EP0092754A2 - Electrical connector having a surface layer of noble metal or a noble metal alloy - Google Patents

Electrical connector having a surface layer of noble metal or a noble metal alloy Download PDF

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EP0092754A2
EP0092754A2 EP83103703A EP83103703A EP0092754A2 EP 0092754 A2 EP0092754 A2 EP 0092754A2 EP 83103703 A EP83103703 A EP 83103703A EP 83103703 A EP83103703 A EP 83103703A EP 0092754 A2 EP0092754 A2 EP 0092754A2
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EP
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layer
bath
noble metal
contact piece
chrome
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Karlernst Dr. Müller
Peter Ing. Laipple (Grad.)
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Doduco GmbH and Co KG Dr Eugen Duerrwaechter
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    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021—Composite material
    • H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials

Definitions

  • the invention is concerned with electrical contact pieces for lifting contacts, plug contacts and sliding or sliding contacts which are coated with noble metal over a 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m thick intermediate layer made of chrome on a metallic contact piece blank melting below approximately 2000 ° C., and with processes for their manufacture.
  • the coating of contact pieces at least on their contacting side with precious metals or precious metal alloys is known and is carried out for various reasons, namely to reduce the contact resistance and / or to protect the contact surface against oxidation and corrosion and / or to improve the wear behavior compared to the base base material etc.
  • the thinnest possible coating is desirable, but the thickness of the precious metal should not be less than a certain minimum, because otherwise the sufficiently low contact resistance and the oxidation and corrosion resistance of the carrier material are not guaranteed.
  • the noble metal layers are a few ⁇ m up to about 10 ⁇ m thick.
  • the mechanical properties of the noble metal layers are by no means always up to the demands made per se; Rather have a lack of hardness and lack Verschle 'ißfesttechnik, also lack in sliding and plug contacts abrasion resistance, in many cases a relatively short service life.
  • a disadvantage of a coating of contact pieces with chrome is that high and, above all, fluctuating contact resistances are then recorded, which preclude its general use. These fluctuating contact resistances of chromium are probably due to surface oxidation processes that occur randomly and irregularly - especially under the influence of heat - and cannot be influenced in a targeted manner. The high and fluctuating contact resistances are particularly observed when the chromium is electrodeposited, but cannot be avoided even when the chromium is vapor-deposited. In addition, a cumbersome and considerably more expensive method must be used for a coating by vapor deposition. The advantage of chromium, which is cheaper than the precious metal, is more than offset by the inefficiency of vapor deposition. For the reasons mentioned above, chromium as a coating material has so far not been used in practice and has not been able to replace the usual thicker precious metal layers.
  • the object of the invention is to reduce the high need for noble metal in the coating of electrical contact pieces of the type mentioned, while maintaining and combining the favorable contact resistance, the good adhesive strength and the known other advantages of the noble metals with improved wear resistance of the contact layer, but also to avoid the above-mentioned disadvantages of other materials and processes, such as mechanical sensitivity, fluctuating contact resistance or inefficiency.
  • the noble metal is applied in a layer thickness of only 0.02 to 1.0 ⁇ m, preferably approximately 0.1 ⁇ m.
  • the layer sequence despite the small amount of noble metal, has excellent etching resistance to nitric acid, hydrofluoric acid, acetic acid and phosphoric acid and mixtures thereof, so that the contact pieces can also be used where good etching resistance is important.
  • the choice of basic materials for contact There are practically no limits to the number of pieces, since the usual contact materials that melt lower than at 2000 ° C can all be coated with chrome, if necessary after prior nickel plating, using the preferred method of galvanic coating for reasons of cost.
  • the chrome layer should be chosen so thick that i.w. is tight. In the case of electrodeposited chrome layers, this is achieved with layer thicknesses from approx. 2 ⁇ m, with vapor-deposited chrome layers already with layer thicknesses from approx. 1 ⁇ m.
  • the base materials for the contact pieces according to the invention are, above all, copper and alloys of Copper with silver, beryllium, tin (CuSn6), zinc (CuZn37) and others in question.
  • Gold and gold alloys in particular high-quality gold alloys, also with smaller contents (up to 4 atom%) of nickel and / or cobalt, but also silver, platinum, palladium, rhodium and ruthenium, are suitable as precious metals.
  • Contact pieces are preferably used in which the noble metal is distributed both on the surface of the chrome layer and to a substantial extent in the surface layer of the chrome layer.
  • the latter is achieved through a targeted heat treatment, which allows the noble metal to diffuse partially into the chromium. This has a particularly favorable effect on the properties of the contact pieces according to the invention.
  • the diffusion of the noble metal into the chrome surface presumably stabilizes it against undesired oxidation processes.
  • the contact resistance is also reduced.
  • the abrasion resistance of the precious metal layer is significantly improved.
  • process step b) has proven beneficial to the process step b) at a current density of about 5-20 A / dm 2 at room temperature for a period of about 30 s and process step d) in solutions of sulfuric acid and nitric acid with or without the addition of phosphoric acid at room temperature for a period of time from 5 s to 60 s, preferably from 15 s. Furthermore, it is expedient in process step h) to surface the Cu-Be blank in hydrochloric acid at room temperature for a period of about 15 s to 2 min.
  • the activated Cu-Be blank with chrome in a bath of 400 g Cr0 3 and 4 g H 2 S0 4 per liter at a current density of 15 A / dm 2 and at a temperature of 50 + 5 ° C during a Duration from 5 to 20 min.
  • the chromium layer in 1- to 15% sulfuric acid, preferably 8% sulfuric acid, at a current density of 2 to 40 A / dm ', preferably 20 A / dm 2 , at room temperature for a period of 2 to 60 s, preferably 20s, to activate cathodically; according to n) to coat the activated chromium layer with gold in a weakly acidic to neutral gold bath at a covering current density of approximately 3 A / dm 2 at a temperature of approximately 25 ° C.
  • the tempering also brings about a desired hardening of the copper-beryllium material.

