DE2143844C3 - Process for the production of two-layer contact pieces as a molded part - Google Patents

Process for the production of two-layer contact pieces as a molded part

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DE2143844C3 DE2143844A DE2143844A DE2143844C3 DE 2143844 C3 DE2143844 C3 DE 2143844C3 DE 2143844 A DE2143844 A DE 2143844A DE 2143844 A DE2143844 A DE 2143844A DE 2143844 C3 DE2143844 C3 DE 2143844C3
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Description

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 Schicht aus einer Pulvermischung aus mindestens einem hochschmelzenden Metall oder einer hochschmelzenden Legierung oder einer hochschmelzenden Metallverbindung und aus mindestens einem niedrigschmelzenden Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit oder einer niedrigschmelzenden Legierung hoher elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, beide Schichten zu einem Formkörper verdichtet werden und dieser Formkörper oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes der ersten Schicht unter Schutzgas, Inertgas oder Vakuum so wärmebehandelt wird, daß infolge der bemessenen Pulvermenge der ersten Schicht die Poren der zweiten Schicht vollständig getränkt werden und die Trägerschicht gebildet wird.The invention relates to a method for producing two-layer contact pieces with a low-erosion contact layer and a solderable and / or weldable carrier layer, wherein on one a second layer consisting of a low-melting metal or alloy powder Layer of a powder mixture of at least one refractory metal or a refractory metal Alloy or a high-melting point metal compound and at least one low-melting point Metal of high electrical conductivity or a low-melting alloy of high electrical conductivity Conductivity is applied, both layers are compacted to form a molded body and this Shaped body above the melting temperature of the material of the first layer under protective gas, Inert gas or vacuum is heat-treated so that as a result of the measured amount of powder of the first layer the pores of the second layer are completely soaked and the carrier layer is formed.

Bei der Herstellung von Kontaktstücken besteht eine Schwierigkeit darin, einen Kontaktwerkstoff herzustellen, der neben einem möglichst kleinen Abbrand im Lichtbogen auch eine kleine Schweißkraft beim Schalten von Kurzschlußströmen aufweist, damit die Kontaktstücke unter diesen Schaltbedingungen nicht verschweißen. Weiterhin soll die Schaltkammer nach Nennstrom- und Kurzschlußschaltungen hochspannungsfest sein. Die geschlossenen Kontaktstücke sollen ferner einen niedrigen Kontaktwiderstand haben, damit die Erwärmung bei Dauernennstrom nicht zu hoch ■-, ansteigt Außerdem soll das Kontaktstück mit dem Trägermetall sicher verbunden werden können. Darüber hinaus sollen die Kontaktstücke in großen Stückzahlen möglichst wirtschaftlich hergestellt werden können. Bei derartigen Verbundwerkstoffen ut esOne difficulty in the manufacture of contact pieces is to manufacture a contact material, which, in addition to the smallest possible burn-off in the arc, also has a small welding force during the Has switching of short-circuit currents, so that the contact pieces do not under these switching conditions weld. Furthermore, the switching chamber should be high-voltage-proof after rated current and short-circuit switching be. The closed contact pieces should also have a low contact resistance, so the heating with continuous rated current is not too high ■ -, increases In addition, the contact piece with the Carrier metal can be securely connected. In addition, the contact pieces should be large Quantities can be produced as economically as possible. In such composite materials it is used

κι schwierig, mit wirtschaftlichem Fertigungaufwand die obengenannten Zweischichtenkontakte als Fertigformteile herzustellen. Um einen kleinen Abbrand zu erzielen, soll der Kontaktwerkstoff einen möglichst hohen Raumerfüllungsgrad bzw. möglichst niedrigeκι difficult, with economical production costs produce the above-mentioned two-layer contacts as finished molded parts. To a little burn too achieve, the contact material should have the highest possible degree of space filling or the lowest possible

ι i Porosität aufweisen. Ein kleiner Abbrand wird durch ein Metallgerüst aus einem hochschmelzenden Metall, wie Wolfram, Molybdän oder Rhenium, erzielt Zur Verbesserung der Leitfähigkeit des Metallgerüsts aus hochschmelzendem Metall wird diesem ein Metallι i have porosity. A small amount of burn-off is achieved using a metal framework made of a high-melting metal such as tungsten, molybdenum or rhenium. To improve the conductivity of the metal structure made of high-melting metal, it becomes a metal

m hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie Silber oder Kupfer, beigemengt Bei diesen Metallverbundwerkstoffen ist es schwierig, mit geringem Fertigungsaufwand einen m high electrical conductivity, such as silver or copper, added. With these metal composite materials, it is difficult to produce a

Raumerfüllungsgrad nahe 1,0 zu erzielen.To achieve a degree of space filling close to 1.0. Aus der US-PS 33 59 623 ist das Herstellen vonFrom US-PS 33 59 623 is the manufacture of

j, Zweischichten-Kontaktstücken mit einer abbrandarmen Kontaktschicht und einer lot- und schweißbaren Trägerschicht bekann.' Dabei wird das zusammengesetzte Kontaktstück durch gleichzeitiges Verdichten des schwer schmelzbaren Pulvers für die Kontaktschichtj, two-layer contact pieces with a low-erosion Contact layer and a solderable and weldable carrier layer known. ' The composite Contact piece by simultaneously compressing the difficult-to-melt powder for the contact layer

μ ι und des Pulvers für die Trägerschicht hergestellt Für die Kontaktschicht wird eine Puivermischung aus mindestens einem hochschmelzenden Metall (W, Mo) oder einer hochschmelzenden Legierung oder einer hochschmelzenden Metallverbindung (WC) und aus mindest- μ ι and the powder for the carrier layer produced for the Contact layer is a powder mixture of at least one refractory metal (W, Mo) or a refractory alloy or a refractory metal compound (WC) and from at least

i"> ens einem niedrigschmelzenden Metall hoher Leitfähigkeit (Ag, Cu) oder einer niedrigschmelzenden Legierung hoher elektrischer Leitfähigkeit (Ag-Cu) verwendet. Für die Trägerschicht wird eine Pulvermischung aus einem niedrigschmelzenden Metall, wie Silber und/oderi "> ens a low-melting metal of high conductivity (Ag, Cu) or a low-melting alloy of high electrical conductivity (Ag-Cu) is used. For the carrier layer is a powder mixture of a low-melting metal, such as silver and / or

i'i Kupfer sowie Eisen, Nickel oder einer Nickel-Kupferlegierung, eingesetzt. Der aus diesen Schichten hergestellte verdichtete Formkörper wird bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls der Trägerschicht gesintert.i'i copper as well as iron, nickel or a nickel-copper alloy, used. The compacted molded body produced from these layers is at a temperature sintered above the melting temperature of the metal of the carrier layer.

