DE19523922A1 - Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen von Werkstoffen für elektrische Kontakte, welche Silber und ein oder mehrere Metalloxide enthalten - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem pulvermetallurgischen Verfahren zum Her­ stellen von Werkstoffen für elektrische Kontakte, welche Silber und ein oder meh­ rere Metalloxide, insbesondere Zinnoxid enthalten.

Kontaktwerkstoffe auf der Basis von Silber-Kadmiumoxid haben für ihren ty­ pischen Einsatzzweck für Leistungsschalter in der Nieder- und Mittelspannungs­ technik günstige Eigenschaften und lassen sich preisgünstig herstellen. Wegen der Giftigkeit des Kadmiums wird das Silber-Kadmiumoxid jedoch zunehmend durch andere Silber-Metalloxid-Werkstoffe ersetzt, insbesondere durch Werkstoffe auf der Basis von Silber-Zinnoxid. Silber-Zinnoxid-Werkstoffe haben jedoch den Nachteil, daß sie sich nicht durch innere Oxidation von Werkstücken aus einer Silber-Zinn-Legierung ohne einen besonderen Zusatz herstellen las­ sen, weil die sich bei der Oxidation bildende oberflächliche Silber-Zinnoxid- Schicht das Eindringen von Sauerstoff in tiefere Schichten verhindert. Günstiger verhalten sich Silber-Zinn-Indium-Legierungen, welche sich innerlich oxidieren lassen, allerdings lange Oxidationszeit benötigen und beim Einsatz in Schalt­ geräten eine zu hohe Kontaktstellentemperatur unter Dauerstrombelastung zei­ gen. Kontaktwerkstoffe auf der Basis von Silber-Zinnoxid werden heute deshalb überwiegend nach pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt.

Das am häufigsten angewendete Verfahren geht aus von Silberpulver, Zinnoxid­ pulver und evtl. weiteren Metalloxidpulvern wie CuO, Bi₂O₃, WO₃, MoO₃, In₂O₃. Aus solchen Pulvern werden Mischungen hergestellt, in Gummiformen gefüllt und durch isostatisches Pressen zu Blöcken verdichtet, welche anschließend gesin­ tert werden, wodurch eine Dichte von 70% bis 80% der theoretisch maximal möglichen Dichte erreichbar ist. Die gesinterten Blöcke werden erwärmt und heiß in eine Strangpresse eingelegt und durch Strangpressen zu Drähten, Profilen oder Bändern umgeformt, wodurch sich gleichzeitig ihre Dichte erhöht.

Die für das Verfahren verwendeten Silberpulver können durch chemische oder durch elektro-chemische Abscheidung aus Silbersalzlösungen oder durch Verdüsen einer Silberschmelze mit unter Druck stehendem Stickstoff oder Argon oder mittels eines Schleuderrades erzeugt werden. Die pulverförmigen Metallox­ ide sind handelsüblich und können vom einschlägigen Chemikalienhandel be­ zogen werden. Die Pulverteilchenform wird von Fall zu Fall durch Glühbehandlungen und/oder Mahlen und Absieben verändert, um erwünschte Ei­ genschaften zu erreichen. So ist es bekannt, Zinnoxidpulver, welches von Hause aus schwer verarbeitbar ist, zur Verbesserung der Verpreßbarkeit vor dem Mischen mit Silberpulver an Luft zu rösten und dabei gebildete Agglomerate durch anschließendes Mahlen wieder aufzubrechen.

Ein solches pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Silber-Zinnoxid- Kontaktwerkstoffen ist in der DE 29 52 128 C2 offenbart. Dieses Verfahren leidet jedoch unter dem Nachteil der schweren Verpreßbarkeit des Zinnoxidpulvers.