Abstract

Connectors are described which have an only 0.02 mu m to 1 mu m, preferably only approximately 0.1 mu m thick noble metal layer, in particular a gold layer, on top of a 0.1 mu m to 10 mu m thick, preferably electrodeposited interlayer of chromium, which gold layer is also expediently electrodeposited and preferably heat-treated. The connectors have good mechanical and electrical properties and are suitable as normally closed contacts, in particular relay contacts, and also as plug contacts and sliding contacts.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit elektrischen Kontaktstücken für Abhebekontakte, Steckkontakte und Gleit- bzw. Schleifkontakte, welche über einer 0,1 um bis 10 um dicken Zwischenschicht aus Chrom auf einem unterhalb etwa 2000°C schmelzenden metallischen Kontaktstückrohling mit Edelmetall beschichtet sind, sowie mit Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention is concerned with electrical contact pieces for lifting contacts, plug contacts and sliding or sliding contacts which are coated with noble metal over a 0.1 μm to 10 μm thick intermediate layer made of chrome on a metallic contact piece blank melting below approximately 2000 ° C., and with processes for their manufacture.

Die Beschichtung von Kontaktstücken wenigstens auf ihrer kontaktgebenden Seite mit Edelmetallen oder Edelmetallegierungen,ist bekannt und wird aus unterschiedlichen Gründen durchgeführt, nämlich zur Herabsetzung des Kontaktübergangswiderstandes und/oder um die Kontaktoberfläche gegen Oxidation und Korrosion zu schützen und/oder zur Verbesserung des Verschleißverhaltens im Vergleich zu dem unedleren Kontaktgrundmaterial u.a.m.The coating of contact pieces at least on their contacting side with precious metals or precious metal alloys is known and is carried out for various reasons, namely to reduce the contact resistance and / or to protect the contact surface against oxidation and corrosion and / or to improve the wear behavior compared to the base base material etc.

Wegen des hohen Preises der Edelmetalle ist eine möglichst dünne Beschichtung an sich erstrebenswert, doch unterschreitet man eine gewisse Mindestschichtdicke des Edelmetalls nicht, weil sonst der hinreichend geringe übergangswiderstand, sowie die Oxydations-und Korrosionsbeständigkeit des Trägermaterials nicht gewährleistet sind. üblicherweise sind die Edelmetallschichten einige um bis zu etwa 10 um dick.Because of the high price of the precious metals, the thinnest possible coating is desirable, but the thickness of the precious metal should not be less than a certain minimum, because otherwise the sufficiently low contact resistance and the oxidation and corrosion resistance of the carrier material are not guaranteed. Usually the noble metal layers are a few µm up to about 10 µm thick.

Im Gegensatz zu den vorteilhaften elektrischen Eigenschaften der Edelmetallschichten und auch zu ihrer oxidations- und korrosionshemmenden Wirkung sind die mechanischen Eigenschaften der Edelmetallschichten durchaus nicht immer den an sich gestellten Anforderungen gewachsen; vielmehr haben mangelnde Härte und mangelnde Verschle'ißfestigkeit, bei Gleit-und Steckkontakten auch mangelnde Abriebfestigkeit, in vielen Fällen eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer zur Folge.In contrast to the advantageous electrical properties of the noble metal layers and also to their oxidation and corrosion-inhibiting effect, the mechanical properties of the noble metal layers are by no means always up to the demands made per se; Rather have a lack of hardness and lack Verschle 'ißfestigkeit, also lack in sliding and plug contacts abrasion resistance, in many cases a relatively short service life.