ι > Es ist bekannt aus zwei verschiedenen Pulverschichten durch Aufeinanderfüllen und Pressen einen Zweischichten-Preßkörper herzustellen, der unter der Schmelztemperatur beider Schichten zu einem Zweischichten-Sinterkörpev gesintert wird (»Pulvermetallur-ι> It is known from two different powder layers by filling and pressing a two-layer compact to produce a two-layer sintered body below the melting temperature of both layers is sintered (»powder metallurgy

Mi gie elektrischer Kontakte«, Springer-Verlag Berlin, 1964, Seite 148/149 und Seiten 211 bis 213; »Gesinterte mehrschichtige Fertigformkontakte«, Siemens-Zeitschrift 36, 1962, Seiten 804 bis 808). Da die Verzahnung der beiden Pulverschichten in der Größe der Pulverteil-Mi gie electrical contacts «, Springer-Verlag Berlin, 1964, page 148/149 and pages 211 to 213; “Sintered multilayer finished form contacts ", Siemens-Zeitschrift 36, 1962, pages 804 to 808). Because the gearing of the two powder layers in the size of the powder

■>') chen liegt, kann durch Einebnen der ersten Schicht bzw. Vorpressen dieser Schicht eine ebenere Berührungsfläche zwischen beiden Schichten erreicht werden.■> ') chen, can be done by leveling the first layer or By pre-pressing this layer a more even contact surface between the two layers can be achieved.

Durch die französische Patentschrift 10 79 067 sind elektrische Kontakte bekannt, die aus Durchdringungs-From the French patent 10 79 067 electrical contacts are known that consist of penetration

i.o verbundmetall bestehen, zu dessen Herstellung eine Pulvermisehung aus einem hochschmelzenden Metall, einem gut leitfähigen Metall mit niedrigem Schmelzpunkt und Nickel mittels eines mit regelmäßigen Vertiefungen versehenen Preßstempels zu einemi.o composite metal exist, for the production of a Powder mix from a high-melting metal, a highly conductive metal with a low melting point and nickel into one by means of a press die provided with regular indentations

tv> Formkörper verdichtet wird, in dessen an der Oberfläche befindlichen Vertiefungen Anteile des Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt nach dem Sintern mit flüssiger Phase eine gute leitfähige Schicht ergeben.tv> molded body is compressed, in its surface depressions portions of the Metal with a low melting point after sintering with liquid phase result in a good conductive layer.

Weiterhin ist die Sinter-Tränktechnik bekannt Hierbei wird aus der höher schmelzenden Komponente ein Gerüst gepreßt und gesintert und ein zweiter Preßkörper aus einer niedriger schmelzenden Komponente in einer zweiten Wärmebehandlung, im sogenannten Tränkvorgang, dem Gerüst auf- oder untergelegt, wobei es nach dem Aufschmelzen des zweiten Preßkörpers zu einer Tränkung des Gerüstes kommt Bei dieser Technik entsteht ein Durchdringungsverbundmetall (z. B. WCu) als Einschichtenkontaktstück.The sintering impregnation technique is also known. Here, the higher-melting component is used a frame pressed and sintered and a second pressed body made of a lower melting component in a second heat treatment, in the so-called impregnation process, placed on or under the framework, after the second pressed body has melted, the framework is impregnated This technique creates an interpenetrating composite metal (e.g. WCu) as a single-layer contact piece.

Zur Verringerung der Handarbeitszeiten ist es ebenfalls bekannt, einen Zweischichten-Preßkörper mit einer niedriger schmelzenden Schicht oberhalb der Schmelztemperatur dieser Schicht zu erhitzen und damit die erste Schicht zu tränken. Auch hier entsteht ein Einschichten-Durchdringungs-Verbundmetall. Bei Verwendung von Tränküberschuß mußte bisher bei dieser Technik der unregelmäßig anhaftende Oberschuß des Tränkmetalls spangebend nachbearbeitet werden (deutsche Auslegeschrift 20 18 642).To reduce manual labor, it is also known to use a two-layer pressed body to heat a lower melting layer above the melting temperature of this layer and with it to soak the first layer. Here, too, a single-layer penetrating composite metal is created. at With this technique, the irregularly adhering excess had to be used up to now the impregnation metal can be reworked by cutting (German Auslegeschrift 20 18 642).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Zweischichten-K^ntaktstücken anzugeben, mit dem die obengenannten Schwierigkeiten weitgehend überwunden werden.The invention is based on the object of a method for producing two-layer contact pieces which largely overcomes the above-mentioned difficulties.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Formkörper vor der Wärmebehandlung mit der ersten Schicht auf einer profilierten Keramikplatte mit regelmäßigen Vertiefungen angeordnet wird.According to the invention the object is achieved in that the shaped body before the heat treatment with the first layer is arranged on a profiled ceramic plate with regular depressions.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht erforderlich, daß in jedem Fall zunächst das Pulver für die Trägerschicht in den Füllraum der Matrize gefüllt wird. Es kann auch zunächst das Pulver für die Kontaktschicht in den Füllraum der Matrize gefüllt werden und darauf das Pulver für die Trägerschicht gegeben werden.In the method according to the invention, it is not necessary that in each case first the powder for the carrier layer is filled into the filling space of the die. It can also be the powder for the first Contact layer are filled into the filling space of the die and then the powder for the carrier layer are given.

Zur Bildung der Trägerschicht eignen sich z. B. Silberpulver, Kupferpulver oder ein Silber- oder Kupfer-Legierungspulver. Zur Bildung der Kontaktschicht können z. B. Pulvermischungen aus mindestens einem der Me'alle Wolfram, Molybdän oder Rhenium oder deren Legierung oder aus Carbiden dieser Metalle und aus Pulver aus Silber, Kupfer oder einer Mischung oder Legierung dieser Metalle mit Nickel, Eisen oder Kobalt verwendet werden.To form the carrier layer, for. B. silver powder, copper powder or a silver or Copper alloy powder. To form the contact layer, for. B. powder mixtures of at least one of the Me'alle tungsten, molybdenum or rhenium or their alloy or from carbides of these metals and from powder of silver, copper or a mixture or alloy of these metals with nickel, iron or Cobalt can be used.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained with reference to the drawing and exemplary embodiments.

An Hand der F i g. 1 bis F i g. 9 wird das Herstellen des Zweischichten-Formkörpers gezeigt.On the basis of FIG. 1 to F i g. 9 shows the production of the two-layer molded body.

In F i g. 1 ist in schematischer Darstellung im Schnitt eine Matrize zum Pressen ctes Zweischichten-Formkörpers gezeigt In den zylindrischen Füllraum der Matrize 1 wird zur Bildung der Trägerschicht zunächst eine Pulverschicht 2 aus einem im Vergleich zur Kontaktschicht niedriger schmelzenden Metall oder einer Legierung, z. B. aus Kupfer, Silber oder einer Silberoder Kupferlegierung, gefüllt Zur Bildung der Kontaktschicht wird auf die Schicht 2 eine zweite Pulvers^hicht 3 aus mindestens einem hochschmelzenden Metall oder einer hochschmelzenden Legierung oder einer hochschmelzenden Metaliverbindung und aus mindestens einem niedrigschmelzenden Metal! hoher elektrischer Leitfähigkeit oder einer niedrigschmelzenden Legierung hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Pulvermischungen aus mindestens einem der Metalle Wolfram, Molybdän oder Rhenium oder deren Legierung oder aus Carbiden dieser Metalle und aus Pulver aus Silber, Kupfer oder einer Mischung oder Legierung dieser Metalle mit Nickel, Eisen oder Kobalt, gegeben. Beide Pulverschichten 2 und 3 werden zwischen den Stempeln 4 und 5 zu einem Zweischichten-Formkörpar in an sich bekannter Weise verdichtet, der durch Entlasten des Oberstempels 5 und Hochstellen des Unterstempels 4 aus der Matrize 1 ausgestoßen wird.In Fig. 1 is a schematic representation in section of a die for pressing ctes two-layer molded body In the cylindrical filling space of the die 1, a Powder layer 2 made of a metal or a lower melting point compared to the contact layer Alloy, e.g. B. made of copper, silver or a silver or copper alloy, filled to form the contact layer a second powder coating is applied to layer 2 3 from at least one refractory metal or a refractory alloy or a refractory metal compound and from at least a low-melting metal! high electrical conductivity or a low-melting alloy high electrical conductivity, e.g. B. powder mixtures of at least one of the metals tungsten, Molybdenum or rhenium or their alloy or from carbides of these metals and from powder of silver, Copper or a mixture or alloy of these metals with nickel, iron or cobalt. Both Powder layers 2 and 3 become a two-layer molded body in and of itself between the punches 4 and 5 compressed in a known manner, which by relieving the upper punch 5 and raising the lower punch 4 is ejected from the die 1.

