DE2637807B2 - Gold-Legierung für Schwachstrom-Kontakte - Google Patents
Gold-Legierung für Schwachstrom-KontakteInfo
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gold, Silber und Nickel enthaltende Legierung 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 Au70Ag20Cul0
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 20 19 790 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 Iridum 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.
Aus der DE-OS 20 25 897 sind Legierungen für Lichtbogenelektroden bekannt, deren Zusammensetzungen
auch in den anmeldungsgemäß beanspruchten Bereich fallen. Die Verwendung dieser Legierungen für
Schwachstromkontakte ist jedoch nicht naheliegend, da sich die Anforderungen an Plasmabrenner-Elektroden
bzw. Schwachstromkontakte hinsichtlich des Abbrandverhaltens der Temperaturbelastung, der Verschleißfestigkeit
und der Anlaufbeständigkeit grundsätzlich unterscheiden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gold-Silber-Legierung für Schwachstrom-Kontakte zu finden, die sowohl
eine hohe Anlaufbeständigkeit als auch gute Festigkeitseigenschaften besitzt.
in Die Aufgabe wird durch eine Gold, Silber und Nickel
enthaltende Legierung gelöst, die erfindungsgemäß aus 10 bis 40% Silber, 2 bis 25% Palladium, 1 bis 5% Nickel,
0,1 bis 10% Indium, 0,1 bis 3% 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.
| 40 Legierung | Zusammensetzung | Ag | Pd | Ni | In | Sn |
| Au | 25 | 5 | 3 | 2 | 0,2 | |
| A | 64,8 | 25 | 15 | 3 | 2 | 0,2 |
| B | 54,8 | 25 | 5 | 3 | 0,2 | 2 |
| 45 C | 64,8 | 25 | 15 | 3 | 0,2 | 2 |
| D | 54,8 |
In der Tabelle II sind einige physikalische Eigenschaften dieser vier erfindungsgemäßen Legierungen und, im
Vergleich dazu, der bekannten Kontaktlegierungen Au7OAg2OCul 0 und Au71 Ag26Ni3 angegeben.
| Tabelle II | a b |
AuAgCu 70/20/10 |
AuAgNi 71/26/3 |
Legierung A |
„ | Legierung B |
Legierung C |
Legierung D |
| a b |
15,0 | 15,3 | 14,7 | 14,1 | 14,8 | 14,1 | ||
| Dichte[g -cm-3] | a b |
7,3 7,1 |
7,7 9,0 |
4,9 5,6 |
4,3 4,5 |
|||
| Elektrische Leitfähigkeit [ϋΐΩ"1 mm-2] |
265 140 |
185 90 |
220 100 |
255 125 |
195 85 |
240 230 |
||
| Härte HV 1 [kp · mm-2] | 865 510 |
630 340 |
725 395 |
850 495 |
690 385 |
820 530 |
||
| Zugfestigkeit [N · mm-2] | ||||||||
a = hart
b = weich
b = weich
Zur Untersuchung des Anlaufverhaltens in Luft wurde der Kontaktwiderstand der erfindungsgemäßen.
in Tabelle I mit A und B bezeichneten Legierungen und der beiden Legierungen Au7OA^2OCulO und
Au71Ag26Ni3 vor und nach 1 Minute dauernder Wärmebehandlung in Luft bei 250"C zum Vergleich
gemessen. In der Abbildung sind die Werte des Kontaktwiderstands bei 5 und 100 cN Kontaktkraft in
Form eines Balken-Diagramms wiedergegeben. Die Anfälligkeit der kupferhalligen Legierung läßt sich
hierin deutlich erkennen.
Sowohl die Werte der Tabelle Il als auch das Diagramm zeigen die technischen Vorteile der erfin-
dungsgemäßen Legierungen, nämlich bessere ί lärte und
Zugfestigkeit 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Gold, Silber und Nickel enthaltende Legierung für Schwachstromkontakte, dadurch gekennzeichne t, daß sie aus 10 bis 40% Silber, 2 bis 25%
Palladium, 1 bis 5% Nickel, 0,1 bis 10% Indium, 0,1 bis 3% Zinn, Rest Gold besteht.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 64,8% Gold, 25% Silber, 5%
Palladium, 3% Nickel, 2% Indium und 0,2% Zinn besteht.
3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 54,8% Gold, 25% Silber, 15%
Palladium, 3% Nickel, 2% Indium und 0,2% Zinn besteht.
4. Legierung nach Anspruch. I1 dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus 64,8% Gold, 25% Silber, 5% Palladium, 3%Nickel, 0,2% Indium und 2% Zinn
besteht.
5. Legierung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus 54,8% Gold, 25% Silber, 15% Palladium, 3%Nickel, 0,2% Indium und 2% Zinn
besteht.
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