Es ist bereits bekannt, auf Kontaktstücke aus Kupfer, welche galvanisch mit Gold beschichtet werden sollen, zunächst eine 0,25 um bis 2 um dicke Chromschicht galvanisch abzuscheiden, kathodisch zu aktivieren und anschließend galvanisch mit Gold in einer Schichtdicke zwischen 15 um und 20 um zu beschichten (AES Research Project 29 in "Plating" 61/1974/S. 1015-1018). Die Chromschicht soll als Diffusionsperre verhindern, daß das Kupfer in das Gold hinein und bis zur Kontaktoberfläche diffundiert.It is already known to galvanically deposit a 0.25 μm to 2 μm thick chrome layer on contact pieces made of copper, which are to be electroplated with gold, to be cathodically activated and then to electroplate with gold in a layer thickness between 15 μm and 20 μm coat (AES Research Project 29 in "Plating" 61/1974 / S. 1015-1018). The chrome layer acts as a diffusion barrier to prevent the copper from diffusing into the gold and up to the contact surface.

Es sind Versuche bekannt geworden, Edelmetalle, vor allem Gold, durch andere preiswerte Metalle zu ersetzen. Fast alle unedleren Metalle weisen jedoch eine viel zu geringe Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf und sind schon aus diesem Grund ungeeignet für elektrische Kontaktstücke. Wegen günstiger Verschleißeigenschaften des Chroms könnte man daran denken, auf Kontaktstücke, die mechanisch auf Verschleiß beansprucht sind, Deckschichten aus Chrom aufzubringen.Attempts have been made to replace precious metals, especially gold, with other inexpensive metals. Almost all base metals, however, have a far too low resistance to corrosion and oxidation and are therefore unsuitable for electrical contact pieces. Because of the favorable wear properties of chromium, one could think of applying chrome cover layers to contact pieces that are mechanically subject to wear.

Nachteilig bei einer Beschichtung von Kontaktstücken mit Chrom ist jedoch, daß dann hohe und vor allem schwankende Übergangswiderstände zu verzeichnen sind, die seine allgemeine Verwendung ausschließen. Diese schwankenden Übergangswiderstände des Chroms sind wahrscheinlich auf Oxidationsvorgänge an der Oberfläche zurückzuführen, die zufällig und unregelmäßig - insbesondere unter Wärmeeinwirkung - auftreten und nicht gezielt zu beeinflussen sind. Die hohen und schwankenden Übergangswiderstände werden besonders bei einer galvanischen Abscheidung des Chroms beobachtet, lassen sich aber auch bei aufgedampftem Chrom nicht vermeiden. Hinzu kommt, daß bei einer Beschichtung durch Aufdampfen ein umständliches und erheblich teureres Verfahren angewendet werden muss. Der Vorteil des gegenüber dem Edelmetall preislich günstigeren Chroms wird durch die Unwirtschaftlichkeit des Aufdampfens mehr als aufgehoben. Aus den oben genannten Gründen hat daher auch das Chrom als Beschichtungsmaterial bislang keinen Eingang in die Praxis finden und nicht die üblichen dickeren Edelmetallschichten ersetzen können.A disadvantage of a coating of contact pieces with chrome, however, is that high and, above all, fluctuating contact resistances are then recorded, which preclude its general use. These fluctuating contact resistances of chromium are probably due to surface oxidation processes that occur randomly and irregularly - especially under the influence of heat - and cannot be influenced in a targeted manner. The high and fluctuating contact resistances are particularly observed when the chromium is electrodeposited, but cannot be avoided even when the chromium is vapor-deposited. In addition, a cumbersome and considerably more expensive method must be used for a coating by vapor deposition. The advantage of chromium, which is cheaper than the precious metal, is more than offset by the inefficiency of vapor deposition. For the reasons mentioned above, chromium as a coating material has so far not been used in practice and has not been able to replace the usual thicker precious metal layers.

Aufgabe der Erfindung ist es, den hohen Bedarf an Edelmetall bei der Beschichtung von elektrischen Kontaktstücken der eingangs genannten Art zu verringern, dabei den günstigen Übergangswiderstand, die gute Haftfestigkeit und die bekannten anderen Vorteile der Edelmetalle zu bewahren und zu verbinden mit einer verbesserten Verschleißfestigkeit der Kontaktschicht, außerdem aber die oben genannten Nachteile anderer Stoffe und Verfahren, wie mechanische Empfindlichkeit, schwankende Übergangswiderstände oder Unwirtschaftlichkeit zu vermeiden.The object of the invention is to reduce the high need for noble metal in the coating of electrical contact pieces of the type mentioned, while maintaining and combining the favorable contact resistance, the good adhesive strength and the known other advantages of the noble metals with improved wear resistance of the contact layer, but also to avoid the above-mentioned disadvantages of other materials and processes, such as mechanical sensitivity, fluctuating contact resistance or inefficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Edelmetall in einer Schichtdicke von nur 0,02 bis 1,0 um, vorzugsweise ca. 0,1 um, aufgebracht ist.This object is achieved in that the noble metal is applied in a layer thickness of only 0.02 to 1.0 μm, preferably approximately 0.1 μm.