F i g. 2 zeigt in schematischcr Darstellung im Querschnitt den gepreßten Zweischichten-Formkörper 6. Er besteht aus der preßverdichteten Trägerschicht 2' und der preßverdichteten Kontaktschicht 3'. Der Zweischichten-Formkörper 6 wird nun mit seiner Trägerschicht 2' auf einer profilierten Keramikplatte 9 mit den regelmäßigen Vertiefungen 10 angeordnet und einer Wärmebehandlung oberhalb der Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Metalls der Trägerschicht 2' unter Schutzgasatmosphäre, im Inertgas oder Vakuum unterworfen. Während der Wärmebehandlung schmilzt das niedrigschmelzende Metall und füllt die offenen Poren der Kontaktschicht aus. Die Metallmenge der Trägerschicht 2' ist so bemessen, daß sie zur Porenfüllung der Kontaktschicht 3' ausreicht und im geschmolzenen Zustand ein Überschub an der Unterseite der Kontaktschicht als Trägerschicht verbleibtF i g. 2 shows a schematic representation in cross section the pressed two-layer molded body 6. It consists of the compression-molded carrier layer 2 'and the compression-molded contact layer 3 '. The two-layer molded body 6 is now with its carrier layer 2 'arranged on a profiled ceramic plate 9 with the regular depressions 10 and one Heat treatment above the melting temperature of the low-melting metal of the carrier layer 2 ' subjected to a protective gas atmosphere, inert gas or vacuum. Melts during the heat treatment the low-melting metal and fills the open pores of the contact layer. The amount of metal the Carrier layer 2 'is dimensioned so that it is sufficient to fill the pores of the contact layer 3' and in the In the molten state, an excess remains on the underside of the contact layer as a carrier layer

Fig.3 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch das fertige Zweischichten-Kontaktstvck. Das Kontaktstück 11 besteht aus der Kontaktschicht 12 und der Trägerschicht 2". Der Ausschnitt 14 zeigt schematisch das Gefüge innerhalb des Kontaktstückes 11 nach der Wärmebehandlung. Der Porenraum der Kontaktschicht ist von dem Metall der Trägerschicht ausgefüllt3 shows a schematic representation Section through the finished two-layer contact piece. The contact piece 11 consists of the contact layer 12 and the carrier layer 2 ″. The section 14 shows schematically the structure within the contact piece 11 after heat treatment. The pore space of the contact layer is made of the metal of the carrier layer filled out

2 um Herstellen von KontaktstUcken mit einer balligen Kontaktschicht ist es vorteilhaft wie in Fig.4 schematisch dargestellt ist in dem Hohlraum der Matrize 1 einen Unterstempel 16 mit einer konkaven Preßfläche entsprechend der gewünschten balligen Kontaktform zu verwenden. In den Hohlraum wird zunächst das Metallpulver 3 für die Kontaktschicht eingefüllt und mit dem Oberstempel 5 vorverdichtet. Nach Ausfahren des Oberstempels 5 wird das Metallpulver 2 für die Trägerschicht eingefüllt und beide Pulverschichten werden mit dem Oberstempel 5 verdichtet. Der Preßdruck zum Pressen der Kontaktschicht kann kleiner, gleich oder größer sein als der Preßdruck zum Verdichten der zweiten Schicht. Beim Pressen der beiden Schichten werden die P.andbereiche im Vergleich zum Mittelbereich höher verdichtet. Bei der Wärmebehandlung oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls bzw. der Legierung der Trägerschicht wird zunächst der Porenraum der Kontaktschicht gefüllt und der Überschuß des erschmolzenen Metalls der Trägerschicht bleibt in der konkaven Fläche der Kontaktschicht und füllt diese aus. Dadurch erhält man eine in der Mitte dickere Schicht aus dem niedriger sch.Tiefenden Metall der Trägerschicht die eine einwandfreie Verbindung mit dem Trägermetall, z. B. durch Löten und Schweißen ermöglicht.2 In order to produce contact pieces with a spherical contact layer, it is advantageous, as is shown schematically in FIG. The metal powder 3 for the contact layer is first filled into the cavity and precompacted with the upper punch 5. After extension of the upper punch 5, the metal powder 2 is filled for the carrier layer and layers are both Pulve r compressed with the upper punch. 5 The pressing pressure for pressing the contact layer can be less than, equal to or greater than the pressing pressure for compressing the second layer. When pressing the two layers, the pebble areas are more compact than the middle area. During the heat treatment above the melting temperature of the metal or alloy of the carrier layer, the pore space of the contact layer is first filled and the excess of the molten metal of the carrier layer remains in the concave surface of the contact layer and fills it. This results in a thicker layer in the middle made of the lower metal of the carrier layer. B. made possible by soldering and welding.

In Fig.5 ist in einer schematischen Darstellung im Schnitt ein balliges Kontaktstück dargestellt Mit 2" ist die Trägerschicht unH mit U die billige Kontaktschicht bezeichnet.In Figure 5 is a schematic representation in Section shows a convex contact piece. With 2 ″, the carrier layer and with U is the cheap contact layer designated.

Die Herstellungstechnik nach der erfindungsgemäßen Zweischichten-Preß-Sinter-Tränktechnik führt zu einer dichten Kontaktschicht und einer erschmolzenen kompakten Trägerschicht in einem Wärmebehandlungsprozeß. Infolge H.er Dichttränkung der Kontaktschicht ist ein Nachpressen nach der Wärmebehandlung zum Zwecke der Dichtesteigerung nicht erforderlich. Die Oberfläche der Trägerschicht auf der Verbindungs-The production technique according to the two-layer press-sinter-impregnation technique according to the invention leads to a dense contact layer and a melted compact carrier layer in a heat treatment process. As a result of the impervious impregnation of the contact layer It is not necessary to re-press after the heat treatment to increase the density. The surface of the carrier layer on the connection

seite mit dem Trägermetall kann z. B. durch Prägen mit niedrigem Druck planiert oder profiliert werden. So bietet das Prägen eines Rasters für Kontaktsttlcke, die durch Hartlöten mit dem Trägermetall verbunden werden sollen, Vorteile für eine sichere Lötverbindung. Kontaktstücke, die aufgeschweißt werden sollen, können auf der Trägerschicht durch Prägen Engstellen in Form eines oder mehrerer Buckel erhalten. Ein besonderer Vorteil sind die Kontakteigenschaften der Kontaktschicht, die aus mindestens drei Metallen besteht, wobei das Metall der Trägerschicht die pulverförmigen Metalle der Kontaktschicht als Netzwerk durchdringt Dabei kann das Metall der Trägerschicht bereits im Pulveransatz der Kontaktschicht vorhanden sein.side with the carrier metal can, for. B. be leveled or profiled by embossing with low pressure. So offers the embossing of a grid for contact pieces that are to be connected to the carrier metal by brazing, advantages for a secure soldered connection. Contact pieces that are to be welded on can create bottlenecks on the carrier layer by embossing obtained in the form of one or more humps. The contact properties of the Contact layer which consists of at least three metals, the metal of the carrier layer being the powdery metals penetrate the contact layer as a network. The metal of the carrier layer already be present in the powder base of the contact layer.

