DE2637807A1 - Gold-legierung fuer elektrische kontakte - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gold, Silber und Nickel enthaltende Legierung für elektrische Kontakte, besonders für Schwachstromkontakte.
Während auf dem Gebiet der elektrischen, zur Kontaktgabe mechanisch beanspruchten Kontakte Gold auf Grund seiner Weichheit nur in besonderen Fällen eingesetzt wird, haben seine Legierungen als Kontaktwerkstoffe breite Anwendung gefunden. So sind z.B. die goldreichen Legierungen Au70Ag20Cu10 und
Au70Ag24Cu6 dank ihrer guten elektrischen Eigenschaften und ihres günstigen Verschleißverhaltens als Kontaktlegierungen weit verbreitet.
Bei diesen kupferhaltigen Legierungen besteht die Gefahr, dass sich bei Wärmebelastung an Luft, z.B. beim Umspritzen von Kontakten mit Kunststoff oder bei luftoffenen Kontakten im Betrieb, Anlauf- oder Deckschichten bilden, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes führen. Oberflächenanalysen haben ergeben, dass die Bildung von Deckschichten durch den Kupferanteil in den Gold-Silber-Legierungen bedingt ist. Es bilden sich nicht nur Kupferoxide, sondern in Gegenwart von Schwefel auch Kupfersulfide.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 019 790 ist ebenfalls eine kupferhaltige Gold-Legierung für elektrische Kontakte bekannt. Sie besteht aus 39 bis 47 Gewichts-% Gold, 9 bis 12 Gewichts-% Palladium, Rest Silber und Kupfer in einem
Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1,5 : 1 und kann gegebenenfalls bis zu 2% Zink, Nickel, Indium, Zinn und/oder Iridium enthalten. Diese Legierung ist zwar gegen das Anlaufen durch Schwefel oder schwefelhaltige Verbindungen beständig, aber Wärmebelastung in Luft wirkt sich bei ihr ebenso nachteilig aus wie bei den goldreichen Gold-Silber-Kupfer-Legierungen.
Eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Erwärmung in Luft als die Kupfer enthaltenden Legierungen weist die bekannte Kontaktlegierung Au71Ag26Ni3 auf, aber sie ist wesentlich weicher als diese und besitzt damit ein schlechteres Verschleißverhalten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gold-Silber-Legierung für elektrische Kontakte zu finden, die sowohl eine hohe Anlaufbeständigkeit als auch gute Festigkeitseigenschaften besitzt.
Die Aufgabe wird durch eine Gold, Silber und Nickel enthaltende Legierung gelöst, die erfindungsgemäß aus 10 bis 40 Gewichts-% Silber, 2 bis 25 Gewichts-% Palladium, 1 bis 5 Gewichts-% Nickel, 0,1 bis 10 Gewichts-% Indium, 0,1 bis 3 Gewichts-% Zinn, Rest Gold besteht.
Besonders bewährt haben sich die Legierungen, deren Zusammensetzung in der Tabelle I angegeben ist; sie sind darin mit A, B, C und D bezeichnet.
Tabelle I
In der Tabelle II sind einige physikalische Eigenschaften dieser vier erfindungsgemäßen Legierungen und, im Vergleich dazu, der bekannten Kontaktlegierungen Au70Ag20Cu10 und Au71Ag26Ni3 angegeben.
Tabelle II
Zur Untersuchung des Anlaufverhaltens in Luft wurde der Kontaktwiderstand der erfindungsgemäßen, in Tabelle I mit A und B bezeichneten Legierungen und zum Vergleich der beiden Legierungen Au70Ag20Cu10 und Au71Ag26Ni3 vor und nach 1 Minute dauernder Wärmebehandlung in Luft bei 250°C gemessen. In der Abbildung sind die Werte des Kontaktwiderstands bei 5 und 100 cN Kontaktkraft in Form eines Balken-Diagramms wiedergegeben.
Die Anfälligkeit der kupferhaltigen Legierung lässt sich hierin deutlich erkennen.
Sowohl die Werte der Tabelle II als auch das Diagramm zeigen die technischen Vorteile der erfindungsgemäßen Legierungen, nämlich bessere Härte und Zerreißfestigkeit und höhere Anlaufbeständigkeit.
Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen trotz ihrer Festigkeit eine gute Duktilität, so dass sie z.B. durch Walzplattieren in dünnen Schichten auf Kontaktträgerstoffe aufgebracht werden können. Auf Grund der verminderten Dichte sind sie preiswerter als die bekannten auf Gold-Silber-Basis.
Durch ihre gute, auf der Kupferfreiheit beruhende Anlaufbeständigkeit sind die erfindungsgemäßen Legierungen besonders als Werkstoff für Schwachstromkontakte geeignet.
Claims (6)
1.) Gold, Silber und Nickel enthaltende Legierung für elektrische Kontakte, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 10 bis 40 Gewichts-% Silber, 2 bis 25 Gewichts-% Palladium, 1 bis 5 Gewichts-% Nickel, 0,1 bis 10 Gewichts-% Indium, 0,1 bis 3 Gewichts-% Zinn, Rest Gold besteht.
2.) Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 64,8 Gewichts-% Gold, 25 Gewichts-% Silber, 5 Gewichts-% Palladium, 3 Gewichts-% Nickel, 2 Gewichts-% Indium und 0,2 Gewichts-% Zinn besteht.
3.) Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 54,8 Gewichts-% Gold, 25 Gewichts-% Silber, 15 Gewichts-% Palladium, 3 Gewichts-% Nickel, 2 Gewichts-% Indium und 0,2 Gewichts-% Zinn besteht.
4.) Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 64,8 Gewichts-% Gold, 25 Gewichts-% Silber, 5 Gewichts-% Palladium, 3 Gewichts-% Nickel, 0,2 Gewichts-% Indium und 2 Gewichts-% Zinn besteht.
5.) Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 54,8 Gewichts-% Gold, 25 Gewichts-% Silber, 15 Gewichts-% Palladium, 3 Gewichts-% Nickel, 0,2 Gewichts-% Indium und 2 Gewichts-% Zinn besteht.
6.) Verwendung der Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Werkstoff für Schwachstromkontakte.
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