DE3011821C2

DE3011821C2 - Verfahren zum Auflöten zweier Metallteile

Info

Publication number: DE3011821C2
Application number: DE19803011821
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6900 Heidelberg Kett
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1983-01-05
Also published as: FR2479054B1; FR2479054A1; DE3011821A1; JPS56151167A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflöten eines Silber enthaltenden Metallteiles auf ein aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus Kupfer bzw. -Legierung und Stahl bestehendes weiteres Metallteil.

Die Kontaktstelle bzw. die Kontaktstellen eines elektrischen Schalters müssen aus einem Material hergestellt sein, welches sowohl abbrandfest als auch verschweißfest ist, damit zum einen das KontaktmaterLI nicht zu schnell verschwindet und zum anderen bei einer ungünstigen Schaltfolge ein Verkleben der beiden Kontakte mit all den damit in Verbindung stehenden Nachteilen verhindert wird. Aus diesem Grunde verwendet man als Kontaktstückmaterial beispielsweise AgCdO oder AgSnO oder auch AgC. Insbesondere das letztgenannte Kontaktstückmaterial, das aus 95% SiI- *o ber und 5% Graphit besteht, ist - was die Verschweißfestigkeit betrifft — sehr günstig, so daß es häufig als Kontaktmaterial verwendet wird.

Alle diese Materialien haben den Nachteil, daß sie mit Kupfer oder mit einer Kupferlegierung, woraus im *5 allgemeinen der Träger für die Kontaktstücke besteht, nicht ohne weiteres verlötet werden können. Aus diesem Grunde wird das Kontaktstück auf Kupfer unter Zwischenfügung einer Silberschicht oder einer Schicht aus einer Silber-Kadmium-Legierung mittels eines so handelsüblichen Silberhartlotes (nach DIN 8513. mit einer Zusammensetzung beispielsweise aus 40% Ag, 19% Cu. 21% Zn. 20% Cd) aufgelötet. In bekannter Weise schmilzt bei einer Temperatur von ca. 700° das Lot auf und verbindet die Silber- bzw. Silber-Kadmium-Legierungsschichi mit Kupfer.

Bei der Aufbringung von Kontaktstücken aus Silber muß daher, wie oben dargestellt, eine relativ große Menge Silber verwendet werden. Silber ist jedoch ein teures Material, so daß Aufgabe der Erfindung ist, ein w Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die zu verwendende Menge Silber erheblich reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach Reinigung der beiden Metallteile eine Schicht aus AgP und AgCd eingelegt und danach bei l.öttemperatur aufgeschmolzen wird.

Das Verfahren wird im einzelnen so durchgeführt.

daß die miteinander zu verlotenden Materialien, beispielsweise also der Kupferkontaktträger sowie das aus Silber-Kadmium-Oxid bestehende Kontaktstück, zunächst mittels eines Flußmittels gereinigt werden, daß danach auf das eine oder andere der beiden zu verlötende*! Metallteile eine Schicht aus einer Silber-Kadmium-Legierung und eine weitere Schicht aus einer Silber-Phosphor-Legierung aufgelegt wird Beide Schichten schmelzen bei Löttemperatur auf und bilden miteinander ein Silber-Kadmium-Phosphor-Eutektikum. Mit dieser Verfahrensweise kann die bei den bekannten Verfahren erforderliche Schicht Silber oder Silber-Kadmium-Legierung weggelassen werden, wodurch eine Einsparung an Silber von ca. 30% möglich wird.

Es besteht dabei die Möglichkeit, anstatt der beiden Schichten aus AgP und AgCd eine einheitliche, durch eine vorherige Aufschmelzung der beider.. Materialien erzeugte Schicht aufzubringen bzw. zu verwenden, so daß es nicht mehr erforderlich ist, zwei Schichten vorzusehen.