Es ist das Verdienst der Erfinder, herausgefunden zu haben, daß man bereits mit derart dünnen Edelmetallschichten über Chrom elektrische Kontaktstücke der eingangs genannten Art mit wertvollen Eigenschaften erhalten kann, welche - angesichts der sehr dünnen Edelmetallschicht überraschend - niedrige und gleichmäßige Übergangswiderstände zeigen. Der Bedarf an Edelmetall kann im Vergleich zur bisherigen Praxis bis auf einen fast um zwei Größenordnungen geringeren Betrag verringert werden, sodaß der Anteil der Kosten des Edelmetalls an den Kosten der Herstellung solcher Kontaktstücke nunmehr von untergeordneter Bedeutung ist.It is to the credit of the inventors to have found that even with such thin layers of precious metal over chrome, electrical contact pieces of the type mentioned at the outset can be obtained with valuable properties which - surprisingly in view of the very thin layer of precious metal - show low and uniform contact resistances. The need for precious metal can be reduced by almost two orders of magnitude less than in previous practice, so that the share of the cost of the precious metal in the cost of producing such contact pieces is now of minor importance.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Chrom-Edelmetall-, insbesondere der Chrom-Gold-Schichtenfolge, gegenüber reinen Edelmetallbeschichtungen liegt in ihrer besonderen Verschleißbeständigkeit.Erfindungsgemäße Kontaktstücke eignen sich daher vorzüglich als Steckkontakte, ferner auch als Gleit- und Schleifkontakte sowie für sehr gering belastete Abhebekontakte. Erfindungsgemäß ausgebildete Kontaktstücke vermögen Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit mit niedrigem elektrischem Übergangswiderstand zu verbinden.Another significant advantage of the chrome noble metal, in particular the chrome-gold layer sequence, over pure noble metal coatings lies in their particular wear resistance Contact pieces are therefore ideal as plug contacts, also as sliding and sliding contacts and for very lightly loaded lifting contacts. Contact pieces designed according to the invention can combine wear resistance and corrosion resistance with low electrical contact resistance.

Zugleich weist die Schichtenfolge aber trotz des geringen Edelmetallanteils eine ausgezeichnete Ätzbeständigkeit gegenüber Salpetersäure, Flußsäure, Essigsäure und Phosphorsäure sowie deren Mischungen auf, sodaß die Kontaktstücke auch dort eingesetzt werden können, wo es auf gute Ätzbeständigkeit ankommt.At the same time, the layer sequence, despite the small amount of noble metal, has excellent etching resistance to nitric acid, hydrofluoric acid, acetic acid and phosphoric acid and mixtures thereof, so that the contact pieces can also be used where good etching resistance is important.

Der Auswahl der Grundmaterialien für die Kontakt-. stücke sind dabei praktisch keine Grenzen gesetzt, da die üblichen, niedriger als bei 2000°C schmelzenden Kontaktwerkstoffe sich sämtlich mit Chrom, ggfs. nach einer vorherigen Unternickelung, beschichten lassen, und zwar nach dem aus Kostengründen bevorzugten Verfahren der galvanischen Beschichtung. Die Chromschicht soll so dick gewählt werden, dass sie i.w. dicht ist. Bei galvanisch abgeschiedenen Chromschichten erreicht man dies bei Schichtdicken ab ca. 2 um, bei aufgedampften Chromschichten bereits bei Schichtdicken ab ca. 1 um.The choice of basic materials for contact. There are practically no limits to the number of pieces, since the usual contact materials that melt lower than at 2000 ° C can all be coated with chrome, if necessary after prior nickel plating, using the preferred method of galvanic coating for reasons of cost. The chrome layer should be chosen so thick that i.w. is tight. In the case of electrodeposited chrome layers, this is achieved with layer thicknesses from approx. 2 μm, with vapor-deposited chrome layers already with layer thicknesses from approx. 1 μm.

Als Basismaterialien für die erfindungsgemäßen Kontaktstücke kommen vor allem Kupfer sowie Legierungen des Kupfers mit Silber, Beryllium, Zinn (CuSn6), Zink (CuZn37) und andere mehr infrage.The base materials for the contact pieces according to the invention are, above all, copper and alloys of Copper with silver, beryllium, tin (CuSn6), zinc (CuZn37) and others in question.

Als Edelmetalle kommen vor allem Gold und Goldlegierungen, insbesondere hochkarätige Goldlegierungen, auch mit kleineren Gehalten (bis zu 4 Atom-%) an Nickel und/oder Kobalt, aber auch Silber, Platin, Palladium, Rhodium und Ruthenium infrage.Gold and gold alloys, in particular high-quality gold alloys, also with smaller contents (up to 4 atom%) of nickel and / or cobalt, but also silver, platinum, palladium, rhodium and ruthenium, are suitable as precious metals.

