DE2933338C3 - Werkstoff für elektrische Kontakte und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Werkstoff für elektrische Kontakte und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE2933338C3 DE2933338A DE2933338A DE2933338C3 DE 2933338 C3 DE2933338 C3 DE 2933338C3 DE 2933338 A DE2933338 A DE 2933338A DE 2933338 A DE2933338 A DE 2933338A DE 2933338 C3 DE2933338 C3 DE 2933338C3
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Description

20
Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber, Zinnoxid und einem weiteren Metalloxid und Verfahren zu seiner Herstellung.
Für die Herstellung von elektrischen Kontaktstücken hat sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen Ag/CdO bisher am besten bewährt Aufgrund der Umweltbelastung durch CdO wird jedoch verstärkt versucht, CdO durch ein anderes Metalloxid zu ersetzen. Bei diesen Untersuchungen zeigte es sich, daß SnO2 ein geeigneter Ersatz für CdO ist Aufgrund der höheren thermischen Stabilität von SnO2 gegenüber CdO ergibt sich zudem eine deutliche verminderte Abbrandrate, die zur längeren Lebensdauer im Schaltgerät führt Ein sehr wesentlicher Nachteil von Ag/SnO2 besteht jedoch darin, daß der Obergangswiderstand am Kontakt nach einigen tausend Schaltungen durch Deckschichtbildung zu hoch wird. Dies führt dann in der Regel zu erhöhten Temperaturen im Schaltgerät, die zur Zerstörung des Gerätes führen können und somit unzulässig sind.
Ein weiterer Nachteil dieser Ag/SnO2-Werkstoffe gegenüber Ag/CdO besteht in der geringeren Sicherheit gegen Verschweißen. Die Kräfte, die zum Zerreißen der Schweißbrücke erforderlich sind, sind teilweise doppelt so hoch wie die bei Ag/CdO-Kontakten. Damit besteht die Gefahr von Schaltstörungen bei Einsatz von Ag/SnO2.
Es ist daher versucht worden, durch den Zusatz weiterer Metalloxide zu Ag/SnO2 die Verschweißsicherheit zu erhöhen, wobei beispielsweise Wismutoxid (DE-OS 27 54 335) oder Indiumoxid (DE-OS 24 28 147) verwendet werden. Diese Zusätze verbessern zwar die
Tabelle
Verschweißsicherheit bedingen jedoch eine erhöhte Temperatur am Kontakt und am Schaltgerät, was die Lebensdauer der Geräte beeinträchtigt
Aufgabe der Erfindung war es nun, einen Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber, Zinnoxid und einem weiteren Metalloxid und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, der eine hohe Lebensdauer besitzt, eine geringe Verschweißneigung und keine erhöhten Temperaturen beim Schalten zeigt
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkstoff 8-20Gew.-% Zinnoxid. OJ05-5 Gew.-% Wolframoxid, Rest Silber snthält Mit diesem Werkstoff tritt überraschenderweise eine starke Reduzierung der Obertemperatur ein, so daß die gleichen, teilweise sogar niedrigere Temperaturen im Schaltgerät als bei Ag/CdO gefunden werden. Auch die Verschweißkräfte von Ag/SnOz können überraschenderweise durch den Zusatz von Wolframoxid wesentlich vermindert werden.
Besonders bewährt hat sich ein Werkstoff, der aus 10-15Gew.-% Zinnoxid, 0,2-1,5 Gew.-% Wolframoxid, Rest Silber besteht Erstaunlicherweise werden schon durch sehr geringe Wolframoxidgehalte deutliche Verbesserungen hinsichtlich der Obertemperatur und Verschweißkraft erzielt Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn das SnO2 gleichmäßig ohne Agglomerate eingebracht wird, mit einer Primärkorngröße von <5μΐη.
Diese feine Verteilung der Metalloxidkomponenten kann erreicht werden durch Naßsieben des SnO2 vor dem Mischen, oder besonders vorteilhaft durch Mischen und Kneten der Silber-, Zinnoxid- und Wolframoxidpulver in feuchtem Zustand. Durch das Naßsieben werden Sekundäragglomerate des SnO2 vor dem Mischen entfernt Bei der Herstellung über Mischen und Kneten im feuchten Zustand werden durch die auftretenden hohen Scherkräfte Sekundäragglomerate zerstört und damit wird eine gleichmäßige und feinkörnige Verteilung der Komponente bewirkt
Es ist für das Schaltverhalten unerheblich, ob Zinnoxid und Wolframoxid durch vorherige Wärmebehandlung zu einem Mischoxid reagieren oder örtlich getrennt im Kontaktwerkstoff vorliegen.
Die wesentlichen Verbesserungen im Schaltverhalten, die mit dem erfindungsgemäßen Werkstoff gegenüber Ag/CdO und Ag/SnO2 erreicht wurden, verdeutlicht die folgende Tabelle anhand von Beispielen. Hierzu wurde ein handelsübliches Schaltgerät verwendet Die erfindungsgemäßen Werkstoffe wurden pulvermetallurgisch nach Naßkneten mit folgendem Strangpressen hergestellt.
Werkstoff
Lebensdauer
[Zahl der Schaltungen]
Verschweißkralil N
[99,5% aller Werte
sind niedriger]
Temperatur
nach über
30000
Schaltungen
Ag/CdO 88/12 pulvermetallurgisch
Ag/CdO 90/10 innerlich oxydiert
Ag/SnO2 85/15 pulvermetallurgisch
Ag/SnO2 88/12 pulvermetallurgisch
Ag/SnO2/WO3 88/11,7/0,3
Ag/SnOj/WOj 88/11,5/0,5
ca. 50 ca. 50 ca. 140 ca. 140 ca. 140 ca. 140 120-200
180-250
250-350
250-350
150-220
150-220
70- 80
70- 80
110-140
110-140
70- 80
70- 80

Claims (3)

Patentansprüche: ίο 15
1. Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber, Zinnoxid und ebem weiteren Metalloxid, dadurch gekennzeichnet, daß er 8—20 Gew.-% Zinnoxid, 0,05-5 Gew.-% Wolframoxid, Rest Silber enthält
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 10— 15Gew.-% Zinnoxid und 0,2 -1,5 Gew.-% Wolframcxid enthält
3. Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen für elektrische Kontakte nach den Ansprüchen 1 und 2 durch Sintern eines pulverförmigen Gemisches der Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch vor dem Sintern in feuchtem Zustand geknetet wird.
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