Folgende Kontaktstückwerkstoffe können mit dem Kupferkontaktträger optimal verbunden werden AgCdO. AgZnO, AgSnO, AgC Inibesondere das AgC (»Silbergraphit«) ist nur sehr schwierig auf Kupfer aufzulöten, da dieses Material, welches im Bruch ein graugußähnliches Gefüge besitzt, extrem verschweißsicher, jedoch nicht ganz so abbrandfest ist wie andere Materialien, von einem normalen Hartlot wie AgCd oder Silber alleine nur schlecht benetzt wird, wodurch ein relativ schlechter Füllgrad entsteht Wenn letztgenanntes Material mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Kupferkontaktträger aufgebracht wird, dann kann auch dieses Material optimal mit gutem Füllgrad verwendet und eingesetzt werden. Der besondere Vorteil dieser aus den beiden Lotmaterialien bestehenden Lötmasse besteht darin, daß die Benetzungsfreundlichkeit erheblich höher ist als bei herkömmlichem Loten.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels näher erläutert und beschrieben:

Es ist gefordert, ein Kontaktstück aus AgC auf einen aus Kupfer bestehenden Kontaktstückträger aufzubringen. Zu diesem Zwecke werden sowohl das Kontaktstück als auch der Kontaktstückträger mittels eines handelsüblichen, daran angepaßten Flußmittels nach DIN 8511. Blatt 1. gereinigt Danach wird vorzugsweise auf dem Kupferkontaktstückträger ein Plättchen aus AgP und darauf ein Plättchen aus AgCd aufgebracht Anschließend wird das KontaktstüCK aus AgC auf die beiden Plättchen aufgelegt und je nach Größe des Kontaftstückträgers bzw. des Kontaktstückes eine gewisse Zeit bei Löttemperatur, insbesondere bei ca. 700" erhitzt, bis beide Plättchen miteinander verschmelzen Nach dem Abkühlen ergibt sich ein im Mikroskop deutlich sichtbares ACdP Eutektikum, welches den Kupferkontaktträger und das Kontaktstück am AgC fest miteinander verbindet und dabei eine gute Stromleitfähigkeit besitzt.

Das Lötmaterial Agrd und AgP wird normalerweise in Form eines Bleches oder in Form von Blechplättchen angeliefert wobei es schon auf die Kontaktstückgröße vorgeschnitten sein kann.

Eine weitere Vereinfachung kann darin bestehen, daß man vordem Aufbringen der beiden Materialien auf den Kontaktstückträger das AgP und das AgCd aufschmilzt und dadurch eine Legierung aus AdCdP bildet, welche nach Erstarren zu einer Lötfolie mit geeigneter

Foliendicke ausgewalzt werden kann. Schliffbilder haben gezeigt, daß der Füllgrad gut ist und dsß Einschlüsse zwischen den einzelnen Flächen praktisch vermieden werden können. Auf gleiche Weise läßt sich ein AgCdP-Draht herstellen, der für automatisches Löten verwendet werden kann.

Anstatt beide Maerialien, AgP und AgCd aufzuschmelzen und ein Löt-Blech oder einen Lötdraht herzustellen, kann man aus beiden Materialien je ein Lötblech herstellen und miteinander zu einem praktisch einstückigem Blech (eine Art »Bimetaüblech«) verwalzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auflöten eines Silber enthaltenden Metallteiles auf ein aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus Kupfer bzw. -Legierung und Stahl bestehendes weiteres Metallteil, dadurch gekennzeichnet, daß nach Reinigung der beiden Metallteile als Lötmaterial zwischen beide Metallteile eine Schicht aus AgP und AgCd eingelegt und danach bei Löttemperatur aufgeschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schichten aus AgP und AgCd einheitlich zu einer einzigen Schiebt zusammengewalzt oder mittels Aufschmelzen hergestellt werden.

3. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2 zum Aufbringen von Kontaktstücken aus einer Silberlegierung, insbesondere aus AgCdO, AgZnO, AgSnO oder AgC auf einen Kontaktstückträger aus einer Kupferlegierung, insbesondere aus Kupfer oder kupferhaltigem Stahl.