Ein anderes Verfahren ist in der DE 39 09 384 A1 offenbart. Dabei werden Silber und die für den Kontaktwerkstoff vorgesehenen oxidierbaren Metalle wie Zinn und z. B. Kupfer in Säuren gelöst. Diese Lösung wird in einen Reaktionsbehälter eingespritzt, der im Inneren eine hohe Temperatur (800°C bis 1200°C) aufweist. In der heißen Atmosphäre wird die eingespritzte Lösung schlagartig verdampft und zersetzt und es fallen feinteilige Pulver aus, welche, wenn die Atmosphäre in dem Reaktionsbehälter sauerstoffhaltig ist, Silber sowie die gewünschten Metal­ loxide, z. B. Zinnoxid und Kupferoxid, enthalten. Vorteilhaft ist, daß man dabei ein Verbundpulver erhält, welches Silber und die Metalloxide sehr fein verteilt ent­ hält. Nachteilig ist, daß die Herstellung des Silber-Metalloxid-Verbundpulvers nach einem solchen Reaktions-Sprühverfahren aufwendig ist. So ist es erforder­ lich, die Verbundpulver von den anderen Reaktionsprodukten zu trennen, zu neu­ tralisieren, zu waschen, zu trocknen und zu sieben. Die Kontaktwerkstoffe, die aus solchen nach einem Reaktionssprühverfahren hergestellten Verbundpulvern auf pulvermetallurgischem Wege, insbesondere durch Strangpressen hergestellt werden können, haben allerdings für ihren vorgesehenen Einsatzzweck recht günstige Eigenschaften.

Aus der EP 0 182 386 B2 ist es bekannt, einen Kontaktwerkstoff der Zusammen­ setzung AgSnO₂Bi₂O₃CuO dadurch herzustellen, daß eine AgSnBiCu-Legierung erschmolzen und aus der schmelzflüssigen Legierung durch Verdüsen mit Hochdruck-Wasser ein AgSnBiCu-Legierungspulver erzeugt wird. Das Le­ gierungspulver muß getrocknet und der Grobanteil abgesiebt werden. Der Feinanteil des Legierungspulvers wird dann in einen komplizierten Arbeitsgang in einer Sauerstoffatmosphäre unter erhöhter Temperatur (500°C bis 800°C) und unter erhöhtem Druck innerlich oxidiert und aufwendig durch Mahlen und Sieben aufbereitet. Zu Beginn der Oxidationsbehandlung neigen die Partikel zur Koagu­ lation. Das auf diese Weise entstehende Silber-Metalloxid-Pulver kann, wie ein­ gangs beschrieben, durch isostatisches Pressen, Sintern, Nachverdichten und Umformen durch Strangpressen weiterverarbeitet werden.

Nach einem in Japan angewendeten, unter dem Schlagwort Preox-Verfahren bekannten Verfahren werden dünne Drähte einer Silber-Zinn-Legierung eventuell mit Zusätzen wie z. B. Indium durch Strangpressen und Drahtziehen hergestellt. Die dünnen Drähte werden ähnlich wie in der EP-0 182 386 B2 beschrieben in Sauerstoffatmosphäre bei erhöhter Temperatur und unter Druck innerlich oxidiert. Die innerlich oxidierten Drähte werden in kleine, kurze Abschnitte geschnitten (gehäckselt) und wie eingangs beschrieben isostatisch zu Blöcken gepreßt, gesintert und durch Strangpressen nachverdichtet und umgeformt. Das Verfahren ist aufwendig.

Die Pulver bzw. Verbundpulver können nicht nur, wie vorstehend beschrieben, durch Sintern, Strangpressen und Querteilen des Strangs zu einzelnen Kon­ taktstücken weiterverarbeitet werden, sondern auch durch eine Einzelpreßtech­ nik, das ist eine Sintertechnik für Einzelteile. Dazu wird ein Verbundpulver oder eine Pulvermischung in eine Preßform gefüllt und zu einem sogenannten Grün­ ling gepreßt. Dieser Grünling wird bei Temperaturen bis maximal 900°C gesintert. Beim Sintervorgang schrumpft das Werkstück (temperaturabhängig) und seine Porosität verringert sich. Da sich Silber-Metalloxid-Kontaktstücke bestimmungs­ gemäß schlecht löten und schweißen lassen, ist es bekannt, sie einseitig mit einer lötbaren oder schweißbaren Schicht, insbesondere aus Silber, zu versehen. In der Einzelpreßtechnik geschieht das mittels der sogenannten Zweischicht- Preßtechnik, welche ebenfalls in der EP 0 182 386 B2 beschrieben ist. In der Zweischicht-Preßtechnik wird zunächst das Silber-Metalloxid-Verbundpulver bzw. die aus Silberpulver und Metalloxidpulver bestehende Pulvermischung in eine Preßform eingefüllt, leicht angepreßt, und die Form dann mit Silberpulver aufge­ füllt. Die beiden Pulverschichten werden dann gemeinsam zu einem Grünling ge­ preßt, gesintert und ggfs. nachverdichtet. Die auf diese Weise erzeugte Reinsilberschicht macht meist 10% bis 20% der Dicke des Kontaktstückes aus.

