Eigenschaften:
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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 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-Werkstoffe mit 8-10 Massen-% Zinkoxid-Anteil, einschließlich geringer Metalloxid-Zusätze, werden ausschließlich auf pulvermetallurgischem Weg gefertigt. Besonders bewährt hat sich der Zusatz von Additiven 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 diversen Anwendungen eine Alternative zu Ag/SnO₂ dar.
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 oder parallel zur Schaltfläche angeordnet. Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten Grafitpartikel weder schweißen noch löten lassen, ist für das Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich. Diese kann z.B. durch Ausbrennen des Grafits 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. Da die Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht, sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer gleichbleibend niedrig. Bei Ag/C-Kontaktmaterial kann eine Verbesserung im Abbrand-Verhalten erreicht werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den Werkstoff eingebracht wird. Das Schweißverhalten wird dabei durch den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 35-65 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.
Höhere Ansprüche an das Verschweißverhalten 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–Werkstoffe mit üblicherweise 60-85 Massen-% Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt, wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem Anwendungsfall optimiert wird. W/Cu-Werkstoffe weisen eine 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 Cu/W-Werkstoffe sind Abbrennkontakte von Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.
DODUCO Contacts & Refining GmbH
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