DE922119C - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktmaterials durch Pressen und Sintern von Rheniumpulver - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktmaterials durch Pressen und Sintern von Rheniumpulver

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DE922119C
DE922119C DET6497A DET0006497A DE922119C DE 922119 C DE922119 C DE 922119C DE T6497 A DET6497 A DE T6497A DE T0006497 A DET0006497 A DE T0006497A DE 922119 C DE922119 C DE 922119C
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DE
Germany
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sintering
pressing
powder
producing
electrical contact
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Expired
Application number
DET6497A
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English (en)
Inventor
Eric Arvid Ericsson
Anders Ossian Joergensen
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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045Alloys based on refractory metals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktmaterials durch Pressen und Sintern von Rheniumpulver Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktmaterial aus. reinem Rhenium und Kontakte, die aus einem derartigen laterial hergestellt sind.
  • Nach den neuesten Erfahrungen zeigen Metalle aus reinem Rhen.ium sowie Legierungen aus Rhenium mit anderen hochschmelzenden Metallen, z. B. Ruthenium oder Platin, ausgezeichnete Kontakteigenschaften. Sie können Stromstärken bis zu to Amp. schalten und zeigen noch nach zoo Millionen Schaltungen keine Spitzenbildung, geringe :Materialwanderung sowie eine unmeßbar kleine Frittspannung. Das beruht in hohem Grade darauf, daß die niederen Rheniumoxyde ausgezeichnete elektrische Leiter sind und die höheren Oxyde wegen ihres hohen Dampfdruckes verdampfen. Insofern wären Rheniumko:ntakte ein idealer Ersatz für die bekannten Wolframstarkstromkontakte, die bekanntlich wegen Anwachsens schlecht leitender Oxyde bei längerer Betriebsdauer versagen, wenn nicht der hohe Preis des Rheniums (ungefähr der des Platins) eine allgemeine Benutzung verhindert. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, durch gewisse Maßnahmen eine allgemeine Verwendung von Rhenium bei elektrischen Kontakten zu ermöglichen.
  • Es ist bekannt, daß Kontakte aus. Rhenium dadurch hergestellt werden, daß das. Metallpulver zu Pastillen der gewünschten Abmessungen gepreßt wird mit nachfolgendem, bis nahe an den Schmelzpunkt gesteigertem Sintern im Vakuum oder in reduzierenden bzw. nicht angreifenden Gasen. Durch dieses Verfahren ist es aber nicht möglich, den Preis der Kontakte so zu reduzieren,- daß sich eine allgemeine Verwendung lohnt.
  • Nach der Erfindung wird das Pressen und Sintern derart ausgeführt, daß man ein Metall von genügender Festigkeit für Kontakte von so großer Porosität und dadurch so niedriger Dichte erhält, daß der Preis je Volumeneinheit genügend sinkt, um eine allgemeinere Verwendung zu ermöglichen. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß das Rheniumpulver in den Zustand übergeführt wird, daß wenigstens 70 % der Pulverkörner kleiner als 0,004 mm sind, und daß das Pressen bei einem Druck von 6ooo bis 9000 kg/cm2 erfolgt, wonach das Material bei einer Temperatur von 180o bis 215o° C in einem Wasserstoffstrom gesintert wird. Gute Ergebnisse werden bei einem Preßdruck von 8000 kg/cm2 und einer Sintertemperatur von etwa 180o° C erreicht. Die niedrige Sintertemperatur hat den Vorteil, daß die Herstellungskosten und die Verunreinigungsgefaht vermindert werden.
  • Diese Sinterung bei Temperaturen unter 215o° C gelingt durch Verwendung von besonders feinkörnigem Re-Metallpulver, bei dem wenigstens 70% der Körner kleiner als 0,004 mm sind. Solches Pulver wird z. B. durch Reduktion von ReK04 mit H2 gewonnen. So geringe Korngröße erreicht man bei möglichst niedriger Reduktionstemperatur (t<6oo° C). Bei gemachten Versuchen sind Sintertemperaturen verwendet worden, die zwischen .170o. und 250o° C liegen, bei Sinterzeiten zwischen 3 Minuten und 1/2 Stunde, wobei man ein Material mit guten Kontakteigenschaften bekommen kann. Für gewisse Zwecke ist es zweckmäßig, das. Pulver bei z. B. 180o° C während einer Zeit von 5 bis 1o Minuten zu sintern. Dabei erhält man ein Material genügender mechanischer Festigkeit und einer Dichte, die 40% niedriger ist als die theoretische Dichte von Rhenium. Es ist auch möglich, das Pressen und Sintern in an sich bekannter Weise gleichzeitig vorzunehmen.
  • Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist es von Bedeutung, daß das Pressen und das Sintern dem Material eine Form geben, die sich so wenig wie möglich von der Form der gewünschten Kontakte unterscheidet. Es hat sich auch gezeigt, daß es sehr vorteilhaft ist, daß diejenige Fläche des Kontaktkörpers, die an einer anderen Metallfläche f 9 'ch, mit einer Metalest elötet werden soll, galvanis lisierung, z. B. aus Kupfer, überzogen wird. Re-Kontaktplättchen, die auf der einen Seite plan, auf der anderen Seite gekuppt sind, werden in gehärteten Stahlmatrizen gepreßt, wobei nur ein Stempel bewegt wird, und zwar der mit konkaver Oberfläche. Durch diese Art des Preßvorganges- erreicht die Oberflächenschicht der Kuppe eine größere Dichte und. Härte als die tiefer gelegenen Schichten. Um denselben Effekt bei doppelseitig gekuppten Kontakten zu erreichen, werden bei deren Pressung zwei konkave Stempel aufeinanderbewegt. Die Pressung wird bei Zimmertemperatur und bei einem Preßdruck von 6ooo bis gooo kg/cm2 vorgenommen. Preßkörper, die aus so feinem Korn mit so hohem Druck hergestellt sind, brauchen zur Sinterung in HZ-Atmosphäre nur 1o bis 25 Minuten bei 1850 ± q.0° C. Auf diese Weise kann man z. B. Elektroöfen mit Wolfram- oder Molybdänwelideln verwenden mit A120.-Röhren. Bei 2100 ± q.0° C beträgt die Sinterdauer der kleinen Kontaktplättchen (etwa 2 mm 0) nur noch 5 bis 1o Minuten; aber hier kann man nicht mehr Ale 03 Röhren verwenden, sondern wählt einen Kohlerohrofen, z. B. nach Tammann, wodurch die Sinterungskosten größer werden und Gefahr der Verunreinigung des Re durch Kohle und deren Verunreinigungen besteht.
  • Bei den angegebenen Sinterbedingungen im Wolfram- oder Molyb:dänofen, nämlich 1850 ± q.0° C und 1o bis 25 Minuten, erreicht man eine durchschnittliche Porosität von 1o bis 300/0, was für Kontaktbelastungen bis zu 5 Amp. ausreicht. Für höhere Strombelastungen ist eine geringere Porosität von 5 bis 150/0 günstiger, wie sie bei Sinterung bei 21q.0 ± q.0° C in 5 bis 1o Minuten erreicht wird.
  • Das Kontaktplättchen ist an einer Kontaktfeder u. dgl. durch Löten oder Schweißen befestigt. Wenn ein Lötverfahren verwendet wird, muß das Kontaktplättchen erst mit Kupfer galvanisch überzogen werden. Die Schweißmethode ist billiger und gibt größere Festigkeit als die Lötmethode. Das Kontaktplättchen, - das an -einer Unterlage durch Schweißen befestigt werden soll, muß eine gewölbte Fläche an der Schweißstelle haben. Die Widerstandsschweißung ist zwar möglichst zu verwenden, aber die Kondensatorschweißung hat bessere Resultate ergeben. Diese Methode, die bei der Schweißung anderer Materialien schon verwendet worden ist, wird derartig durchgeführt, daß der Strom von einer Kondensatorbatterie über die Schweißstelle in dem Moment entladen wird, wenn die beiden Flächen zur Berührung kommen.
  • Ein Kontaktplättchen, das für die Übertragung von 5 bis ro Amp. bei 2q. Volt konstruiert ist und einen Durchmesser von 1,6 mm und eine Dicke von 0,5 mm und dessen Schweißfläche einen Radius. von q. mm hat, wird mit Hilfe einer Kondensatorbatterie von 7000 ,uF und eines Elektrodenpreßdruckes von 5 bis 1o kg geschweißt. Diese Methode ist billig und kann leicht automatisiert werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktmaterials durch Pressen und Sintern von Rheniumpulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Rheniumpulver in einen solchen Zustand übergeführt wird, daß wenigstens 70 % der Pulverkörner kleiner als 0,004 mm sind, däß ferner das Pulver bei Raumtemperatur bei einem Preßdruck von 6ooo bis gooo kg/cm2 gepreßt und danach während 5 bis z5 Minuten bei einer Temperatur von 180o bis 2150' C im Wasserstoffstrom gesintert wird. 2. Verfahren nach Anspruch z, gekennzeichnet durch Sintern während 1o bis 25 Minuten bei einer Temperatur von 1850 ± 40° C. 3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Sintern während 5 bis 1o Minuten bei einer Temperatur von 2100 ± 40° C. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Rheniumpulver durch Reduktion mit H von Re K 04 unter 60o° C hergestellt wird. 5. Kontaktkörper, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche z bis 4. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 539 493.
DET6497A 1952-07-26 1952-07-26 Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktmaterials durch Pressen und Sintern von Rheniumpulver Expired DE922119C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE539493C (de) * 1930-06-07 1931-11-26 Patra Patent Treuhand Kontaktkoerper fuer elektrische Unterbrecher u. dgl.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE539493C (de) * 1930-06-07 1931-11-26 Patra Patent Treuhand Kontaktkoerper fuer elektrische Unterbrecher u. dgl.

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