Durch Einzelpreßtechnik lassen sich die Kontaktstücke kostengünstiger herstel­ len als durch Strangpressen, sie haben jedoch eine geringere Dichte und eine niedrigere Lebensdauer als stranggepreßte Kontaktstücke.

Sollen durch Strangpressen hergestellte Silber-Metalloxid-Kontaktstücke auf einen Kontaktträger aufgelötet oder aufgeschweißt werden, benötigen natürlich auch sie eine lötbare bzw. schweißbare Rückseite. Sie kann z. B. dadurch ge­ bildet werden, daß man den in die Strangpresse einzulegenden Block mit einem Silbermantel versieht und den Block dann durch Verbundstrangpressen umformt. Ebenso kann die schweißbare Rückseite durch Warmwalzplattieren aufgebaut werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzuge­ ben, nach welchem Kontaktstücke auf der Basis von Silber-Zinnoxid kostengün­ stiger hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angege­ benen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung schlägt einen Weg ein, bei welchem die Kontaktstücke pulvermet­ allurgisch unter Verwendung eines Silber-Metalloxid-Verbundpulvers hergestellt werden. Dieses Verbundpulver wird allerdings nicht nach dem Reaktionssprüh­ verfahren hergestellt, obwohl bekannt ist, daß sich nach dem Reaktionssprühver­ fahren hergestellte Verbundpulver für Silber-Zinnoxid-Kontaktwerkstoffe gut eignen. Die Erfindung geht vielmehr den Weg über das Erschmelzen einer Silber­ legierung, welche Metalle enthält, deren Oxide, insbesondere Zinnoxid, in dem Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoff enthalten sein sollen. Die Erfindung geht je­ doch nicht die aus dem Stand der Technik bekannten Wege, aus der Legierung zunächst dünne Drähte oder feine Legierungspulver zu bilden und in diesen die oxidierbaren Bestandteile durch innere Oxidation in deren Oxide zu überführen, bevor sie durch Verdichten und Sintern weiterverarbeitet werden. Erfindungs­ gemäß wird vielmehr vorgeschlagen, die schmelzflüssige Legierung unmittelbar mittels eines sauerstoffhaltigen Trägergases, insbesondere mit unter Druck ste­ hendem Sauerstoff oder mit Druckluft zu verdüsen, so daß bereits durch das Verdüsen ein feinteiliges Silber-Metalloxid-Pulver entsteht, welches dann pulver­ metallurgisch weiterverarbeitet wird.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß trotz der kurzen Zeitspanne, die dem Sauerstoff während des Verdüsungsvorganges zur Verfügung steht, um die oxi­ dierbaren Legierungsbestandteile zu oxidieren, eine Oxidation in hohem Ausmaß erzielt wird. Das eröffnet die Möglichkeit, das erfindungsgemäß entstehende Silber-Metalloxid-Verbundpulver unmittelbar, ohne nachträgliche innere Oxida­ tion, pulvermetallurgisch durch Pressen und Sintern weiterzuverarbeiten, obwohl verglichen mit dem Reaktionssprühverfahren Teilchen entstehen, bei denen das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen wesentlich kleiner ist als bei Teilchen, die nach dem Reaktionssprühverfahren entstehen. Warum sich durch Druckverdüsen der schmelzflüssigen Legierung mit einem sauerstoffhaltigen Druckgas ein Silber- Metalloxid-Verbundpulver mit hohem Oxidationsgrad erzeugen läßt, ist noch nicht abschließend geklärt. Möglicherweise spielt eine Wechselwirkung zwischen den zu oxidierenden Metallen, dem Sauerstoff, welcher in die beim Verdüsungsvor­ gang zunächst schmelzflüssigen Legierungströpfchen eindiffundiert, und dem Sil­ ber, dessen Oxide nicht stabil sind, eine entscheidende Rolle. Soweit die erfindungsgemäß gebildeten Silber-Metalloxid-Verbundteilchen nicht in dem er­ wünschten Ausmaß durchoxidiert sind, können die restlichen oxidierbaren Bestandteile, soweit gewünscht, nachträglich durch innere Oxidation oxidiert werden.