Beispiel 1example 1

Zur Herstellung eines Zweischichten-Kontaktstückes mit einer Kontaktschicht aus WAg und einer Trägerschicht aus Ag als Fertigformteil wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen:For the production of a two-layer contact piece with a contact layer made of WAg and a carrier layer made of Ag as a finished molded part, the procedure according to the invention is as follows:

In einer Preßmatrize aus Stahl wird eine Schicht aus Elektrolysesilberpulver der Teilchengröße < 37 μΐη und darüber eine Schicht aus einer Pulvermischung aus Wolframpulver, das durch Reduktion aus WO3 gewonnen wurde (Teilchengröße <45 μπι) und Elektrolysesilberpulver der Teilchengröße < 37 μπι gefüllt. Die Zusammensetzung der WAg-Pulvermischung wird je nach der gewünschten Endzusammensetzung der WAg-Kontaktschicht gewählt. Im vorliegenden Beispiel besteht sie aus 65% Wolframpulver und 35% Elektrolysesilberpulver. Die Füllhöhen der beiden Schichten werden der Kontaktschichthöhe des Fertigformteils angepaßt. Die beiden aufeinandergefüllten Pulverschichten werden gemeinsam zu einem kantenfesten Preßkörper verdichtet Bei vorgegebener Zusammensetzung der WAg-Pulvermischung kann die Endzusammensetzung der Kontaktschicht über den verwendeten Preßdruck Pin gewissen Grenzen gewählt werden. Die Dichte ρ eines Preßkörpers aus der WAg35-Pulvermischung sowie die zugehörigen Raumerfüllungsgrade fürA layer of electrolytic silver powder of particle size is placed in a steel press die <37 μΐη and above a layer of a powder mixture Tungsten powder obtained by reduction from WO3 (particle size <45 μπι) and electrolysis silver powder of the particle size <37 μπι filled. The composition of the WAg powder mixture is depending chosen according to the desired final composition of the WAg contact layer. In this example it consists of 65% tungsten powder and 35% electrolytic silver powder. The fill levels of the two layers are adapted to the contact layer height of the finished molded part. The two layers of powder filled on top of each other are compacted together to form a solid-edged pressed body with a given composition The WAg powder mixture can affect the final composition of the contact layer over the used Compression pin certain limits can be chosen. The density ρ of a compact from the WAg35 powder mixture as well as the associated degree of space fulfillment for

' WAgJS ""»J i"i ixviii- TT viii am ι y/ yt CUIIlC \Jt uinaic auucil bzw. rechte Ordinate innen) in Abhängigkeit vom Preßdruck sind in F i g. 6 angegeben. So liegt beispielsweise die Dichte ρ des Preßkörpers aus WAg 35, der mit einem Preßdruck von 2 Mp/cm2 verdichtet wurde, bei 10,0 g/cm3. Dies entspricht einem Raumerfüllungsgrad AvAg35 von 0,673. Bezogen auf den Wolframanteil beträgt der Raumerfüllungsgrad rw=0,337. Die Wärmebehandlung erfolgt bei 1100° C während 1 Std. in Wasserstoff atmosphäre. Oberhalb 9600C liegt das Silber in flüssiger Phase vor. Während der Sinterung der Kontaktschicht erfolgt eine Tränkung durch das flüssige Silber, so daß eine praktisch porenfreie Kontaktschicht erhalten wird.'WAgJS "" »J i" i ixviii- TT viii am ι y / yt CUIIlC \ Jt uinaic auucil or right ordinate inside) as a function of the pressing pressure are given in Fig. 6. For example, the density ρ of the pressed body from WAg 35, which was compacted with a pressure of 2 Mp / cm 2 , at 10.0 g / cm 3. This corresponds to a degree of space filling AvAg35 of 0.673. Based on the tungsten content, the degree of space filling is rw = 0.337. The heat treatment takes place at 1100 ° C for 1 hr. in hydrogen atmosphere. Above 960 0 C, the silver present in the liquid phase. during sintering of the contact layer impregnation is carried out by the liquid silver, so that a substantially void-free contact layer is obtained.

In Fig.6 ist der Dichteanstieg der WAg35-Schicht bei diesen Sinterbedingungen angegeben. Der Dichteanstieg und damit der Anstieg im Raumerfüllungsgrad ist aus der Kurve 5 zu entnehmen. Das Porenvolumen im Sinterzustand wird bei dem beschriebenen Beispiel durch das Silber der zweiten Schicht angefüllt Die Kontaktschicht besteht nach der Tränkung aus 63,4 Volumprozent Silber und 36,6 Volumprozent Wolfram. Dies entspricht 333% Silber und 66,7% Wolfram. Die Höhe der Silberschicht des Preßkörpers ist so bemessen, daß das Porenvolumen der Kontaktschicht angefüllt wird und eine Restmenge für eine Silberschichtdicke von 0,15 mm verbleibt Eine Voraussetzung für die wirtschaftliche Preßtechnik sind gute Fließeigenschaften der verwendeten Metallpulver bzw. Metallpulvermischungen. Die Fließeigenschaften der Metallpulver werden im 60°-Trichter und einer Düse mit einem ■ Durchmesser von 4 mm durch die Fließdauer bestimmt; es ist die Zeitdauer, die verstreicht, während 100 g des Metallpulvers durch den Trichter fließen. Falls das Ausgangspulver diese Fließeigenschaften nicht erfüllt und die Fließdauer tF< >40sek/100g liegt, sind dieThe increase in density of the WAg35 layer under these sintering conditions is given in FIG. The increase in density and thus the increase in the degree of space filling can be seen from curve 5. In the example described, the pore volume in the sintered state is filled by the silver of the second layer. After the impregnation, the contact layer consists of 63.4 percent by volume silver and 36.6 percent by volume tungsten. This corresponds to 333% silver and 66.7% tungsten. The height of the silver layer of the pressed body is such that the pore volume of the contact layer is filled and a remainder for a silver layer thickness of 0.15 mm remains. The flow properties of the metal powder are determined by the flow time in a 60 ° funnel and a nozzle with a diameter of 4 mm; it is the length of time that elapses for 100 g of the metal powder to flow through the funnel. If the starting powder does not meet these flow properties and the flow time t F < > 40sec / 100g, they are

in Pulver durch übliche Granulationsverfahren in eine fließfähige Form überzuführen.in powder by conventional granulation processes into a transferring flowable form.

