreßtechnik, die zur
Erzielung enger Endtoleranzen angewendet wird, verzichtet werden kann.
Bisher waren für Tränkwerkstoffe zwei Vorgänge erforderlich. Im ersten Preßvorgang wurde ein Gerüst
der höher schmelzenden Komponente gepreßt und nach dem Sintern dieses Gerüst in einer zweiten
Wärmebehandlung mit einer vorgegebenen Tränkmenge in Form eines zweiten Preßkörpers getränkt. Beim
erfindungsgemäßen Verfahren ist nur ein Preßvorgang und in Sonderfällen ein zusätzlicher Zwischenpreßvorgang
erforderlich. 4c
Das neue Verfahren bietet die Möglichkeit der Herstellung eines Zweischichten-Durchdringungsverbundwerkstoffes
in einer einzigen Wärmebehandlung (oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls der
Trägerschicht).
Ein weiterer Vorteil besteht in der Einsparung einer kostspieligen Nachbearbeitung. Während die bisherigen
Durcbdringungsverbundmetalle nach der üblichen Tränktechnik mit einem Tränküberschuß arbeiten
mußten, traten auf der Tränkseite Unregelmäßigkeiten der Oberfläche durch diesen Tränküberschuß auf. Die
endgültige Form konnte nur durch spangebende Bearbeitung dieser Flächen erreicht werden. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist dagegen die Tränkmenge als zweite Schicht des Formpreßkörpers so
dosiert, daß nach der Wärmebehandlung die flüssige Phase der Trägerschicht als überwiegender Teil durch
das poröse Gerüst aufgesaugt wird und nur ein Teil des Überschusses der Trägerschicht eine praktisch ebene
einwandfrei lötbare Fläche als zweite Schicht auf dem Kontaktstück verbleibt
Ein anderer wesentlicher Fortschritt wurde durch die sehr wirtschaftliche Herstellungsmethode (nur ein
Preßvorgang — eventuell ein Zwischenpreßvorgang — und nur eine Wärmebehandlung bei der Kontaktstückherstellung)
erreicht. Dadurch können derartige Kontaktstücke zu niedrigen Herstellungskosten gefertigt
werden. Eine zusätzliche Kosteneinsparung wird dadurch erzielt, daß die Zweischichten-Kontaktstücke als
Formteile nicht mehr spangebend bearbeitet werden müssen.
Außerdem wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung eine Ausschußrate vermieden, die bei der
üblichen Sintertränktechnik auftritt. Bei dieser Technik werden die gesinterten Preßkörper aus der Kontaktschicht
auf oder unter einen Preßkörper aus dem Tränkmetallpulver gelegt. Die aufeinandergelegten
Teile werden durch einen Durchlauf- oder Durchschubofen geleitet Durch die dabei auftretenden Erschütterungen
verrutscht ein Teil gegeneinander, wodurch ein Ausschuß infolge von Fehltränkungen entsteht. Dieser
Fehler kann auch durch Verwendung von Keramikformteilen nicht sicher vermieden werden. Bei zu enger
Keramikpassung steigt das Tränkmetall zwischen die Keramikringe und Kontaktteile, so daß keine Formteile
mehr erhalten werden. Dagegen werden beim Verfahren gemäß der Erfindung diese Fehler vermieden. Vor
allem bei größeren, hohen Kor.taktsvücken und bei kleinen Kontaktstucken zeigt sich der erhebliche
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- ■ Patentansprüche:i. Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken mit einer abbrandarmen Kontakt- S schicht und einer lötbaren und/oder schweißbarer, Trägerschicht, wobei auf einer ersten aus einem jeweils niedrigschmelzenden Metall- oder Legierungspulver bestehenden Schicht eine zweite aus einem hochschmelzenden Metallpulver, einer Mischung von hochschmelzenden Metallpulvern oder einem jeweils hochschmelzenden Legierungs- und/ oder Metallverbindungspulver bestehende Schicht aufgebracht wird, beide Schichten gleichzeitig zu einem Formkörper verdichtet werden und dieser «5 Formkörper oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes der ersten Schicht unter Schutzgas, in Inertgas ober im Vakuum wärmebehandelt wird, daß infolge der bemessenen Pulvermenge der ersten Schicht die Poren der zweiten Schicht praktisch vollständig getränkt werden und die Trägerschicht gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (6) vor der Wärmebehandlung mit der ersten Schicht (2') auf einer profilierten Keramikplatte (9) mit regelmäßigen Vertiefungen (10) angeordnet wird.
- 2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf Silberpulver, Kupferpulver oder ein Silber- oder Kupferlegierungspulver für die Trägerschicht und auf ein Metallpulver aus einem der Metalle Wolfram, Molybdän, Rhenium, einer Mischung dieser Metallpulver, einer intermetallischen Verbindung oder Legierung dieser Metalle für die Kontaktschicht
Priority Applications (8)
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| DE19712143843 DE2143843C3 (de) | 1971-09-01 | Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil | |
| CH1131272A CH562648A5 (de) | 1971-09-01 | 1972-07-28 | |
| AT699172A AT319379B (de) | 1971-09-01 | 1972-08-14 | Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-Kontaktstücken als Formteil |
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| US283408A US3863337A (en) | 1971-09-01 | 1972-08-24 | Powder metallurgy method for making an electric contact and the resulting contact |
| FR7230848A FR2151008B1 (de) | 1971-09-01 | 1972-08-30 | |
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| JP47087863A JPS5138063B2 (de) | 1971-09-01 | 1972-09-01 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2143843A1 DE2143843A1 (de) | 1973-03-22 |
| DE2143843B2 DE2143843B2 (de) | 1973-09-27 |
| DE2143843C3 true DE2143843C3 (de) | 1977-05-05 |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| LUEGER Lexikon der Technik, Bd.16, 1970, S.335 ("Muffelofen") |
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