Es werden bevorzugt Kontaktstücke verwendet, in denen das Edelmetall sowohl auf der Oberfläche der Chromschicht als auch zu einem wesentlichen Teil in der Oberflächenschicht der Chromschicht verteilt ist. Letzteres erreicht man durch eine gezielte Wärmebehandlung, welche das Edelmetall teilweise in das Chrom eindiffundieren läßt. Hierdurch werden die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kontaktstücke besonders 'günstig beeinflußt. Vermutlich stabilisiert die Diffusion des Edelmetalls in die Chromoberfläche diese gegen unerwünschte Oxidationsvorgänge. Durch eine Herabsetzung der Elektronenaustrittsarbeit wird zugleich der Übergangswiderstand verringert. Ferner wird die Abriebfestigkeit der Edelmetallschicht deutlich verbessert.Contact pieces are preferably used in which the noble metal is distributed both on the surface of the chrome layer and to a substantial extent in the surface layer of the chrome layer. The latter is achieved through a targeted heat treatment, which allows the noble metal to diffuse partially into the chromium. This has a particularly favorable effect on the properties of the contact pieces according to the invention. The diffusion of the noble metal into the chrome surface presumably stabilizes it against undesired oxidation processes. By reducing the electron work function, the contact resistance is also reduced. Furthermore, the abrasion resistance of the precious metal layer is significantly improved.

Verfahrensschritte zur Herstellung erfindungsgemäßer Kontaktstücke sind Gegenstand der Patentansprüche 5 bis 14.Process steps for producing contact pieces according to the invention are the subject of claims 5 to 14.

Besonders festhaftende Edelmetallüberzüge auf der Chromschicht erhält man, wenn das Chrom zuvor in einem schwefelsauren Reinigungsbad kathodisch aktiviert wird.Particularly strong precious metal coatings on the chrome layer are obtained if the chrome is previously cathodically activated in a sulfuric acid cleaning bath.

Die Erfindung wird nachfolgend noch erläutert am Beispiel der Herstellung von Kontaktstücken aus einer für Kontaktzwecke üblichen Beryllium-KupferLegierung, welche galvanisch verchromt und anschließend mit einem Edelmetall beschichtet werden. Erfindungsgemäß empfiehlt es sich, dazu in den folgenden Schritten vorzugehen:

