DE672864C - Kontaktflaeche an stromleitenden Teilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

• Kontaktfläche an stromleitenden Teilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen Blankes Aluminium überzieht sich an der Luft mit einer Oxydschicht, deren Stärke im Laufe der Zeit zunimmt. Man erkennt dies rein äußerlich daran, daß zunächst blanke Flächen allmählich matt und schließlich grau werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Schichtdicke zunimmt, wächst mit der Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft und mit der Erhöhung der Temperatur. Sie kann auch plötzlich ansteigen, beispielsweise wenn es infolge von Temperaturschwankungen zur Bildung eines Filmes von Kondenswasser kommt, weil besonders die dünnen Wasserfilme sich stark mit Sauerstoff anreichern.
• Die natürlich entstehenden Oxydfilme sind ungleichmäßig, weil in der Metalloberfläche in mehr oder weniger gleichmäßiger Verteilung die Beimengungen des Aluminiums ausgeschieden sind, die zur Ausbildung von Lokalelementen Anlaß geben können. In der Umgebung dieser Lokalelemente entsteht meist eine dickere Oxydschicht als in einiger Entfernung von ihr.
• So erwünscht im allgemeinen die Bildung der auf natürlichem Wege entstehenden Oxydhäute hinsichtlich der Schutzwirkung ist, die von dem Oxydfilm ausgeht, so sehr wirken sich die Oxydschichten störend aus in allen Fällen, wo den Metallflächen die Aufgabe zugewiesen ist, lösbare oder nicht lösbare Kontakte in stromführenden Anlagen zu bilden. In dem Maße, in dem die Dicke der Oxydschicht ansteigt, wächst der Übergangswiderstand in dem Kontakt an. Die infolge des Anwachsens des Übergangswiderstandes eintretende Erwärmung ruft eine weitere Zunahme der Dicke der Oxydschicht hervor. Der anfänglich nur geringe Übergangswiderstand nimmt auf diese Weise früher oder später Werte an, die den Kontakt unbrauchbar machen. Die mangelnde Konstanz des Übergangswiderstandes führt zu Schwan=. kungen in der Leitfähigkeit der Anlage.
• Bei Schraubkontakten hat man zur V(.iminderung des Anstiegs des Übergaügswicjer r standes bereits die Anwendung einer aus F&J: und harten metallischen Teilchen bestehenden Paste vorgeschlagen; die mit dieser Paste versehenen Kontakte haben aber u. a. den Nachteil, daß sie unzuverlässig werden, sobald die in sie eingestrichenen organischen Stoffe eine Umbildung erfahren. Man hat auch versucht, den Übergangswiderstand von lösbaren Kontakten dadurch gleichmäßig zu gestalten, daß man die Aluminiumflächen mit dünnen Auflagen eines Schwermetalles, beispielsweise Kupfer, versehen hat. Solche Metallauflagen haben den Nachteil, daß bei Hinzutritt von Feuchtigkeit oder anderen Elektrolyten eine korrosive Beeinträchtigung des Leichtmetalles nur schwer ausgeschlossen werden kann.
• Es wurde nun gefunden, daß die angestrebte Konstanz des Übergangswiderstandes von Leichtmetallkontakten dann erreicht wird, wenn die den Kontakt bildenden Flächen nach Freilegen des Metalleswas je nach der Art der angestrebten Verwendung durch Polieren, Beizen, Abdrehen; Schmirgeln o. ä. Bearbeitungsverfahren erfolgen kann, auf geeignetem Wege mit einer künstlich erzeugten Oxydschicht versehen werden. Diese künstliche Oxydation kann auf chemischem und/oder elektrolytischem Wege vorgenommen werden: Sie kann gegebenenfalls auch herbeigeführt werden durch eine Wärmebehandlung in einem oxydierenden Medium. Im Gegensatz zu den auf natürlichem Wege entstehenden Oxydschichten verändert sich die Dicke der künstlich erzeugten Oxydschichten nicht mehr, weil das sie bildende Oxyd stabil ist und weil der Aufbau der Schicht wesentlich geschlossener und gleichmäßiger ist als der einer auf natürlichem Wege entstehenden Oxydschicht.
• Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Dicke der künstlich erzeugten Oxydschichten so gering als möglich zu halten, weil bei dickeren Oxydschichten der Übergangswiderstand zu hoch ist; Erfahrungsgemäß genügt bei geglätteten Kontaktflächen eine Schichtdicke, die Bruchteile eines Mikrons beträgt. Der Übergangswiderstand an mit derartigen Schichten überzogenen Kontakten ist zwar üm einen kleinen Betrag höher als der Übergangswiderstand an metallisch blanken Flächen, er ist.aber keiner Veränderung mehr unterworfen, * während der Übergangswiderstand von anfänglich blanken Kontaktflächen infolge der eingangs geschilderten Veränderungen dieser Flächen meist sehr rasch wesentlich höhere Werte annimmt.
• Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Kontaktes besteht darin; daß die Erzeugung der künstlichen Oxydschicht sehr rasch und mit einfachen Mitteln zu bewerkstelligen ist. Für größere Kontaktflächen kann man sich des bekannten Elektrolytverfahrens der Oxydation bedienen, wobei wegen der angestrebten geringen Dicke des Oxydfilmes schon eine wenige Minuten dauernde elektrolytische Behandlung zum Ziele führt. Bei kleineren Kontaktflächen kann man sich gegebenenfalls an Ort und Stelle eines Ansedeverfahrens unter Verwendung einer alkalischen Lösung bedienen, die einen geringen Zusatz an oxydierenden Stoffen enthält. Eine solche Lösung besteht beispielsweise aus ioo ccm Wasser + 5 g Natriumcarbonat + 1,5 g Natriumbichromat. Schichten von ausreichender Dicke werden auf den Kontaktflächen, z. B: den Enden von Drähten, durch Eintauchen derselben in die heiße Lösung für die Dauer von i bis 3 Minuten erzielt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kontaktfläche an stromleitenden Teilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, bei der die Konstanz des Übergangswiderstandes durch Aufbringung eines auf künstlichem Wege erzeugten, seine Dicke nicht mehr verändernden Oxydfilmes gewährleistet ist. z. Kontaktfläche nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des aufgebrachten Oxydfilmes weniger als ein Mikron beträgt.