Verwendung indiumhaltiger Legierungen als Werkstoff zur Herstellung
von Kontakten An elektrischen Kontakteinrichtungen, insbesondere an solchen mit
häufig betätigten Kontakten, treten oft Kontaktstörungen auf, die durch den Schaltvorgang
selbst entstehen. Durch Kontaktschläge und Reibung wird die Kontaktfläche deformiert;
es entsteht ein mechanischer Abrieb bzw. eine Abnutzung der Kontaktfläche, bei der
sich ein feiner Metallstaub mit adsorbierten Gasschichten bildet. Dieser Metallstaub
ist nicht so korrosioxns- und oxydationsbeständig wie der eigentliche Kontaktwerkstoff.
Durch - die andauernden Kontaktschläge und die Reibung an den Kontaktstellen wird
der Metallstaub wieder in die Kontaktflächen eingedrückt. Auf diese Weise vollzieht
sich eine Reiboxydation, welche eine Erhöhung des Kontaktwiderstandes zur Folge
hat. Ferner kann durch den Schaltvorgang das leitende Kristallgitter in eine amorphe,
nichtleitende Schicht umgewandelt werden. Die durch diese Vorgänge veränderte, aufgerauhte
Kontaktfläche ist der Korrosion und Oxydation leicht zugänglich und begünstigt die
Bildung von Deckschichten aus den im Luftraum vorhandenen Molekülen flüchtiger Stoffe,
welche aus Isolierstoffen, Lacken, Farben und sonstigen Stoffen ausgeschieden werden.
Die geschilderten Vorgänge rufen ein erhebliches Ansteigen des Kontaktwiderstandes
hervor und wirken sich besonders nachteilig in Kontaktkreisen mit schwacher Belastung
aus, z. B. in Sprechkreisen, Hochfrequenz-, Meß- und Signalstromkreisen, ferner
in allen Kontaktkreisen, in denen durch Funkenlöschung kein Schaltfeuer entsteht.
Denn ein Schaltfeuer kann diese Störungen durch Verbrennung der Störschichten zum
Teil unwirksam machen.Use of alloys containing indium as a material for production
of contacts On electrical contact devices, especially on those with
Frequently operated contacts, contact faults often occur due to the switching process
arise themselves. The contact surface is deformed by contact impacts and friction;
mechanical abrasion or wear and tear of the contact surface occurs
a fine metal dust with adsorbed gas layers forms. This metal dust
is not as resistant to corrosion and oxidation as the actual contact material.
By - the continuous contact blows and the friction at the contact points
the metal dust is pushed back into the contact surfaces. Perform this way
friction oxidation, which increases the contact resistance
Has. Furthermore, the switching process can transform the conductive crystal lattice into an amorphous,
non-conductive layer are converted. The roughened and changed by these processes
Contact surface is easily accessible to corrosion and oxidation and promotes the
Formation of cover layers from the molecules of volatile substances present in the airspace,
which are separated from insulating materials, varnishes, paints and other substances.
The described processes cause a considerable increase in the contact resistance
and are particularly detrimental in contact circles with low loads
off, e.g. B. in speech circles, high frequency, measuring and signal circuits, furthermore
in all contact circuits in which spark extinction does not cause a switchgear.
Because a switching fire can cause this interference by burning the interfering layers
Make part ineffective.
Sämtliche erwähnten Störungen treten bei Schleifkontakten in zum Teil
noch stärkerem Maße auf. Hierbei kann sich als Störung zusätzlich auswirken, daß
durch das betriebsmäßige Fetten der Kontaktflächen oder durch das Belegen mit anderen
Oberflächenfilmen, z. B. mit Wasser- oder Sauerstoffhäuten, auf den Kontaktflächen
Polierschichten entstehen, die ebenfalls einen hohen Widerstand besitzen. Besonders
nachteilig ist, daß bei Schleifkontakten die durch Reiboxydation entstehenden Schichten
auf den rotierenden Kontaktflächen verschieden verteilt und verschieden stark sind.
Dies hat zur Folge, daß der elektrische und mechanische Verschleiß auf der gesamten
Schleiffläche ungleichmäßig verteilt ist, so daß im Laufe des Betriebs die rotierende
Fläche unrund wird und der Auflagedruck der Schleifkontakte stark schwankt, wodurch
die Stromführung ebenfalls gestört wird und der elektrische und mechanische Verschleiß
noch stärker ansteigen. Eine zusätzliche Korrosion, besonders in angreifenden Atmosphären,
beschleunigt die zerstörende Wirkung.All of the malfunctions mentioned occur in some cases with sliding contacts
to an even greater extent. This can have an additional effect as a disturbance that
through the operational greasing of the contact surfaces or by covering them with others
Surface films, e.g. B. with water or oxygen skins on the contact surfaces
Polishing layers are created that also have a high resistance. Particularly
It is disadvantageous that the layers formed by friction oxidation in sliding contacts
are distributed differently on the rotating contact surfaces and are of different strengths.
