NO157288B - Anvendelse av loddelegeringer til paalodning av kontaktmaterialer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører anvendelsen av loddelegeringer til direkte pålodning av oksydholdige sølvkontaktmaterialer, spesielt av sølv-tinnoksyd på kontaktbærere.

Edelmetallholdige kontaktmaterialer med metalloksydinnleir-inger som kadmiumoksyd, tinnoksyd eller indiumoksyd påloddes vanligvis på uedle bærematerialer som jern, nikkel eller kobber. Da disse sammensatte materialer må sikre en høy levetid i koplingsdrift, er det nødvendig med en fast lodde-forbindelse mellom disse materialer.

Slike loddeforbindelser fremstiller man i teknikken delvis ved at kontaktflatene utstyres med finsølv- eller sølv-kadmium-(tinn)-legeringssjikt som er godt loddbare. Da disse ekstrasjikt fører til høye omkostninger ved frem-stilling av loddbare kontaktflater og har en høy sølvdel, finnes det fremgangsmåter som omgir fremstillingen av et spesielt loddbart sjikt og fører til direkte lodninger.

Det er kjent (DAS 23 65 450) å bakstøpe sølvmetalloksyd-materialer med en sølv-kobberlegering og deretter å sammen-lodde med bæreren. Også påføring av reaktivlodd på

basis kobber-sølv-fosfor på kontaktmaterialer er kjent (DOS 24 38 922).

I DOS 30 11 821 omtales et av to deler bestående direkte-lodd, idet et sjikt av AgP skal reagere med et sjikt av AgCd ved loddeprosessen til et enhetlig sølv/kobber/kad-mium/f osf or lodd . Også i DOS 29 48 915 omtales et direkte-lodd av sølv-kobber-kadmium-tinn-indium til pålodning av oksydholdige sølvkontaktmaterialer på kontaktbærere.

Dette lodd fukter sølv-metalloksydmaterialer meget godt

uten å føre til sprø faser i diffusjonssonen. Likeledes omtales i DOS 31 23 357 et lodd som er spesielt egnet for sølv-tinnoksyd-kontaktmaterialer og består av komponentene sølv-tinn-indium-germanium.

Det er følgelig kjent en rekke loddelegeringer som sølv-metalloksyder fukter og i diffusjonssonen mellom kontaktmaterialer og lodd resp. bærer og lodd ikke danner sprøe kontaktsoner. Riktignok har de kjente loddelegeringer bare funnet begrenset anvendelse. Spesielt ved sølv-tinnoksyd-materialer består hovedvanskeligheten i at forbindelsessonen for det meste har en mindre levetid enn det yttterst av-brannfaste kontaktmateriale.

i

Den spesielle problematikk av det <på bærer påloddede kontaktmateriale er begrunnet i den ved temperaturdifferansene frembragte spenningsavbygning. På kobleflåtene av kontakt-påleggene oppnås ved lysbuens energi temperaturer på over 1000°C. På den overforliggende side av den loddede byg-ningsdel skal det herske temperaturer som ikke vesentlig ligger over værelsestemperatur. Temperaturdifferansen faller over en avstand på f.eks. 3 mm. Derved fremkommer ved den stadige temperaturveksling ved kobling høye skjær-og strekkspenninger som kan føre til avskalling av kontakt-påleggene. Ved kontaktpålegg med, et finsølvmellomsjikt kan disse spenninger til en viss grad avbygges ved plastisk forming i dette duktile sjikt. Imidlertid begrenses levetiden av denne forbindelse ved den lave fasthet av sølv eller forbindelsen av sølv med sølv/metalloksyd.

Ved direkte påloddede kontaktpålegg kan et slikt mellom-sjikt imidlertid ikke bli virksomt.

Fra DE-A-28 40 415 er det kjent loddelegeringer av sølv-kobberlegeringer med 5% palladium som sammen med termo-plaster anvendes til loddepasta til lodding av metalliske materialer som kjøretøydeler, installasjoner, smykker og sølwarer. Lodding av oksydholdige kontaktmaterialer er imidlertid ikke nevnt i dette dokument.

Oppfinnelsens oppgave var derfor<1>å tilveiebringe loddelegeringer til direkte pålodning,av oksydholdige sølv-kontaktmaterialer, spesielt sølv-tinnoksyd på kontaktbærere, som godt fukter sølv-metalloksydmaterialene og der-med er godt sammenloddbare. For det annet skulle loddelegeringene være duktile for å kunne avbygge skjær og strekkspenninger ved plastisk forming og ha en høyere fasthet enn sølv, således at ved skjær- og strekkspenningene ved kopling overskrides ikke bruddfastheten. For å unngå ekstraspenn-inger skal denne loddelegering dessuten i den termiske ut-videlseskoeffisient være tilpasset til de andre bygnings-delkomponenter.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at det anvendes loddelegeringer som inneholder 20-35 vekt-% kobber og 0,1-5 vekt-% palladium, resten sølv.

Slike legeringer oppfyller overraskende de stilte oppgaver

i fullt omfang. Disse loddelegeringer overtreffer med hensyn til levetiden av den derved fremstilte loddeforbind-else den vanlige finsølvplattering og de hittil kjente direktloddinger. Koplingsforsøk i flere strømbrytertyper viste spesielt i forbindelse med de høyavbrannfaste sølv/- sinkoksyd-kontaktmaterialer med hensyn til bydningsdelens levetid en betraktelig overlegenhet av disse loddelegeringer ifølge oppfinnelsen. Dessuten fukter de kjente sølv/metalloksydmaterialer meget godt uten ved reaksjoner på resp. med f.eks. tinnoksyd å føre til sprø diffusjons-soner.

Spesielt har det vist seg egnet loddelegeringer som ved siden av sølv inneholder 24-32 vekt-% kobber og 0,5-3

vekt-% palladium.

Ved anvendelse av loddelegeringer med 1 vekt-% palladium kunne det finnes spesielt økonomiske legeringer som dessuten har fordelen med lav arbeidstemperatur og litt øket levetid.

Følgende eksempler skal vise fordelene ved loddelegeringene ifølge oppfinnelsen: 1. Småplater av Ag/SnO- (88/12) i dimensjonene 9 x 9 x 1,25 mm 3 ble med en loddelegeringer av sølv med 26,6% kobber og 5% palladium under beskyttelsesgass påloddet på Cu-platterte stålbærere. Loddetilførselen foregikk over en innlagt loddefolie. Kopletallene i en 75A strømbryter utgjorde gjennomsnittlig 70.000 koplingsspill i AC4-drift. Derimot nådde vanlig på sølvplattert materiale loddede kontakter bare 30.000 koplingsspill.

2. AgSnO--(88/12) småplater i dimensjonene 14 x 15 x

3

2,3 mm ble med et lodd av,sammensetning AgCu28Pdl under beskyttelsesgass påloddet på Cu-bærer. Koplingstallene i en 250 A bryter utgjorde ' 120 .000 (Ag-plattert materiale 90.000).

Claims (3)

1. Anvendelse av legeringer av 20-35 vekt-% kobber, 0,1-5 vekt-% palladium, resten sølv, til direkte pålodning av oksydholdige sølvkontaktmaterialer, spesielt sølv-tinnoksyd, på kontaktbærere.

2. Anvendelse av legeringer av 24-32 vekt-% kobber, 0,5-3 vekt-% palladium, reIsten sølv, ifølge krav 1.

3. Anvendelse av legeringer med 20-35 vekt-% kobber,

1 vekt-% palladium, resten sølv, ifølge krav 1.