Die Erfindung hat wesentliche Vorteile:

• - Das durch Verdüsen der schmelzflüssigen Legierung mit einem sauerstoffhaltigen Druckgas entstehende Verbundpulver kann grund­ sätzlich unmittelbar, auch ohne Nachbehandlungen, pulvermetallurgisch weiterverarbeitet werden.
• - Das erfindungsgemäß hergestellte Verbundpulver kann sowohl durch Einzelpreßtechnik (Pressen, Sintern, ggfs. Nachverdichten) als auch durch Pressen, Sintern, Strangpressen und/oder Walzen weiterverarbeitet werden.
• - Die erfindungsgemäß entstehenden Verbundpulverteilchen haben eine vorwiegend globulitische Gestalt, wohingegen die sonst für Silber-Metalloxid- Kontaktwerkstoffe verwendeten Metallpulver, Metalloxidpulver und Verbundpulver aus vorwiegend spratzigen Teilchen bestehen. Globulitische Teilchen sind im Gegensatz zu herkömmlichen Pulvern mit spratziger Teilchenoberfläche sehr gut rieselfähig. Das begünstigt die pulvermetallurgische Verarbeitung ungemein. Zum einen können Mischungszeiten stark verkürzt werden, da globulitische Pulver nicht zum Koagulieren neigen. Außerdem können Preßformen mit globulitischen Pulvern schneller und mit größerer Schüttdichte gefüllt werden.
• - Den größten Oxidanteil findet man an der Oberfläche der erstarrten, vorwiegend globulitischen Pulverteilchen. Die oxidische Oberflächenschicht der Pulverteilchen fördert die Rieselfähigkeit des Verbundpulvers.
• - Soweit beim Verdüsen noch nicht oxidierte Bestandteile nachträglich durch innere Oxidation in Oxide umgewandelt werden, läßt sich das wesentlich einfacher und schneller und billiger durchführen, als wenn man metallische Pulver innerlich oxidiert. Außerdem kommt es beim nachträglichen inneren Oxidieren von erfindungsgemäß durch oxidierendes Verdüsen gebildeten Pulvern nicht zu einem Zusammenbacken der Pulverteilchen.
• - Bei allen herkömmlichen pulvermetallurgischen Herstellungsverfahren ist die Homogenität der Oxidverteilung vorwiegend von der Form, Größe und Größenverteilung der Pulverteilchen abhängig. Mit dem erfindungsgemäß hergestellten oxidischen Verbundpulver entsteht eine besonders homogene Oxidverteilung im Kontaktwerkstoff, die umso besser ist, je feiner die Verbundpulverteilchen sind. In Weiterbildung der Erfindung werden deshalb feinteilige Verbundpulver besonders bevorzugt. Die Bedingungen des Verdüsens (Druck, Düsenform, Temperatur der Schmelze) sollen deshalb zur Erzielung möglichst feiner Tröpfchen optimiert werden. Diese haben darüberhinaus den Vorteil, daß sie sich leichter oxidieren lassen. Werden die erfindungsgemäßen Ver­ bundpulver durch Sintern verdichtet und z. B. durch Strangpressen weiter verformt, so brechen die besonders oxidreichen Oberflächen­ schichten auf, werden in Verformungsrichtung gestreckt und die Oxidverteilung dadurch weiter homogenisiert.
• - Für das Verdüsen wird kein Schutzgas verbraucht, was die Kosten der Pulverherstellung erheblich senkt.
• - Die Kosten der Herstellung der durch das Verdüsen oxidierten Pulver sind niedriger als die Kosten der Herstellung einer Pulver­ mischung aus Silber und einzelnen Metalloxiden. Die Herstellung ist auch billiger als nach dem Reaktionssprühverfahren.
• - Reinigungs-, Trocknungs- und andere Nachbehandlungsverfahren wie z. B. Rösten oder Mahlen sind bei dem erfindungsgemäß er­ zeugten Verbundpulver nicht erforderlich. Vorteilhaft kann es allerdings aus den bereits erwähnten Gründen sein, einen im Verbundpulver enthaltenden Grobanteil auszusondern; das kann jedoch durch Absieben preiswert geschehen.