This has the consequence that the electrical and mechanical wear on the whole
The grinding surface is unevenly distributed, so that in the course of operation the rotating
The surface becomes out of round and the contact pressure of the sliding contacts fluctuates greatly, as a result of which
the current conduction is also disturbed and the electrical and mechanical wear
increase even more. Additional corrosion, especially in aggressive atmospheres,
accelerates the destructive effect.
Zur Behebung dieser Störungen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
den bekannten Kontaktwerkstoffen, nämlich Silber, Gold, Platin, Rhodium, Iridium,
Osmium, Kupfer oder Nickel, 1 bis 9 Gewichtsprozent Indium zuzusetzen, gegebenenfalls
mit den für solche Kontaktlegierungen üblichen weiteren Legierungszusätzen, und
diese Kontaktwerkstoffe für niederbelastbare Kontakte der Schwachstromtechnik, z.
B. in Sprechstromkreisen, Hochfrequenz-, Meß- und Signalstromkreisen zu verwenden.To remedy these faults, it is proposed according to the invention that
the known contact materials, namely silver, gold, platinum, rhodium, iridium,
Osmium, copper or nickel, 1 to 9 percent by weight of indium to be added, if necessary
with the other alloy additives customary for such contact alloys, and
these contact materials for low-load contacts in low-voltage technology, e.g.
B. to use in speech circuits, high frequency, measurement and signal circuits.
Neben den schon erwähnten, bis auf geringe Verunreinigungen reinen
Metallen sind die in folgender Zusammensetzung bereits bekannten Legierungen für
einen Zusatz von 1 bis 9 Gewichtsprozent Indium besonders geeignet
Silber-Kadmium, und zwar bis 30 °% Cd,
Rest Ag
Silber-Kadmium-Kupfer, und zwar bis 25 °/o Cd,
bis 20 °/o Cu, Rest Ag
Silber-Kupfer-Phosphor, und zwar bis 12"/, Cu,
bis 1 °/o P, Rest Ag
Gold-Silber, und zwar bis 40 °% Ag,
Rest Au
Gold-Silber-Kupfer, und zwar bis 40 Ag,
bis 20 °/o Cu, Rest Au
Gold-Silber-Nickel, und zwar bis 40 % Ag,
bis 8 °/, Ni, Rest Au
Gold-Silber-Platin, und zwar bis 40 °/o Ag,
bis 15 °/o Pt, Rest Au
Gold-Kupfer, und zwar bis 20 °/o Cu,
Rest Au
Gold-Nickel, und zwar bis 12 °/o Ni,
Rest Au
Gold-Platin, und zwar bis 100/, Pt,
Rest Au
Gold-Kobalt, und zwar bis 10°/Q Co,
Rest Au
Platin-Iridium, und zwar bis 400/Q Ir,
Rest Pt
Platin-Nickel, und zwar bis 12 0/Q Ni,
Rest Pt
Osmium-Iridium, und zwar bis 50 0/Q Ir,
Rest Os
Rhodium-Nickel, und zwar bis 50 0/Q Ni,
Rest Rh
Kupfer-Zink, ('Messing), und zwar bis 40 0/Q Zn,
Rest Cu
Kupfer-Zinn,
(Zinnbronze), und zwar bis 8 0/Q Sn,
Rest Cu
Kupfer-Beryllium,
(Berylliumbronze), und zwar bis 40/Q Be,
Rest Cu
Kupfer-Aluminium,
(Aluminiumbronze), und zwar bis 10 0/Q Al,
Rest Cu
Kupfer-Chrom,
(Chrombronze), und zwar bis 2 0/Q Cr,
Rest Cu
Kupfer-MT ckel,
(Neusilber), und zwar bis 260/Q Ni,
Rest Cu
Das zugesetzte Indium kann mit dem Kontaktwerkstoff auf dem Schmelzweg eine homogene
Legierung bilden oder nach dem pulvermetallurgischen Verfahren auf dem Sinterwege
als Verbundstoff mit dem Kontaktwerkstoff verbunden sein; es kann aber auch galvanisch
oder durch Kathodenzerstäubung auf den Kontaktwerkstoff aufgebracht und durch thermische
Behandlung reit demselben derart legiert oder in denselben so eindiffundiert sein,
daß an diesen Stellen eine homogene Legierungszone ausreichender Dicke vor allem
natürlich im Kontaktbereich entsteht.In addition to the metals already mentioned, which are pure apart from slight impurities, the alloys already known in the following composition are particularly suitable for an addition of 1 to 9 percent by weight of indium Silver-cadmium, up to 30 °% Cd,
Remainder Ag
Silver-cadmium-copper, namely up to 25 ° / o Cd,
up to 20% Cu, remainder Ag
Silver-copper-phosphorus, up to 12 "/, Cu,
up to 1% P, remainder Ag
Gold-silver, up to 40% Ag,
Rest Au
Gold-silver-copper, up to 40 Ag,
up to 20% Cu, remainder Au
Gold-silver-nickel, up to 40 % Ag,
up to 8 ° /, Ni, remainder Au
Gold-silver-platinum, up to 40% Ag,
up to 15% Pt, remainder Au
Gold-copper, namely up to 20% Cu,
Rest Au
Gold-nickel, namely up to 12% Ni,
Rest Au
Gold-platinum, up to 100 /, Pt,
Rest Au
Gold-cobalt, up to 10 ° / Q Co,
Rest Au
Platinum-iridium, up to 400 / Q Ir,
Remainder Pt
Platinum-nickel, namely up to 12 0 / Q Ni,
Remainder Pt
Osmium-Iridium, namely up to 50 0 / Q Ir,
Remainder Os
Rhodium-nickel, namely up to 50 0 / Q Ni,