Nach der Wärmebehandlung wird ein WAg-Zweischichten-Kontaktstück mit einer Silberschicht auf der Trägerseite erhalten, das unmittelbar durch Löten oderAfter the heat treatment, a WAg two-layer contact piece with a silver layer is applied Carrier side obtained directly by soldering or

1'' Schweißen mit dem Trägermetall verbunden werden kann. Ein Querschliff durch das Kontaktstück zeigt ein praktisch porenfreies Gefüge aus WAg und eine zweite Schicht aus praktisch porenfreiem Reinsilber.1 '' welding to be connected to the base metal can. A cross-section through the contact piece shows a practically pore-free structure made of WAg and a second one Layer of practically pore-free pure silver.

Aus der F i g. 6 können die Werte für den anzuwen-From FIG. 6 the values for the applicable

jii denden Preßdruck entnommen werden, um gegenüber dem ausgeführten Beispiel WAg-Kontaktschichten mit höherem Wolframgehalt herzustellen. Bei einem Preßdruck von 8 Mp/cm2 und der verwendeten WAg35-Pulvermischung wird eine Kontaktschicht mit einemjii denden pressing pressure to produce WAg contact layers with a higher tungsten content compared to the example given. At a pressure of 8 Mp / cm 2 and the WAg35 powder mixture used, a contact layer with a

-"> Wolfram-Raumerfüllungsgrad rifvon 0,44 erhalten.- "> Tungsten fill ratio rif of 0.44 obtained.

Beispiel 2Example 2

In F1 g. 7 ist analog dem Beispiel 1 die Dichte und der Raumerfüllungsgrad über den Preßdruck für dieIn F1 g. 7 is analogous to example 1, the density and the Degree of space filling over the pressing pressure for the

ii Pulvermischung WAg20 angegeben. Es lassen sich damit WAg-Kontaktschichten mit einem Wolfram-Raumerfüllungsgrad Λν zwischen 0,4 und 0,58 erreichen. Aus einer Pulvermischung aus Reduktions-Wolframpulver der Teilchengröße < 45 μπι und Elektrolysesilber-ii Powder mixture WAg20 specified. It can be so that WAg contact layers with a tungsten degree of space filling Λν between 0.4 and 0.58 can be achieved. From a powder mixture of reducing tungsten powder of particle size <45 μπι and electrolysis silver

i·'' pulver der Teilchengröße <37 μπι in einem Mischungsverhältnis von 80% Wolfram und 20% Silber wurde ein Zweischichten-Preßkörper mit einer Silberschicht und einer zweiten Kontaktschicht mit einem Preßdruck P von 4 Mp/cm2 hergestellt Die Kontaktschicht hat im Preßzustand eine Dichte von 12,05 g/cm3, entsprechend einem Raumerfüllungsgrad von /\vAg»—0,73 und einemi · '' powder of particle size <37 μm in a mixing ratio of 80% tungsten and 20% silver, a two-layer pressed body with a silver layer and a second contact layer was produced with a pressure P of 4 Mp / cm 2 Density of 12.05 g / cm 3 , corresponding to a degree of space filling of / \ vAg »-0.73 and one

TT Ulli ail|-I\auillCI lTT Ulli ail | -I \ auillCI l

i au / VV Tun v^ri-i au / VV Tun v ^ ri-

. t/iv TT al -. t / iv TT al -

mebehandlung erfolgt bei 1100° C während 1 Stunde in ^-Atmosphäre. Während der Wärmebehandlungtreatment takes place at 1100 ° C for 1 hour in ^ Atmosphere. During the heat treatment

'·> bleibt die Dichte der Kontaktschicht praktisch erhalten, so daß die S-Kurve mit der P-Kurve zusammenfällt. Während der Wärmebehandlung werden die Poren der Kontaktschicht durch das flüssige Silber der zweiten Schicht praktisch vollständig angefüllt Man erhält eine'·> The density of the contact layer is practically retained, so that the S curve coincides with the P curve. During the heat treatment, the pores of the Contact layer is practically completely filled by the liquid silver of the second layer

>'| Kontaktschicht aus 51 Volumprozent Wolfram und 49 Volumprozent Silber. Die Dichte ρ der Kontaktschicht beträgt 14,98 g/cm3. Die Zusammensetzung der Kontaktschicht entspricht 34,4% Silber und 65,6% Wolfram. Die Höhe der Silberschicht war so bemessen, daß das>'| Contact layer made of 51 percent by volume tungsten and 49 percent by volume silver. The density ρ of the contact layer is 14.98 g / cm 3 . The composition of the contact layer corresponds to 34.4% silver and 65.6% tungsten. The height of the silver layer was such that the

« Porenvolumen der Kontaktschicht angefüllt wurde und eine Restmenge für eine Silberschichtdicke von 0,13 mm verblieb.«The pore volume of the contact layer was filled and a residual amount for a silver layer thickness of 0.13 mm remained.

Beispiel 3Example 3

fco Soll die Kontaktschicht im Wolframgehalt noch höher liegen, so geht man von einer Pulvermischung aus 90% Wolframpulver und 10% Silberpulver aus. Wie bei den vorangehenden Beispielen wird ein Zweischichten-Preßkörper, bestehend aus einer Silberschicht und einer Kontaktschicht aus der WAglO-PuIvermischung hergestellt F i g. 8 zeigt die Dichte und den Raumerfüllungsgrad in Abhängigkeit vom Preßdruck für die Kontaktschicht aus WAgIO. Je nach Wahl des Preßdrucks läßtfco Should the contact layer still contain tungsten are higher, a powder mixture of 90% tungsten powder and 10% silver powder is assumed. As in the preceding examples is a two-layer compact, consisting of a silver layer and a Contact layer made from the WAglO powder mixture F i g. 8 shows the density and the degree of space filling as a function of the pressing pressure for the contact layer from WAgIO. Depending on the choice of press pressure

sich ein Wolfram-Raumerfüllungsgrad zwischen 0,5 und 0,65 einstellen. Der Zweischichten-Preßkörper wird einer Wärmebehandlung bei HOO0C während 1 Stunde in !^-Atmosphäre unterworfen. Die Dichte einer WAg 10-Kontaktschicht steigt während der Wärmebehandlung praktisch nicht an, so daß die Sinterdichtekurve S mit der Preßdichtekurve P zusammenfällt. Die mit 6 Mp/cm2 verpreßte WAglO-Schicht zeigte eine Dichte von 133 g/cm3. Nach Anfüllung des Porenvolumens der Kontaktschicht mit Silber besteht die Kontaktschicht aus 62,5 Volumprozent Wolfram und 37,5 Volumprozent Silber, entsprechend 75,4% Wolfram und 24,6% Silber.a tungsten degree of space filling between 0.5 and 0.65 can be set. The two-layer pressed body is subjected to a heat treatment at HOO 0 C for 1 hour in a! ^ - atmosphere. The density of a WAg 10 contact layer practically does not increase during the heat treatment, so that the sintered density curve S coincides with the pressed density curve P. The WAglO layer pressed at 6 Mp / cm 2 had a density of 133 g / cm 3 . After filling the pore volume of the contact layer with silver, the contact layer consists of 62.5 percent by volume tungsten and 37.5 percent by volume silver, corresponding to 75.4% tungsten and 24.6% silver.