  • a) Vorentfettung der Rohlinge aus Cu-Be in einem organischen Lösungsmittel,
  • b) Behandeln in einem alkalischen Entfettungsbad,
  • c) Spülen in Wasser,
  • d) Reinigungsätzen der Rohlinge,
  • e) Spülen in Wasser,
  • f) Wiederholen des Reinigungsätzens gemäß c),
  • g) Spülen in Wasser,
  • h) Aktivierung der Oberfläche der Cu-Be-Rohlinge,
  • 1) Galvanisches Beschichten der Cu-Be-Rohlinge mit Chrom,
  • k) Spülen in Wasser,
  • 1) Kathodische Aktivierung der Chromschicht,
  • m) Spülen in Wasser
  • n) Galvanisches Beschichten der Chromschicht mit Edelmetall,
  • o) Spülen in Wasser,
  • p) Wärmebehandlung der aufgebrachten Beschichtungen unter einem Wasserstoff-Schutzgas.
The invention is explained below using the example of the production of contact pieces from a beryllium-copper alloy which is customary for contact purposes and which is electroplated and then coated with a noble metal. According to the invention, it is advisable to proceed in the following steps:
  • a) pre-degreasing of the Cu-Be blanks in an organic solvent,
  • b) treatment in an alkaline degreasing bath,
  • c) rinsing in water,
  • d) cleaning etching of the blanks,
  • e) rinsing in water,
  • f) repeating the cleaning etching according to c),
  • g) rinsing in water,
  • h) activation of the surface of the Cu-Be blanks,
  • 1) electroplating the Cu-Be blanks with chrome,
  • k) rinsing in water,
  • 1) cathodic activation of the chrome layer,
  • m) rinsing in water
  • n) electroplating the chrome layer with precious metal,
  • o) rinsing in water,
  • p) heat treatment of the applied coatings under a hydrogen protective gas.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Verfahrensschritt b) bei einer Stromdichte von etwa 5-20 A/dm2 bei Raumtemperatur während einer Dauer von ca. 30 s ablaufen zu lassen und den Verfahrensschritt d) in Lösungen aus Schwefelsäure und Salpetersäure mit oder ohne Zusatz von Phosphorsäure bei Raumtemperatur während einer Dauer von 5 s bis 60 s, vorzugsweise von 15 s vorzunehmen. Ferner ist es zweckmäßig, beim Verfahrensschritt h) die Oberfläche des Cu-Be-Rohlings in Salzsäure bei Raumtemperatur während einer Dauer von etwa 15 s bis 2 min. (je nach Konzentration der Salzsäure) zu aktivieren; gemäß i) den aktivierten Cu-Be-Rohling mit Chrom in einem Bad aus 400 g Cr03 und 4 g H2S04 je Liter bei einer Stromdichte von 15 A/dm2 und bei einer Temperatur von 50 + 5°C während einer Dauer von 5 bis 20 min. zu beschichten; gemäß 1) die Chromschicht in 1- bis 15-%iger Schwefelsäure, vorzugsweise 8-%iger Schwefelsäure, bei einer Stromdichte von 2 bis 40 A/dm', vorzugsweise 20 A/dm2 , bei Raumtemperatur während einer Dauer von 2 bis 60 s, vorzugsweise 20s, kathodisch zu aktivieren; gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Gold in einem schwach sauren bis neutralen Goldbad bei einer Deckstromdichte von etwa 3 A/dm2 bei einer Temperatur von ca. 25°C während einer Dauer von ca. 20 s zu beschichten; oder gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Silber in einem cyanidischen Silberbad bei einer Deckstromdichte von etwa 5 A/dm2 bei einer Temperatur von 20 ± 5°C während einer Dauer von ca. 20 s zu beschichten; oder gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Platin in einem sauren Platinbad bei einer Deckstromdichte von etwa 3 A/dm2 bei einer Temperatur von ca. 65°C während einer Dauer von ca. 15 s zu beschichten; oder gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Palladium in einem neutralen bis alkalischen Palladiumbad bei einer Deckstromdichte von etwa 3 A/dm2 bei einer Temperatur von ca. 65°C während einer Dauer von etwa 15 s zu beschichten; oder gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Rhodium in einem sauren Rhodiumbad bei einer Deckstromdichte von etwa 3 A/dm2 bei einer Temperatur von ca. 30°C während einer Dauer von ca. 45 s zu beschichten; oder gemäß n) die aktivierte Chromschicht mit Ruthenium in einem sauren Rutheniumbad bei einer Deckstromdichte von etwa 3 A/dm2 bei einer Temperatur von 70 i 5°C während einer Dauer von 20 s zu beschichten; gemäß p) die aufgebrachten Beschichtungen bei einer Temperatur zwischen 300°C und 400°C während einer Dauer zwischen einer halben Stunde und einer Stunde zu tempern. Temperatur und Dauer der Temperung sind so aufeinander abzustimmen, daß ein merklicher Anteil des Edelmetalls in die Chromschicht eindiffundiert, daß jedoch noch so viel Edelmetall auf der Oberfläche der Chromschicht verbleibt, daß der Übergangswiderstand durch die Eigenschaften des Edelmetalls bestimmt wird. In vorteilhafter Weise bewirkt die Temperung zugleich eine erwünschte Härtung des Kupfer-Beryllium-Werkstoff.It has proven beneficial to the process step b) at a current density of about 5-20 A / dm 2 at room temperature for a period of about 30 s and process step d) in solutions of sulfuric acid and nitric acid with or without the addition of phosphoric acid at room temperature for a period of time from 5 s to 60 s, preferably from 15 s. Furthermore, it is expedient in process step h) to surface the Cu-Be blank in hydrochloric acid at room temperature for a period of about 15 s to 2 min. to activate (depending on the concentration of hydrochloric acid); according to i) the activated Cu-Be blank with chrome in a bath of 400 g Cr0 3 and 4 g H 2 S0 4 per liter at a current density of 15 A / dm 2 and at a temperature of 50 + 5 ° C during a Duration from 5 to 20 min. to coat; 1) the chromium layer in 1- to 15% sulfuric acid, preferably 8% sulfuric acid, at a current density of 2 to 40 A / dm ', preferably 20 A / dm 2 , at room temperature for a period of 2 to 60 s, preferably 20s, to activate cathodically; according to n) to coat the activated chromium layer with gold in a weakly acidic to neutral gold bath at a covering current density of approximately 3 A / dm 2 at a temperature of approximately 25 ° C. for a period of approximately 20 s; or according to n) to coat the activated chromium layer with silver in a cyanide silver bath at a covering current density of about 5 A / dm 2 at a temperature of 20 ± 5 ° C for a period of about 20 s; or according to n) the activated chromium layer with platinum in an acidic platinum bath at a cover current density of about 3 A / dm 2 at a temperature of coat at approx. 65 ° C for a period of approx. 15 s; or according to n) to coat the activated chromium layer with palladium in a neutral to alkaline palladium bath at a cover current density of approximately 3 A / dm 2 at a temperature of approximately 65 ° C. for a period of approximately 15 s; or according to n) to coat the activated chromium layer with rhodium in an acidic rhodium bath at a cover current density of approximately 3 A / dm 2 at a temperature of approximately 30 ° C. for a period of approximately 45 s; or according to n) coating the activated chromium layer with ruthenium in an acidic ruthenium bath at a cover current density of about 3 A / dm 2 at a temperature of 70 15 ° C. for a period of 20 s; according to p) annealing the applied coatings at a temperature between 300 ° C and 400 ° C for a period between half an hour and one hour. The temperature and duration of the tempering are to be coordinated so that a noticeable proportion of the noble metal diffuses into the chrome layer, but that so much noble metal remains on the surface of the chromium layer that the contact resistance is determined by the properties of the noble metal. In an advantageous manner, the tempering also brings about a desired hardening of the copper-beryllium material.