Remainder Rh
Copper-zinc, ('brass), namely up to 40 0 / Q Zn,
Remainder Cu
Copper-tin,
(Tin bronze), namely up to 8 0 / Q Sn,
Remainder Cu
Copper beryllium,
(Beryllium bronze), namely up to 40 / Q Be,
Remainder Cu
Copper-aluminum,
(Aluminum bronze), namely up to 10 0 / Q Al,
Remainder Cu
Copper-chrome,
(Chrome bronze), up to 2 0 / Q Cr,
Remainder Cu
Copper MT ckel,
(German silver), namely up to 260 / Q Ni,
Remainder Cu
The added indium can form a homogeneous alloy with the contact material on the melting path or be connected to the contact material as a composite material using the powder metallurgical process on the sintering path; but it can also be applied to the contact material galvanically or by cathode sputtering and alloyed or diffused into the same by thermal treatment in such a way that a homogeneous alloy zone of sufficient thickness arises at these points, especially naturally in the contact area.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Indium-zu den genannten bekannten
Kontaktwerkstoffen bei Abhebe-, Steck-, Klemm- und Schleifkontakten wird die mechanische
Deformierung der Kontaktflächen, besonders die Metallstaubbildung durch mechanischen
Abrieb und die Bildung von Polierschichten auf den Kontaktflächen, unterdrückt.
Die Werkstoffeigenschaften des Kontaktwerkstoffes werden in der Richtung günstig
beeinflußt, daß bei Schleifkontakten dieselben, ohne zu haften oder zu Fressungen
zu neigen, gegeneinander stetig gleiten und gegebenenfalls noch auftretende geringe
Verformungen der Oberfläche ohne Bildung von Metallstaub vor sich gehen. Es wird
eine saubere, stets gleichmäßig gleitende Bewegung erzielt und somit auch die Korrosion
auf den gleitenden und/oder abhebenden Flächen verringert, so daß eine Reiboxydation
nicht entstehen kann und ein stets konstant bleibender kleiner Widerstand gegen
den elektrischen Angriff und die Abnutzung durch Materialwanderung und Materialverlust
(Abbrand) erreicht wird. Bei Abhebekontakten wird ein Verschweißen und Kleben der
Kontaktstellen unterdrückt. Das störungsfreie Arbeiten beim Schaltvorgang verringert
Kontaktprellungen, wodurch der elektrische Verschleiß ebenfalls herabgesetzt wird.By adding indium according to the invention to the known ones mentioned
Contact materials for lift-off, plug-in, clamp and sliding contacts becomes the mechanical
Deformation of the contact surfaces, especially the formation of metal dust by mechanical means
Abrasion and the formation of polishing layers on the contact surfaces are suppressed.
The material properties of the contact material are favorable in this direction
affects that sliding contacts do the same without sticking or scoring
tend to slide against each other steadily and possibly still occurring small
Deformations of the surface take place without the formation of metal dust. It will
a clean, always evenly sliding movement is achieved and thus also corrosion
reduced on the sliding and / or lifting surfaces, so that a friction oxidation
cannot arise and a constant small resistance to
the electrical attack and the wear and tear due to material migration and material loss
(Burn-off) is reached. With lifting contacts a welding and gluing of the
Contact points suppressed. The trouble-free operation during the switching process is reduced
Contact bruises, which also reduces electrical wear.
Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Indium zu den bisher üblichen
Kontaktwerkstoffen aus Kupfer und/oder Silber mit Legierungsbestandteilen aus Kadmium,
Aluminium, Gold, Palladium, Platin, Beryllium oder anderen bekannten Metallbeimischungen
wird auch der Angriff von Öl- und Fettsäuren in Ölschaltern und durch Kontaktfette
und -öle auf die Schaltkontakte erheblich verringert. Ferner wird das Verhalten
in den Tropen durch die erfindungsgemäßen Zusätze günstig beeinflußt.The addition of indium according to the invention to the previously customary contact materials made of copper and / or silver with alloy components made of cadmium, aluminum, gold, palladium, platinum, beryllium or other known metal admixtures also prevent oleic and fatty acids from attacking oil switches and contact greases and - Oils on the switch contacts are significantly reduced. Furthermore, the behavior in the tropics is favorably influenced by the additives according to the invention.