Die Dichte der Kontaktschicht beträgt 15,95 g/cm3. Auch dieses Fertigformkontaktstück hat auf der Lötseite eine 0,15 mm dicke Silberschicht.The density of the contact layer is 15.95 g / cm 3 . This finished form contact piece also has a 0.15 mm thick silver layer on the solder side.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, die zweite Schicht aus Reinsilber so zu bemessen, daß sie nicht ausreichend ist, um das gesamte Porenvolumen der Kontaktschicht auszufüllen. In diesem Fall verbleibt in der Kontaktschicht eine entsprechend der gewählten Silbermenge zugehörige Restporosität, während die verbleibende Silberschicht auf der Lötseite nur durch die Oberflächenspannung des Silbers eine sehr dünne Schicht < 50 μπι ergibt.The method according to the invention offers the possibility of dimensioning the second layer of pure silver so that that it is not sufficient to fill the entire pore volume of the contact layer. In In this case, an associated amount of silver remains in the contact layer in accordance with the selected amount of silver Residual porosity, while the remaining silver layer on the solder side is only due to the surface tension of the Silver results in a very thin layer <50 μπι.

Es ist allgemeingültige Ansicht der Fachwelt, daß Sintertränkkontaktstücke in der Kontaktschicht möglichst porenfrei verwendet werden sollen. Messungen des Abbrandwertes im Lichtbogen bei 350 A Maximalstrom (L) haben ergeben, daß bei einer Restporosität von j% in der Kontaktschicht der Abbrandwert gegenüber dem porenfreien Kontaktwerkstoff nur 10% ansteigt. Erst bei weiterem Anstieg der Restporosität auf 10% verdoppelt sich der Abbrandwert.It is the generally accepted opinion of the technical world that sintered impregnation contact pieces in the contact layer as possible should be used pore-free. Measurements of the burn-up value in the arc at a maximum current of 350 A (L) have shown that with a residual porosity of j% in the contact layer, the erosion value compared to the pore-free contact material increases only 10%. Only when the residual porosity increases further the burnup value doubles to 10%.

Beispiel 4Example 4

Kontaktschicht aus WAgNi,
zweite Schicht aus Reinsilber
Contact layer made of WAgNi,
second layer of pure silver

Für die Kontaktschicht wurde eine PulvermischungA powder mixture was used for the contact layer SUS D^HiiI/tirtncti/rdfromniilvpr Tpilrhpncrröße <45 lim.SUS D ^ HiiI / tirtncti / rdfromniilvpr Tpilrhpncrr Größe <45 lim.

Elektrolysesilberpulver, Teilchengröße < 37 μπι, und Carbonylnickelpulver, Teilchengröße < 10 μπι, verwendet Die Zusammensetzung der Pulvermischung ist 63,8% Wolframpulver, 35% Silberpulver und 1,2% Nickelpulver. Fig.9 zeigt die Dichte ρ und den Raumerfüllungsgrad r für WAg35Nil,2-Preßkörper in Abhängigkeit vom Preßdruck. In eine Preßmatrize wurde zuerst eine Schicht aus Elektrolysesilberpulver und darüber eine zweite Schicht aus der Pulvermischung WAg35Nil,2 gefüllt Der für die Verdichtung verwendete PreBdruck betrug 2 Mp/cm2, wobei ein PreSkörper der Dichte 10,1 g/cm3 erhalten wurde. Die Wärmebehandlung des Zweischichten-Preßkörpers erfolgte bei 11000C während 1 Stunde in Wasserstoff atmosphäre. Die Dichte der Kontaktschicht steigt auf 13,1 g/cm3 an (S-Kurve in F i g. 9). Der Einfluß des Nickelzusatzes zur Kontaktschicht wird beim Vergleich der Fig.9 mit F i g. 6 deutlich. Ohne Nickelzusatz steigt die Dichte des mit 2 Mp/cm2 gepreßten Körpers nur auf 10,9 g/cm3 (gegenüber 13,1 g/cm3 bei der nickelhaltigen Probe). Die zweite Schicht des Preßkörpers aus Reinsilber ist so dimensioniert, daß bei der Wärmebehandlung die flüssige Silberphase das Porenvolumen der ersten Schicht vollständig tränkt und ein Überschuß auf der Lötseite von etwa 0,15 mm Silberschicht verbleibt Bei der vollständigen Tränkung der ersten Schicht entsteht ein Kontaktstück mit einer Kontaktschicht aus 583% Wolfram, 40,1% Silber und 1,1% Nickel, entsprechend den Volumenanteilen 43,6% W, 54,6% Ag und 1,8% Ni.Electrolysis silver powder, particle size <37 μm, and carbonyl nickel powder, particle size <10 μm, used. The composition of the powder mixture is 63.8% tungsten powder, 35% silver powder and 1.2% nickel powder. 9 shows the density ρ and the degree of space filling r for WAg35Nil, 2 pressed bodies as a function of the pressing pressure. A layer of electrolysis silver powder and then a second layer of the powder mixture WAg35Nil, 2 was first placed in a press die. The pressure used for compaction was 2 Mp / cm 2 , a compact with a density of 10.1 g / cm 3 being obtained. The heat treatment of the two-layered compact was at 1100 0 C for 1 hour in hydrogen atmosphere. The density of the contact layer increases to 13.1 g / cm 3 (S curve in FIG. 9). The influence of the addition of nickel on the contact layer is shown when comparing FIG. 9 with FIG. 6 clearly. Without the addition of nickel, the density of the body pressed at 2 Mp / cm 2 only increases to 10.9 g / cm 3 (compared to 13.1 g / cm 3 for the nickel-containing sample). The second layer of the pressed body made of pure silver is dimensioned in such a way that the liquid silver phase completely soaks the pore volume of the first layer during the heat treatment and an excess of about 0.15 mm of silver layer remains on the solder side a contact layer of 583% tungsten, 40.1% silver and 1.1% nickel, corresponding to the volume proportions 43.6% W, 54.6% Ag and 1.8% Ni.