Claims (14)

1. Mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung beschichtetes elektrisches Kontaktstück für Abhebekontakte, Steckkontakte und Schleif- bzw. Gleitkontakte, welches unter der Edelmetallschicht eine Zwischenschicht aus Chrom mit einer Schichtdicke von 0,1 um bis 10 um, bei galvanisch abgeschiedenem Chrom von 0,5 µm bis 10 µm, vorzugsweise 1 bis 2 µm, auf einem unterhalb 2000°C schmelzenden metallischen Kontaktstückrohling aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall in einer Schichtdicke von 0,02 um bis 1 Um, vorzugsweise in einer Schichtdicke von ca. 0,1 um aufgebracht ist.1. With precious metal or a precious metal alloy coated electrical contact piece for lifting contacts, plug contacts and sliding or sliding contacts, which has an intermediate layer of chrome with a layer thickness of 0.1 µm to 10 µm under the precious metal layer, with electroplated chrome of 0.5 µm to 10 µm, preferably 1 to 2 µm, on a metallic contact piece melting below 2000 ° C, characterized in that the noble metal in a layer thickness of 0.02 µm to 1 µm, preferably in a layer thickness of approximately 0.1 µm is applied. 2. Kontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Edelmetall Gold, Silber, Platin, Palladium, Rhodium oder Ruthenium oder eine ihrer Legierungen, insbesondere Gold oder eine Goldlegierung vorgesehen ist.2. Contact piece according to claim 1, characterized in that gold, silver, platinum, palladium, rhodium or ruthenium or one of their alloys, in particular gold or a gold alloy, is provided as the noble metal. 3. Kontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil des Edelmetalls in die Oberflächenschicht der Chromzwischenschicht eindiffundiert ist.3. Contact piece according to claim 1, characterized in that a substantial part of the noble metal is diffused into the surface layer of the chrome intermediate layer. 4. Kontaktstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstückrohling aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung besteht oder auf einem Kupfer-Beryllium-Träger befestigt ist.4. Contact piece according to claim 3, characterized in that the contact piece blank consists of a copper-beryllium alloy or is attached to a copper-beryllium carrier. 5. Verfahren zum galvanischen Beschichten eines Kontaktstückrohlings mit Chrom und mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung zur Herstellung eines elektrischen Kontaktstücks nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Aufeinanderfolge der nachstehenden Verfahrensschritte: a) Vorentfettung des Rohlings in einem organischen Lösungsmittel, b) Behandeln des Rohlings in einem alkalischen Entfettungsbad, c) Spülen in Wasser, d) Ein- oder mehrfaches Reinigungsätzen des Rohlings mit nachfolgendem Spülen in Wasser, e) Aktivierung der Oberfläche des Rohlings, f) Beschichten des Rohlings in einem Chrombad, g) Spülen in Wasser, h) Kathodische Aktivierung der Chromschicht in einem sauren Reinigungsbad, i) Spülen in Wasser, k) Beschichten des Rohlings in einem Edelmetallbad, 1) Spülen in Wasser, m) eventuell ein Trocknungsvorgang. 5. Process for the galvanic coating of a contact piece blank with chrome and with noble metal or a noble metal alloy for producing an electrical contact piece according to one of claims 1 to 4, characterized by the sequence of the following process steps: a) pre-degreasing the blank in an organic solvent, b) treating the blank in an alkaline degreasing bath, c) rinsing in water, d) single or multiple cleaning etching of the blank with subsequent rinsing in water, e) activation of the surface of the blank, f) coating the blank in a chrome bath, g) rinsing in water, h) cathodic activation of the chromium layer in an acidic cleaning bath, i) rinsing in water, k) coating the blank in a precious metal bath, 1) rinsing in water, m) possibly a drying process. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Gold in einem schwach sauren bis neutralen Goldbad bei einer Deckstromdichte von 2 bis 10 A/dm2, vorzugsweise von etwa 3 A/dm2, und bei einer Temperatur von 20°C bis 55°C, vorzugsweise von ca. 25°C,während einer Dauer von 10 s bis 3 min., vorzugsweise ca. 20 s,beschichtet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the chromium layer with gold in a weakly acidic to neutral gold bath at a cover current density of 2 to 10 A / dm 2 , preferably of about 3 A / dm 2 , and at a temperature of 20 ° C to 55 ° C, preferably from about 25 ° C, for a period of 10 s to 3 min., Preferably about 20 s, is coated. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Silber in einem cyanidischen Silberbad bei einer Deckstromdichte von 2 bis 15 A/dm2 , vorzugsweise von etwa 5 A/dm2,bei einer Temperatur von 20 ± 5°C während einer Dauer von 10 s bis 30 min., vorzugsweise von etwa 20 s,beschichtet wird.7. The method according to claim 5, characterized in that the chrome layer with silver in a cyanide silver bath at a cover current density of 2 to 15 A / dm 2 , preferably of about 5 A / dm 2 , at a temperature of 20 ± 5 ° C during a duration of 10 s to 30 min., preferably of about 20 s, is coated. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Platin in einem sauren Platinbad bei einer Deckstromdichte von 3 bis 7 A/dm2 , vorzugsweise von etwa 3 A/dm; und bei einer Temperatur von 50°C bis 90°C, vorzugsweise ca. 65°C,während einer Dauer von 10 s bis 3 min., vorzugsweise von etwa 15 s,beschichtet wird.8. The method according to claim 5, characterized in that the chromium layer with platinum in an acidic platinum bath at a cover current density of 3 to 7 A / dm 2 , preferably of about 3 A / dm; and at a temperature of 50 ° C to 90 ° C, preferably about 65 ° C, for a period of 10 s to 3 min., preferably of about 15 s, is coated. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Palladium in einem neutralen bis alkalischen Palladiumbad bei einer Deckstromdichte von 2 bis 7 A/dm2, vorzugsweise von etwa 3 A/dm2, und bei einer Temperatur von 45 bis 70°C, vorzugsweise ca. 65°C, während einer Dauer von 10 s bis 2 min., vorzugsweise von etwa 15 s,beschichtet wird.9. The method according to claim 5, characterized in that the chromium layer with palladium in a neutral to alkaline palladium bath at a cover current density of 2 to 7 A / dm 2 , preferably of about 3 A / dm 2 , and at a temperature of 45 to 70 ° C, preferably about 65 ° C, is coated for a period of 10 s to 2 min., Preferably of about 15 s. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Rhodium in einem sauren Rhodiumbad bei einer Deckstromdichte von 2 bis 7 A/dm2 , vorzugsweise von etwa 3 A/dm2, und bei einer Temperatur zwischen 20°C und 60°C, vorzugsweise ca. 30°C,während einer Dauer von 10 s bis 5 min., vorzugsweise von etwa 45 s,beschichtet wird.10. The method according to claim 5, characterized in that the chromium layer with rhodium in an acidic rhodium bath at a cover current density of 2 to 7 A / dm 2 , preferably of about 3 A / dm 2 , and at a temperature between 20 ° C and 60 ° C, preferably approx. 30 ° C, for a period of 10 s to 5 min., Preferably of about 45 s, is coated. 11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht mit Ruthenium in einem sauren Rutheniumbad bei einer Deckstromdichte von 2 bis 7 A/dm2 , vorzugsweise von etwa 3 A/dm2, und bei einer Temperatur von 70 ± 5°C während einer Dauer von 10 s bis 2 min., vorzugsweise von etwa 20 s,beschichtet wird.11. The method according to claim 5, characterized in that the chromium layer with ruthenium in an acidic ruthenium bath at a cover current density of 2 to 7 A / dm 2 , preferably of about 3 A / dm 2 , and at a temperature of 70 ± 5 ° C. is coated for a period of 10 s to 2 min., preferably of about 20 s. 12. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückes nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück nach dem galvanischen Aufbringen der Edelmetallschicht einer Wärmebehandlung (Temperung oder Diffusionsglühung) unterworfen wird.12. A method for producing a contact piece according to one of claims 5 to 11, characterized in that the contact piece is subjected to a heat treatment (annealing or diffusion annealing) after the galvanic application of the noble metal layer. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung unter Schutzgas, vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre stattfindet.13. The method according to claim 12, characterized in that the heat treatment takes place under a protective gas, preferably in a reducing atmosphere. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 200°C und 750°C für eine Dauer zwischen 10 min. und 2 Stunden, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 300°C und 500°C für eine Dauer zwischen 30 min. und 2 Stunden vorgenommen wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the heat treatment at a temperature between 200 ° C and 750 ° C for a period between 10 min. and 2 hours, preferably at a temperature between 300 ° C and 500 ° C for a period between 30 min. and 2 hours.
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