contact material

Abstract: Contact materials having a contact layer of silver or a silver alloy, or a palladium alloy, have very good electrical properties. A disadvantage, however, is that a corrosion layer which forms even after a short time and which markedly increases the transfer resistance of the contact makes itself noticeable. In order to avoid this corrosion layer in an economical way, the invention provides that the contact face is gold-plated by electroplating, cathodic sputtering or chemical vapour coating and the contact material is then exposed for a short time to a temperature between 350 DEG C and 650 DEG C so that the gold can diffuse into the contact layer.

Description: Verfahren zum Herstellen eines Kontaktwerkstoffs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktwerkstoffs, der aus einem Basismetall oder einer Basis-Metallegierung besteht, auf das eine Kontaktschicht aus Silber oder einer Silberlegierung, oder aus Palladium oder einer Palladiumlegierung, deren Kontaktfläche korrosionsgeschützt ist, aufgebracht ist. Kontaktwerkstoffe mit einer Kontaktschicht aus Silber oder Palladium beziehungsweise aus einer Silber- oder Palladiumlegierung, sind mit dem Nachteil behaftet, dass sich auf ihrer Oberfläche schon nach kurzer Zeit eine dünne, jedoch äusserst resistente Korrosionsschicht bildet, die zu einem unzulässig hohen Kontakt-Übergangswiderstand führt. Trotz der sonstigen guten Eigenschaften derartiger Kontaktwerkstoffe werden daher immer noch Kontaktwerkstoffe verwendet, die zumindest an der Kontaktstelle stark vergoldet sind. Da diese Vergoldung Jedoch den Preis derartiger Kontaktwerkstoffe deutlich erhöht, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kontaktwerkstoff anzugeben, der weitgehend frei von der Bildung derartiger Korrosionsschichten ist. Bekannt ist es, derartige Kontaktschichten mit einer Hauchvergoldung von etwa 0,5 my bis l,û my zu versehen. Tatsächlich kann durch elrrr solche Hauchvergoldung zumindest die Bildung störender Korrosionsschichten hinausgezögert werden. Allerdings bilden sich dann, relativ zu den unbehandelten Kontakten, Korrosionsschichten, die deutlich resistenter sind. Möglich ist selbstverständlich auch eine Starkvergoldung, die jedoch, durch den hohen Goldanteil, recht unwirtschaftlich ist. Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit zwischen der Hauchvergoldung und einer solchen Starkvergoldung liegend ist es auch bereits bekannt, derartige Kontakte mit einer 5,0 my bis 20 my dicken Gold/Silber-Legierung abzudecken. Derartige Abdeckungen haben sich als recht brauchbar erwiesen, da sie die Bildung der beschriebenen Korrosionsschichten weitgehend verhindern und auch noch wirtschaftlich einigermassen tragbar sind. Bei reinen Palladiumkontakten, bei denen dieses Problem, wenn auch in abgeschwächter Form, ebenfalls auftritt, wird auch bereits (nach der DE-OS 31 43 549) so vorgegangen, dass eine dicke Goldschicht mechanisch aufplattiert wird, in mehreren Arbeitsstufen auf Endmass gewalzt wird, hierbei mehrere Zwischenglühungen bei 510 C durchgeführt werden und der Kontakt dann kurzzeitig einer Temperatur von etwa 760 C ausgesetzt wird. Durch diese Temperaturbehandlung diffundiert das Gold in das darunter befindliche Palladium ein mit dem Erfolg, dass sich eine korrosionsschützende Mischmetallachicht bildet, mit einem, von der Oberfläche her gesehen, stetig sinkenden Goldanteil. Die Herstellung derartiger korrosionsgeschützter Kontakte ist allerdings durch das Aufplattieren der Goldschicht recht aufwendig. Nach der Erfindung wird die oben angeführte Aufgabe gelöst und ein korrosionsgeschützter Kontaktwerkstoff mit einer Kontaktschicht aus Silber oder einer Silberlegierung, oder aus Palladium oder einer Palladiumlegierung angegeben, der auf wirtschaftliche Art und Weise hergestellt werden kann, indem die Kontaktfläche im vorletzten Arbeitsgang vergoldet und sodann der Kontaktwerkstoff im letzten Arbeitsgang kurzzeitig einer zwischen 350 0C und 650 0C liegenden Temperatur ausgesetzt wird. Das Vergolden der Kontaktfläche kann galvanisch, mittels Kathodenzerstäubung (Sputtern:) oder durch chemisches Dampfplattieren (CVD) erfolgen. Hierbei kann die Stärke der aufzubringenden Goldschicht zwischen 0,1 my und 1,0 my liegen, also so gering sein, dass der Goldauftrag wirtschaftlich durchaus zu vertreten ist. Tatsächlich hat sich gezeigt, dass, wird nach diesem erfindungsgemässen Verfahren vorgegangen, sich wiederum eine Mischmetallschicht bildet, wobei das aufgebrachte Gold in das Grundmetall - Silber oder Palladium oder eine der Legierungen - eindiffundiert. Es kann angenommen werden, dass sich durch den Goldauftrag nach einem der oben beschriebenen Verfahren keine Fremdmoleküle mehr zwischen dieser Goldschicht und dem darunterliegenden Kontaktwerkstoff befinden. Durch das kurzzeitige Erhitzen kann die Diffusion des Goldes in den Kontaktwerkstoff stattfinden. Bemerkenswert ist, dass dies der letzte Arbeitsgang ist, dass also nur einmal, nach dem Goldauftrag, ein Glühvorgang stattfinden muss, die Diffusion des Goldes also exakter definiert werden kann. Ausserdem ist festzuhalten, dass mit Hilfe der angegebenen Beschichtungsverfahren eine wesentlich gleichmässigere Goldschichtdicke erreicht werden kann als bei dem bisher eingesetzten Aufplattieren. Festzuhalten ist, dass derart hergestellte Kontaktwerkstoffe nach durchgefuhrte. Korrosionstest und nach Auslagerung in feuchter Wärme Kontaktwiderstandswerte ergaben, die gleich oder nur geringfflgig schlechter waren als diejenigen mit der deutlich unwirtschaftlicheren verhältnismässig dicken Gold/Silber-Abdeckachicht. Selbstverständlich ist das Verfahren nicht nur bei Einzelkontakten, sondern auch bei Kontaktprofilen mit grossem Vorteil anzuwenden ist.

Claims: A contact material comprising a base metal or a base metal alloy to which is applied a contact layer of silver or a silver alloy or palladium or a palladium alloy, the contact surface of which is protected from corrosion by a layer of gold which is from 0.1 µm to 1 µm in thickness, to prevent formation of resistant layers of corrosion which unacceptably increase the contact transfer resistance, wherein the layers are subjected to a thermal diffusion treatment characterised in that said gold layer is applied to by goldplating galvanically or by chemical vapour plating or by cathode sputtering and said contact material is subsequently glued once for a period of 10 sec. to 1000 sec. at from 350°C to 650°C.

Inventors: WEIK GUENTER, WEIK, GUENTER, DIPL.-ING. (FH), Weik, Günter, Dipl.-Ing. (FH)
Applicants: INOVAN STROEBE, INOVAN GMBH & CO. KG METALLE UND BAUELEMENTE
Application year: 1985
Main classification: H01H11
IPC codes: H05K3, C23C10, C23C14, C23C8, H01H11, C23C26