Beispiel 5Example 5

Kontaktschicht aus WAgCuNi und eine zweite Schicht auf der Lötseite aus AgCuContact layer made of WAgCuNi and a second layer on the solder side made of AgCu

Für die Kontaktschicht wurde eine Pulvermischung aus Reduktionswolframpulver der TeilchengrößeA powder mixture of reducing tungsten powder of the particle size was used for the contact layer

ίο <45 μπι, Elektrolysesilberpulver der Teilchengröße <37 μπι und Carbonylnickelpulver der Teilchengröße < 10 μπι verwendet. Die Zusammensetzung der Pulverschient ist 63,8% Wolframpulver, 35% Silberpulver und 1,2% Nickelpulver. In eine Preßmatrize wurde zuerst eine Schicht aus Elektrolysekupferpulver und darüber eine zweite Schicht aus der Pulvermischung WAg35Ni 1,2 gefüllt. Der für die Verdichtung verwendete PreBdruck betrug 5 Mp/ciii2. Die Dichte der preßverdichteten Kontaktschicht aus WAg35Nil,2 betrug 11,8 g/cm3. Bei der Wärmebehandlung des Zweischichten-Preßkörpers bei 1100°C während 1 Stunde in Wasserstoffatmosphäre entsteht in der Kontaktschicht eine flüssige Silberphase und in der zweiten Schicht eine flüssige Kupferphase. Währendίο <45 μπι, electrolysis silver powder of particle size <37 μπι and carbonyl nickel powder of particle size <10 μπι used. The composition of the powder strip is 63.8% tungsten powder, 35% silver powder and 1.2% nickel powder. First a layer of electrolytic copper powder and then a second layer of the powder mixture WAg35Ni 1.2 was filled into a press die. The pressure used for compaction was 5 Mp / ciii 2 . The density of the compression-molded contact layer made of WAg35Nil.2 was 11.8 g / cm 3 . During the heat treatment of the two-layer compact at 1100 ° C. for 1 hour in a hydrogen atmosphere, a liquid silver phase is formed in the contact layer and a liquid copper phase is formed in the second layer. While

2r> der Wärmebehandlung von 1 Stunde findet praktisch ein Konzentrationsausgleich statt, so daß man eine Kontaktschicht mit einem Wolframgerüst, dessen Poren mit einer AgCuNi-Legierung getränkt sind und eine zweite Schicht, die ebenfalls aus AgCuNi besteht, erhält.2 r> the heat treatment of 1 hour is practically place a concentration equalization, so as to obtain a contact layer with a tungsten skeleton whose pores are impregnated with a AgCuNi alloy and a second layer which also consists of AgCuNi.

Beispiel 6Example 6

Entsprechend den oben angeführten Beispielen wird ein Preßkörper aus einer Pulvermischung aus WAg für die Kontaktschicht und aus einer Pulvermischung aus AgCu bzw. AgCu-Legierungspulver hergestellt. Bei der anschließenden Wärmebehandlung oberhalb der Schmelztemperatur des Silbers und der Silberkupferlegierung bildet sich eins Kontaktschicht aus WAgCu und eine zweite Schicht auf der Lötseite aus AgCu.According to the examples given above, a pressed body made of a powder mixture of WAg for the contact layer and made from a powder mixture of AgCu or AgCu alloy powder. In the subsequent heat treatment above the melting temperature of the silver and the silver-copper alloy One contact layer is formed from WAgCu and a second layer is formed on the solder side from AgCu.

. .. .

Beispiel 7Example 7

Der Zweischichten-Preßkörper besteht aus einer Schicht aus einer Pulvermischung aus Wolfram-Karbid mit Silberpulver und einer zweiten Schicht aus 5 Silberpulver. Bei der Wärmebehandlung oberhalb der Silberschmelztemperatur entsteht ein Kontaktstück mit einer Kontaktschicht aus WCAg und auf der Lötseite aus einer Silberschicht.The two-layer compact consists of a layer of a powder mixture of tungsten carbide with silver powder and a second layer of 5 silver powder. In the case of heat treatment above the At the silver melting temperature, a contact piece with a contact layer made of WCAg and on the solder side is created from a layer of silver.

-0 Beispiels- 0 example

Der Zweischichten-Preßkörper besteht aus einer Puiverrnischüng, die aus WRelO-Legierurigspulver und Elektrolysekupferpulver besteht und einer zweiten Schicht aus Elektrolysesilberpulver. Bei der anschließenden Wärmebehandlung oberhalb der Kupferschmelztemperatur entsteht ein Zweischichten-Kontaktstück mit einer Kontaktschicht aus WReCuAg und einer zweiten Schicht auf der Lötseite aus AgCu.The two-layer pressed body consists of a powder mixture made of WRelO alloy powder and Consists of electrolytic copper powder and a second layer of electrolytic silver powder. In the subsequent Heat treatment above the copper melting temperature creates a two-layer contact piece with a contact layer made of WReCuAg and a second layer on the solder side made of AgCu.

M Beispiel 9 M example 9

Der Zweischichten-Preßkörper besteht aus einer ersten Schicht, die aus einer Pulvermischung aus Wolframpulver, Wolfram-Karbid-Pulver und Silberpulver und einer zweiten Schicht aus Kupferpulver besteht Nach der Wärmebehandlung oberhalb der Kupferschmelztemperatur erhält man ein Zweischichten-Kontaktstück, bestehend aus einer Kontaktschicht aus W, WC, AgCu und einer zweiten Schicht «us CuAg.The two-layer compact consists of a first layer made up of a powder mixture Consists of tungsten powder, tungsten carbide powder and silver powder and a second layer of copper powder After the heat treatment above the copper melting temperature, a two-layer contact piece is obtained, consisting of a contact layer of W, WC, AgCu and a second layer of CuAg.

Nachfolgend sind die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammenfassend aufgezeigt.The advantages of the method according to the invention are summarized below.

Bisher bestand die Meinung, daß mit der bekannten Sinter-Tränktechnik keine Fertigformkontaktstücke innerhalb der Toleranz IT 12 nach DIN 7151 erhalten werden können. Überraschend war es daher, daß es bei der Kombination der Zweischichten-Preßtechnik mit der Sinter-Tränktechnik durchaus möglich ist, Formteile herzustellen, bei denen sogar auf die übliche Nachpreßtechnik, die zur Erzielung enger Endtoleranzen angewendet wird, verzichtet werden kann.So far, the opinion has been that with the known sintering impregnation technology, no finished form contact pieces within the tolerance IT 12 according to DIN 7151 can be obtained. It was therefore surprising that there were the combination of the two-layer pressing technology with the sintering impregnation technology is quite possible, molded parts produce, in which even on the usual Nachpreßtechnik to achieve tight end tolerances is applied, can be dispensed with.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trat der überraschende Effekt auf, daß bei Verwendung z. B. einer Kontaktschicht aus der Pulvermischung WAg35Ni und einer Trägerschicht aus Kupferpulver bei der Sinterung des Zweischichten-Preßkörpers oberhalb der Schmelztemperatur des Kupfers innerhalb von etwa 15 Minuten praktisch ein Konzentrationsausgleich erfolgte. Auf diesem Wege lassen sich somit Kontaktstücke mit einer Kontaktschicht aus einer hochschineizeiiuen Metallkomponente herstellen, wie z. B. Wolfram und einer niedrigschmelzenden Metallkomponente, wie z. B. einer AgCu-Legierung, und einer zweiten Schicht auf der Trägerseite aus AgCu, deren Konzentration praktisch gleich der niedrigschmelzenden Komponente der Kontaktschicht istIn the process according to the invention, the surprising effect occurred that when using z. B. a contact layer made of the powder mixture WAg35Ni and a carrier layer made of copper powder in the Sintering of the two-layer compact above the melting temperature of the copper within about 15 The concentration was practically equalized in minutes. In this way, contact pieces with a contact layer made of a high-tech machine Manufacture metal components, such as B. tungsten and a low-melting metal component such. B. an AgCu alloy, and a second layer on the carrier side made of AgCu, their concentration is practically the same as the low-melting component of the contact layer

Ein weiterer technischer Vorteil besteht darin, daß man bei schlecht benetzenden Legierungen auf dem erfindungsgemäßen Weg durch Einbau einer Legierungskomponente in das Gerüst eine einwandfreie und gleichmäßige Tränkung sowohl bei vollständiger Porenfüllung als auch bei teilweiser Porenfüllung des Gerüstes der hochschmelzenden Komponente erreicht.Another technical advantage is that with poorly wetting alloys on the way according to the invention by incorporating an alloy component in the framework a flawless and Uniform impregnation both with complete pore filling and with partial pore filling of the framework of the high melting point component.