Während die schmelzflüssige Legierung mit sauerstoffhaltigem Druckgas, insbe­ sondere mit reinem Sauerstoff verdüst wird, kann es vorteilhaft sein, die Le­ gierung unter Sauerstoffabschluß zu erschmelzen, damit sich nicht bereits beim Erschmelzen Oxidschlacken bilden, die das Verdüsen stören könnten.

Das erfindungsgemäß erzeugte Verbundpulver kann grundsätzlich als einziges Pulver zur pulvermetallurgischen Herstellung der Kontaktstücke verwendet wer­ den. Das ist aber nicht zwingend erforderlich. Es ist vielmehr auch möglich, das Verbundpulver mit Zusätzen zu vermischen und dann pulvermetallurgisch weiter­ zuverarbeiten. Das eröffnet zahlreiche weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten:

• - Es lassen sich dem Verbundpulver Zusätze in Pulverform zugeben, welche sich nicht gemeinsam mit der zu verdüsenden Legierung durch Erschmelzen und Verdüsen bilden lassen. Solche Zusätze, die dem Verbundpulver beigemischt werden können, sind z. B. Wolframoxid und Molybdänoxid, von denen man weiß, daß sie sich zur Herabsetzung der Kontaktstellentemperatur in Kontaktstücken auf der Basis von Silber- Zinnoxid eignen. Weitere mögliche Zusätze sind Wolframkarbid und Molybdänkarbid, aber auch hochschmelzende Boride und Nitride. Weiter­ hin können dem Verbundpulver hochfeste Carbonfasern und/oder hochfeste metallische Whisker zugegeben werden, um die Vorteile der der Faserverstärkung des Kontaktwerkstoffs zu nutzen.
• - Silber-Metalloxid-Verbundpulver sind wegen ihres oxidischen Bestand­ teils relativ hart und lassen sich schwieriger verpressen und verformen als metallische Pulver. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung be­ steht deshalb darin, das Silber-Metalloxid-Verbundpulver mit einem niedrigeren Silberanteil zu bilden, als er im fertigen Kontaktwerkstoff ge­ wollt ist, und den fehlenden Silberanteil in Form eines reinen Silber­ pulvers oder Silberlegierungspulvers mit dem Silber-Metalloxid-Verbund­ pulver zu vermischen und pulvermetallurgisch weiterzuverarbeiten. Das beigemischte metallische Pulver, welches möglichst feinteilig sein sollte, wirkt wie ein Schmiermittel zwischen den oxidischen Verbundpulver­ teilchen und erleichtert dadurch das Verpressen, das Erzielen eines porenfreien Endprodukts und durch die verbesserte Duktilität das Um­ formen von gesinterten Werkstücken durch Strangpressen, Walzen, Drahtziehen, Hämmern, Gesenkpressen und dergleichen Umformver­ fahren, welche zur Anwendung gelangen können, um die endgültige Gestalt der Kontaktstücke zu erzeugen.
• - Eine andere Möglichkeit, die die Erfindung eröffnet, besteht darin, dem Verbundpulver ein weiteres, aber anders zusammengesetztes und/oder anders strukturiertes Verbundpulver zuzusetzen. Ein solches Verfahren kann dann zur Anwendung kommen, wenn der Silber- Metalloxid-Kontaktwerkstoff mehrere unterschiedliche oxidische Be­ standteile aufweisen soll, die sich in der gewünschten feinen Ver­ teilung besser durch unterschiedliche Verdüsungsbedingungen und damit durch getrenntes Verdüsen erzeugen lassen als durch ein ge­ meinsames Verdüsen.

