DE1190199B - Verwendung einer Legierung auf Silber- und/oder Kupferbasis als Werkstoff fuer elektrische Kontakte - Google Patents

Description

• Verwendung einer Legierung auf Silber-und/oder Kupferbasis als Werkstoff für elektrische Kontakte Bei Selbstschaltern, insbesondere bei Leitungsschutzschaltern, die aus den bisher bekannten Kontaktwerkstoffen hergestellt sind, tritt bei Kurzschlußabschaltungen oder wenn die geöffneten Kontakte bei Kurzschluß geschlossen werden, oft ein Verschweißen der Kontakte auf. Dieses kann zu Funktionsstörungen der Schalter führen.
• Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Legierung aus mindestens drei Metallkomponenten, die im flüssigen Zustand eine unbeschränkte Mischbarkeit aufweisen, und von denen zwei aus den Elementen Blei, Wismut, Zinn oder Gallium bestehen und auf 2 bis 30% bemessen sind, und bei der die Metallkomponenten, die mit diesen Elementen im flüssigen Zustand unbeschränkt mischbar sind, aus den Metallen Silber und/oder Kupfer bestehen, als Werkstoff für elektrische Kontakte, insbesondere für Leitungsschutzschalter. Mit besonderem Vorteil wird eine Silber-Kupfer-Blei-Legierung mit einem Gehalt von 2 bis 30% Blei, Rest Silber und Kupfer verwendet.
• Es sind bereits Kontaktwerkstoffe bestehend aus mindestens drei Metallkomponenten, die im flüssigen Zustand unbeschränkt mischbar sind, bekannt, so z. B. Kontaktlegierungen aus Kupfer, Silber und Wismut mit einem Gehalt von 5 bis 60 % Wismut oder aus 10 bis 50% Silber, 1,5 bis 5 % Zinn und 45 bis 88 0/0 Kupfer. Auch Kontaktstücke für Leistungsschalter, die aus 1 bis 10 % Blei, 12 bis 27 % Cadmium, Rest Silber und gegebenenfalls Kupfer bestehen, sind bekannt. Solche Kontaktwerkstoffe neigen zur Oberflächenoxydation, die zu einer Vergrößerung des Übergangswiderstandes führt. Im Gegensatz hierzu bleiben bei Verwendung von Legierungen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen die Kontaktwerkstoffe auch nach vielen Kurzschlußschaltungen metallisch blank. Es treten überraschenderweise keine nennenswerten Oberflächenoxydationen auf. Diese Oxydationsbeständigkeit beruht auf den verhältnismäßig hohen Dampfdrücken der niedrigschmelzenden Metalle, die zur Folge haben, daß der sich beim Auftreten der flüssigen Phase bildende Metalldampf die Kontaktfläche vor Oxydation schützt. Die Kontaktoberflächen behalten daher nach schweren Belastungen ein metallisch glänzendes Aussehen. Die Verhinderung der Bildung von Oberflächenoxydschichten ist deshalb besonders wichtig, weil dadurch unerwünschte Vergrößerungen des übergangswiderstandes im Kontaktgebiet vermieden werden.
• Ein besonderer Vorteil, der bei Verwendung von Legierungen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bei der erfindungsgemäßen Verwendung auftritt, liegt insbesondere darin, daß die bei der Strombelastung des Kontaktwerkstoffes entstehende flüssige Phase bis zu verhältnismäßig tiefen Temperaturen im Engegebiet der Kontakte erhalten bleibt, so daß während einer verhältnismäßig langen Zeit die Kontakte mit kleiner Öffnungskraft wieder getrennt werden können. Diese Wirkung wird bereits erzielt, wenn nur für einen der Kontakte eine erfindungsgemäß zusammengesetzte Legierung verwendet wird und der Gegenkontakt aus einem anderen Kontaktmaterial, z. B. aus Kupfer, besteht. Entsprechend genügt es bei Kontakten mit Doppelunterbrechung, wenn entweder für die bewegliche Brücke oder für beide Festkontakte Legierungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden.
• Die Metallkomponenten Blei, Wismut, Zinn oder Gallium können in der höherschmelzenden Komponente eingelagert sein; es kann aber auch der umgekehrte Fall vorliegen. In. beiden Fällen handelt es sich um ein Einlagerungsverbundmetall. Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung kann aber auch als ein Durchdringungsverbundmetall vorliegen, bei dem die Komponenten jeweils zusammenhängende Gerüste bilden, die räumlich ineinandergeschoben sind.
• Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen kann auf dem Schmelzwege oder auf dem Sinterwege erfolgen. Das letztere Verfahren ist deshalb besonders vorteilhaft, weil es die Herstellung von Fertigformteilen ermöglicht. Zur weiteren Erläuterung seien noch die folgenden beiden Beispiele angegeben: Beispiel 1 Ein Pulvergemisch aus 80% Silber, 5% Kupfer und 15% Blei wird mit 1 t/cm2 verpreßt; die Preßdichte beträgt 7,16 g/cms. Anschließend wird bei 500°C eine halbe Stunde in Wasserstoff gesintert; die Sinterdichte beträgt 7,50 g/cms. Durch Nachpressen mit 10 t/cm2 erreicht man eine Enddichte von 10,4 g/cm9.
• Beispiel 2 Ein Gemisch aus einem Silber-Kupfer-Legierungspulver und Bleipulver im Mischungsverhältnis 87: 3: 10 wird mit 1 t,/cm2 verpreßt; die Preßdichte beträgt 6,99 g/cms. Die Sinterung wird bei 500° C während einer halben Stunde in Wasserstoff durchgeführt; hierbei wird eine Sinterdichte von 8,12 g/cmg erreicht. Durch Nachpressen mit 10 t/cm2 erzielt man eine Enddichte von 10,5 g/cms.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verwendung einer Legierung aus mindestens drei Metallkomponenten, die im flüssigen Zustand eine unbeschränkteMischbarkeit aufweisen, und von denen zwei aus den Elementen Blei, Wismut, Zinn oder Gallium bestehen und auf 2 bis 30 % bemessen sind, und bei der die Metallkomponenten, die mit diesen Elementen im flüssigen Zustand unbeschränkt mischbar sind, aus den Metallen Silber und/oder Kupfer bestehen, als Werkstoff für elektrische Kontakte, insbesondere für Leitungsschutzschalter.
2. 2. Verwendung einer Legierung der in Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch aus 2 bis 30% Blei, Rest Silber und Kupfer bestehen, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
3. 3. Verwendung einer Legierung der in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Zusammensetzung, die auf dem Sinterwege hergestellt ist, für den im Anspruch 1 genannten Zweck. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 701302, 744 506, 961762; britische Patentschrift Nr. 221770; USA: Patentschriften Nr. 2 379 232, 2 396100.