Produkte & Lösungen

Kontaktwerkstoffe

DODUCO Kontaktwerkstoffe sind optimal auf die jeweiligen Anforderungen der Anwendung abgestimmt und werden in unserer hauseigenen Forschungs- und Entwicklungsabteilung stetig getestet und optimiert.

SILBER (Feinsilber)

Eigenschaften:

  • Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit
  • Niedriger Kontaktwiderstand
  • Begrenzte Abbrand-Festigkeit
  • Geringe Verschweißresistenz bei hohen Einschaltströmen
  • Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen
  • Neigung zur Silber-Sulfid-Bildung
  • Hohe Oxidationsbeständigkeit
  • Begrenzte mechanische Festigkeit
  • Sehr gute Verformbarkeit
  • Gute Löt- und Schweißbarkeit

AgNi0,15 (Feinkornsilber)

Eigenschaften:

  • Etwas höhere Abbrand-Festigkeit als Feinsilber
  • Etwas höhere mechanische Festigkeit als Feinsilber
  • Niedriger Kontaktwiderstand

Silber-Kupfer (AgCu3…28)

Eigenschaften:

  • Höhere Abbrand-Festigkeit gegenüber Feinsilber
  • Geringere Neigung zu Materialwanderung
  • Mit höherem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes
  • Höhere mechanische Festigkeit
  • Gute Verformbarkeit
  • Gute Löt- und Schweißbarkeit

AgCuNi (ARGODUR 27)

Eigenschaften:

  • Ähnliche Eigenschaften wie AgCu3
  • Etwas höhere Abbrand-Festigkeit als AgCu3 (Hartsilber)
  • Feinkörniges Gefüge
  • Günstige Schalteigenschaften bei erhöhten Temperaturen

AgMgNi (ARGODUR 32)

Eigenschaften:

  • Hohe elektrische Leitfähigkeit
  • Hart und spröde infolge Dispersionshärtung (bis ca. 700 °C)

Silber-Palladium (AgPd 30…50)

Eigenschaften:

  • Beständigkeit in schwefelhaltiger Atmosphäre
  • Abbrand-Festigkeit von AgPd30 am Höchsten

Silber-Nickel (Ag/Ni)

Ag/Ni 10…20

Eigenschaften:

  • Pulvermetallurgisch hergestellt, gesintert und stranggepresst
  • Hohe Abbrand-Festigkeit bei Strömen bis ca. 100 A
  • Verschweißresistent bei Einschaltströmen bis ca. 100 A
  • Gute Lichtbogenlauf- und löscheigenschaften
  • Nichtleitende Abbrand-Kondensate auf den Isolierstoffwänden
  • Niedriger Kontaktwiderstand
  • Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit
  • Erhöhte mechanische Festigkeit
  • Gute Verformbarkeit
  • Gute Löt- und Schweißbarkeit

Silber/Nickel Ag/Ni 30…40

Eigenschaften:

  • Kontakteigenschaften ähnlich Ag/Ni 10…20
  • Höhere Abbrand-Festigkeit
  • Höherer Kontaktwiderstand
  • Etwas ungünstigere Verformbarkeit
  • Nur bedingt löt- und schweißbar

Silber-Zinnoxid (Ag/SnO₂)

Silber-Zinnoxid-Werkstoffe zeichnen sich durch hohe Schaltstücklebensdauer, niedrigen Kontaktwiderstand, hohe Sicherheit gegen Verschweißen der Schaltstücke, gutes Lichtbogenlaufverhalten, gute Lichtbogenlöscheigenschaften und Umweltverträglichkeit aus. Durch geringe Metalloxid-Zusätze und spezielle Fertigungsverfahren werden die Ag/SnO₂-Kontaktwerkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert.

Die Festlegung des geeigneten Kontaktwerkstoffes sollte im Rahmen eines technischen Beratungsgesprächs mit DODUCO erfolgen.

Silber-Zinkoxid (Ag/ZnO)

Silber-Zinkoxid-Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Zinkoxid-Anteil, einschließlich geringer Metalloxid-Zusätze, werden ausschließlich auf pulvermetallurgischem Weg gefertigt. Besonders bewährt hat sich der Zusatz Ag₂WO  – auf Basis beschichteter Oxidpulver hergestellt – für Wechselspannungs-Anwendungen wie z.B. Lichtschalter, Relais und Mikroschalter.

Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden. Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine Alternative zu Ag/SnO₂ dar.

Silber-Grafit (Ag/C)

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel in Pressrichtung erreicht. Je nach Art des Strangpressens, als Band oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht (Ag/C) oder parallel (Ag/C D bzw. DF) zur Schaltfläche angeordnet. Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich. Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Einerseits weisen Ag/C-Werkstoffe eine extrem hohe Verschweißresistenz auf, die von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine geringe Abbrandfestigkeit. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht, sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer gleichbleibend niedrig. Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrand-Verhalten erreicht werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (Ag/C DF) in den Werkstoff eingebracht wird. Das Schweißverhalten wird dabei durch den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Silber-Wolfram (Carbid)-Werkstoffe (Ag/W, Ag/WC, Ag/WC/C)

Silber-Wolfram-Werkstoffe (Ag/W)

Ag/W-Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrand-Festigkeit des hochschmelzenden Wolframs. Die Herstellung dieser Werkstoffe mit üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren. Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate) und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstroms eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt. Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt.

Silber-Wolframkarbid/Grafit-Werkstoffe (Ag/WC;Ag/WC/C)

Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-% Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid und dem gut leitenden Silber. Ag/WC-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus. Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrand-Verhalten verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit 27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen % WC und 2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-Verfahren hergestellt.

Kupfer-Wolfram (CUWODUR-Werkstoffe)

Kupfer-Wolfram (CUWODUR)-Werkstoffe mit üblicherweise 60-85 Massen-% Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt, wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem Anwendungsfall festgelegt wird. Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-% beigegeben. W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrand-Festigkeit auf. Sie sind jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von Dauerströmen weniger geeignet. Liegt ein festes Wolframgerüst vor, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Cu. Dabei wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Hauptanwendungsgebiet der CUWODUR-Werkstoffe sind Abbrennkontakte von Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

Für den Anwendungsbereich der Wolfram-Kupfer-Werkstoffe in Vakuumschaltröhren für Schütze und Lasttrennschalter werden gasarme Qualitäten verwendet, deren Wolframgehalt typisch im Bereich 70 – 80 gew.% liegt. Diesen VAKURIT-Werkstoffen kann neben den Hauptkomponenten Wolfram, Kupfer und dem Zusatzstoff Nickel zur Reduzierung der Abreißstromhöhe als weiterer Wirkzusatz Antimon beigegeben werden.

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Vertrieb Kontaktwerkstoffe

Tel.: + 49 (0) 7231 602-566
Mail: olutz@doduco.net

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