Um die Vorteile der Erfindung möglichst umfassend ausnutzen zu können, sollte erfindungsgemäß hergestelltes Verbundpulver den überwiegenden Bestandteil des Kontaktwerkstoffes bilden.

Ausführungsbeispiele

• 1. Zur Herstellung eines Kontaktwerkstoffs aus Silber mit 11,1 Gew.-% Zinnoxid und 1,2 Gew. -% Indiumoxid In₂O₃ wird eine entsprechend zusammengesetzte Silber- Zinn-Indium-Legierung unter Sauerstoffabschluß erschmolzen und bei einer Tem­ peratur von 1100°C mit Druckluft unter einem Druck von 5MPa mittels einer Düse von 4 mm Weite verdüst. Es fällt ein Silber-Zinnoxid-Indiumoxid-Pulver an, des­ sen 50%-Wert der Teilchengröße 21 µm beträgt. Der vorhandene Grobanteil mit Teilchengrößen über 100 µm wird abgesiebt. Das restliche Pulver wird in Einzel­ preßtechnik weiterverarbeitet. Dazu werden zylindrische, rechteckige oder an­ ders gestaltete Kavitäten eines mehrteiligen Werkzeuges zu 85% ihres Volumens mit dem Verbundpulver gefüllt und dieses schwach verdichtet. Dann wird die res­ tliche Füllhöhe mit reinem Silberpulver aufgefüllt. Danach werden die Pulver mit einem Druckstempel unter Anwendung eines Preßdruckes von 100MPa zu zylin­ drischen Grünlingen gepreßt, anschließend bei einer Temperatur von 720°C 2 h lang an Luft gesintert und nachgepreßt.
• 2. Das erste Beispiel wird dahingehend abgewandelt, daß der Silbergehalt der Le­ gierung um 10% verringert wird. Das fehlende Silber wird dem Verbundpulver nach dem Absieben in Form eines feinteiligen Silberpulvers mit einer Teilchen­ größe kleiner als 40 µm trocken beigemischt. Die Weiterverarbeitung erfolgt wie im dritten Beispiel. Durch den Zusatz des Silberpulvers erhält man Kontaktstücke mit geringerer Restporosität.
• 3. Zur Herstellung eines Kontaktwerkstoffs aus Silber mit 10,49 Gew.-% Zinnoxid, 1,2 Gew.-% Indiumoxid, 0,19 Gew.-% Kupferoxid CuO und 0,12 Gew.-% Wis­ mutoxid Bi₂O₃ wird eine entsprechend zusammengesetzte Silber-Zinn-Indium- Wismut-Kupfer-Legierung unter Sauerstoffabschluß erschmolzen, unter Ver­ wendung einer Düse wie im ersten Beispiel bei einer Temperatur von 1200°C un­ ter Verwendung von Sauerstoff und Stickstoff unter einem Druck von 3 MPa verdüst. Es fällt ein feinteiliges Silber-Zinnoxid-Indiumoxid-Wismutoxid-Kupfer­ oxid-Verbundpulver an, welches nur noch geringe nicht oxidierte Anteile der oxi­ dierbaren Metalle enthält. Das Maximum der Teilchengrößenverteilung liegt zwischen 5 µm und 60 µm. Ein etwa vorhandener Grobanteil mit Teilchengrößen über 70 µm wird abgesiebt. Der feinere Anteil wird isostatisch unter einem Druck von 200 MPa zu zylindrischen Blöcken gepreßt, welche anschließend bei einer Temperatur von 820°C unter Luft gesintert, heiß in eine Strangpresse eingelegt, bei einer Temperatur zwischen 800°C und 900°C unter einem Druck von 950 N/mm² zu einem Profil mit rechteckigem Querschnitt umgeformt und anschließend durch Warmwalzplattieren zur Bildung eines bandförmigen Halbzeugs mit Silberrücken weiterverarbeitet werden. Das Band kann in an sich bekannter Weise durch Querteilen in aufschweißbare Kontaktplättchen geteilt werden.
• 4. Das dritte Beispiel wird dahingehend abgewandelt, daß der Silbergehalt der Silber-Zinnlegierung um 20% verringert wird. Der fehlende Silberanteil wird dem durch Verdüsen gebildeten und abgesiebten Silber-Zinnoxidpulver nachträglich in Form eines feinteiligen Silberpulvers mit einer Teilchengröße kleiner als 40 µm zugegeben und trocken vermischt. Danach wird die Mischung weiterverarbeitet wie im dritten Beispiel angegeben, wobei jedoch der Druck beim Strangpressen auf 800 N/mm² verringert werden kann. Das Walzplattieren kann wegen der höheren Duktilität des Werkstoffs bei einer um 100°C erniedrigten Temperatur stattfinden.