Bisher waren für Tränkwerkstoffe zwei Preßvorgänge erforderlich. Im ersten Preßvorgang wurde ein Gerüst der höher schmelzenden Komponente gepreßt und nach dem Sintern dieses Gerüstes in einer zweiten Wärmebehandlung mit einer vorgegebenen Tränkmenge in Form eines zweiten Preßkörpers getränkt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nur ein Preßvorgang und in Sonderfällen ein zusätzlicher Zwischenpreßvorgang erforderlich.So far, two pressing processes were required for impregnating materials. In the first pressing process a Frame of the higher melting component pressed and after sintering this frame in a second Heat treatment impregnated with a predetermined amount of impregnation in the form of a second compact. at the method according to the invention is only a pressing process and in special cases an additional intermediate pressing process necessary.

Fiat nwip Vprfahrpn I>iptpt Hip Möglichkeit der Herstellung eines Durchdringungs-Verbundwerkstoffs in einer einzigen Wärmebehandlung (T oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls der Trägerschicht).Fiat nwip Vprfahrpn I> iptpt Hip Possibility of producing a penetrating composite material in a single heat treatment (T above the melting temperature of the metal of the carrier layer).

Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung einer kostspieligen Nachbearbeitung. Weil die bisherigen Durchdringungs-Verbundmetalle 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 demAnother advantage is the saving of costly post-processing. Because the previous ones Penetrating composite metals work according to the usual impregnation technique with an excess of impregnation had to, irregularities of the surface occurred on the impregnation side due to this impregnation excess. the The final shape could only be achieved by machining these surfaces. In which

ίο erfindungsgemäßen Verfahren ist 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 desίο method according to the invention is the amount of impregnation as second layer of the molded body dosed so that after the heat treatment, the liquid phase of the Carrier layer is absorbed as the predominant part by the porous framework and only part of the

ii Überschusses der Trägerschicht eine praktisch ebene, lötbare Fläche als zweite Schicht auf dem Kontaktstück verbleibt.ii excess of the carrier layer a practically flat, Solderable surface remains as a second layer on the contact piece.

Ein wesentlicher Fortschritt wurde durch die sehr wirtschaftliche Herstellungsmethode (nur ein Preßvor-A significant advance was made by the very economical production method (only one pre-press

ΛΙ gang — cvcniücii ein ZwiSCiiCnprcßvorgarig Ufid "Μι eine Wärmebehandlung bei der Kontaktstückherstellung) erreicht. Dadurch können derartige Kontaktstükke zu niedrigen Herstellungskosten gefertigt werden. Eine weitere Kosteneinsparung wird dadurch erzielt, daß die Zweischichten-Kontaktstücke als Formteile nicht mehr spangebend bearbeitet werden müssen.ΛΙ gang - cvcniücii a ZwiSCiiCnprcßvorgarig Ufid "Μι a heat treatment during the contact piece production). This allows such contact pieces to be manufactured at low manufacturing costs. A further cost saving is achieved because the two-layer contact pieces no longer have to be machined as molded parts.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird außerdem eine Ausschußrate vermieden, die bei der üblichen Sinter-Tränktechnik auftritt. Bei dieser Technik werden die gesinterten Gerüste auf Preßkörper aus dem Tränkmetallpulver gelegt. Die aufeinandergelegten Teile werden durch einen Durchlauf- oder Durchschubofen geleitet. Durch die dabei auftretenden Erschütterungen verrutscht ein Anteil 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 daßThe method according to the invention also avoids a reject rate that is common with the usual Sinter-soaking technology occurs. With this technique, the sintered frameworks are pressed onto compacts from the Impregnation metal powder placed. The parts placed one on top of the other are put through a continuous furnace or a push-through furnace directed. Due to the vibrations that occur, some of them slip against each other, which means a reject arises as a result of incorrect impregnations. This error can also be caused by using Ceramic molded parts cannot be safely avoided. If the ceramic fit is too tight, the impregnation metal increases between the ceramic rings and contact parts so that

■tu keine Formteile mehr erhalten werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen werden diese Fehler vermieden. Vor allem bei größeren, hohen Kontaktstücken und bei kleinen Kontaktstücken ist das neue Verfahren der bisherigen Technik überlegen.■ no more molded parts are obtained. When the invention Procedures, however, these errors are avoided. This is especially true for larger, high contact pieces and small contact pieces new methods superior to previous technology.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. 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 Metall- oder Legierungspulver bestehenden Schicht eine zweite Schicht aus einer Pulvermischung aus mindestens einem hochschmelzenden Metall oder einer hochschmelzenden Legierung oder einer hochschmelzenden Metallverbindung und aus mindestens einem niedrigschmelzenden Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit oder einer niedrigschmelzenden Legierung hoher elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, beide Schichten zu einem Formkörper verdichtet werden und dieser Formkörper oberhalb der Schmelztemperatur des Werkstoffes der ersten Schicht unter Schutzgas, Inertgas oder Vakuum so wärmebehandelt wird, das infolge der bemessenen Pulvermenge der ersten Schicht die Poren der zweiten Schicht vollständig getränkt werden und die Trägerschicht gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper vor der Wärmebehandlung mit der ersten Schicht auf einer profilierten Keramikplatte mit regelmäßigen Vertiefungen angeordnet wird.1. Method for producing two-layer contact pieces with a low-erosion contact layer and a solderable and / or weldable carrier layer, wherein on a first of a a second layer consisting of each low-melting metal or alloy powder Layer of a powder mixture of at least one refractory metal or a refractory alloy or a refractory Metal compound and of at least one low-melting metal high electrical Conductivity or a low-melting alloy of high electrical conductivity applied is, both layers are compacted to form a shaped body and this shaped body above the melting temperature of the material of the first layer under protective gas, inert gas or vacuum so is heat treated, as a result of the dimensioned Amount of powder of the first layer and the pores of the second layer are completely soaked Carrier layer is formed, characterized in that that the shaped body prior to the heat treatment with the first layer on a profiled ceramic plate is arranged with regular recesses. 2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf Silberpulver, Kupferpulver oder ein Silber- oder Kupier-Legienmgspuiver für die Trägerschicht und auf eine Pulvermischung aus mindestens einem der Metalle Wolfram, Molybdän, Rhenium oder einer Legierung dieser Metalle, wder aus Karbiden dieser Metalle und aus Pulver von Silber, lupfer oder einer Mischung oder Legierung dieser Metalle mit Nickel, Eisen oder Kobalt für die Kontaktschicht.2. Application of the method according to claim 1 to silver powder, copper powder or a silver or Kupier alloy powder for the carrier layer and on a powder mixture of at least one of the metals tungsten, molybdenum, rhenium or one Alloy of these metals, made from carbides of these Metals and from powder of silver, lupfer or a mixture or alloy of these metals with nickel, Iron or cobalt for the contact layer.
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