Die Ausführungsbeispiele können dahingehend abgewandelt werden, daß dem Verbundpulver bzw. den Pulvermischungen hochschmelzende Oxide, z. B. 0,5 Gew.-% Wolframoxid, und/oder hochfeste Fasern beigemischt werden, z. B. 5 Gew.-% Karbonfasern mit einem Durchmesser zwischen 10 µm und 30 µm.

Die Beispiele 3 und 4 können dahingehend abgewandelt werden, daß der Silber­ rücken nicht durch Walzplattieren aufgebracht wird, sondern dadurch, daß der durch Strangpressen umzuformende Block mit Silber ummantelt und durch Ver­ bundstrangpressen umgeformt wird. Durch einen Preßkopf mit zwei Austrittsöff­ nungen kann dabei unmittelbar ein z. B. rechteckiges Profil mit Silberrücken gebildet werden. Man kann durch Verbundstrangpressen aber auch einen dün­ neren, zylindrischen Strang mit Silbermantel formen, welcher anschließend durch Drahtziehen im Durchmesser weiter reduziert und anschließend durch Querteilen und Gesenkpressen in Kontaktniete umgeformt wird, in denen der duktile Silber­ mantel verhindert, daß sich durch das Gesenkpressen, insbesondere im Rand­ bereich des Kopfes, Risse bilden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen von Werkstoffen für elektrische Kontakte, welche Silber und ein oder mehrere Metalloxide, insbesondere Zinnoxid, enthalten durch

• (a) Erschmelzen einer Legierung aus Silber und einem oder mehreren oxidierbaren Metallen,
• (b) Verdüsen der schmelzflüssigen Legierung mittels eines sauerstoff­ haltigen Trägergases, so daß ein Silber-Metalloxid-Verbundpulver entsteht, und
• (c) pulvermetallurgisches Weiterverarbeiten des Verbundpulvers ggfs. in Kombination mit weiteren Bestandteilen zur Bildung des Kontakt­ werkstoffs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schmelzflüs­ sige Legierung mittels Sauerstoff unter Druck verdüst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schmelzflüs­ sige Legierung mittels Druckluft verdüst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Le­ gierung unter Sauerstoffabschluß erschmolzen wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verdüsungsbedingungen so eingestellt werden, daß wenigstens 80 Gew.-% des Verbundpulvers mit Teilchengrößen unter 100 µm anfallen.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Teilchen des Verbundpulvers, welche größer als 100 µm sind, durch Absieben ausgesondert werden.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Verbundpulver zu Beginn der pulvermetallurgischen Weiterver­ arbeitung ein oder mehreren Zusätze in Pulverform zugegeben werden, welche sich nicht gemeinsam mit der Legierung gemäß (1a) durch Erschmelzen und Verdüsen bilden lassen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbund­ pulver WO₃, MoO₃, WC oder MoC zugegeben werden.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Verbundpulver Karbonfasern und/oder metallische Whisker zugegeben werden.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Verbundpulver ein Silberpulver zugegeben wird.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Verbundpulver ein weiteres, aber anders zusammengesetztes und/oder anders strukturiertes, nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erzeugtes Verbundpulver zugesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Verbundpulver den Hauptbestandteil des Kontaktwerkstoffs bildet.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch Verdüsen gewonnenen Pulver, soweit sie noch wesentli­ che Anteile oxidierbarer, aber noch nicht oxidierter Metalle enthalten, nachträglich innerlich oxidiert werden, bevor sie pulvermetallurgisch weiterverarbeitet werden.