[发明专利]以银-氧化锡或银-氧化锌为基础的电接触材料

说明书

本发明涉及以银—氧化锡或银—氧化锌为基础的一种电接触用材料，该材料由银或主要含银的合金、氧化锡及其它的钨、钼、钒、铋、钛和/或铜的氧化物或碳化物组成。这样一种材料已由WO89/09478公知了。

由于基于银—氧化锡的接触材料具有更好的环境相容性能及至少其一部分具有更合适的寿命，因此这种接触材料开始取代那时优先采用的银—氧化镉材料。因为氧化锡的较高耐热性能，它在电弧的作用下在接触表面趋于形成导电差的渣层，然而这种热性能在持续电流下，在由银—氧化锡形成的接触情况下是不能令人满意的。为了排除这个缺点，通常以粉末形式在其中加入粉末冶金制造的材料，它们将引起接触位置温度的下降。作为这方面合适的附加物，在专利文献中首先公开了钨的及钼的化合物(DE-A-2933338，DE-A-3102067，DE-A-3232627)。作为附加物，还提到铋的及锗的化合物(DE-A-3102067及DE-A-3232627)。这些附加物对氧化锡颗粒的润湿起辅助作用，以使得当接触块表面在开关电弧作用下局部熔化时，该氧化锡以微粒形式保持悬浮状态。然而鉴于其在持续电流下的热特性产生的这个积极作用外，该附加物还具有不希望的副作用。该银—氧化锡接触材料具有总是不能完全使人满意的可塑变形性能，对该性能的改进例如可通过高温加热的一种氧化锡粉末的预处理  来实施(DE-A-2952128)，但由于这种附加物，使该性能变得更差，因为这种附加物起脆性作用。这点尤其适用于铋的及钼的氧化物。另外的缺点、尤其是对于铋的及钼的化合物而言的缺点在于：—尤其在AC1负载情况下(德国工业标准DIN57660第102项)的开关工作中—会促进材料的转移，这种转移导致加速烧损及由此带来寿命的下降。

根据WO89/09478所述，在持续电流下具有较小熔接倾向及尽可能低的触头温度的一种接触材料是这样来实现的：即有目的地制造一种内部结构，在某些范围内不含或仅含非常少的金属氧化物，这些范围与另外的范围相交替，在另外的范围中以细致的分布包含了全部的或绝大部分的金属氧化物成份。为此目的，此外还将制造一种复合粉末，它包含绝大部分的氧化锡及另外的氧化物和/或碳化物，以及一部分银。这个复合粉末将和剩余的银粉末及在某些情况下与金属氧化物的很小剩余部分一起混合，浓缩，烧结及成型加工。利用这种方式虽然可以获得使用性能好的材料，然而这是一种相当昂贵的方法。

本发明的任务在于：创造一种本文开始所述类型的材料，它利用添加一些氧化物或碳化物，可显示出与公知的接触材料相同的温度特性，然而却有较小的脆性。

这个任务将通过具有在权利要求1或2中所给特征的一种材料来解决。本发明有利的进一步构型为从属权利要求的主题。

发明并非作出显而易见的试验，来寻找新的添加物，它们可降低接触点的温度，但没有或只有少量的脆性作用，而是根据本发明，利用对此目的已经公知的添加物，并且大家已经知道它们起到脆性作用。然而本发明所选用的添加物并非作为除银粉末和氧化锡粉末外的单独粉末(DE-A-2933338，DE-A-3102067，DE-A-3232627)，也非作为与另外的银粉末及在必要时与金属氧化物混合的一种银—氧化锡的复合粉末(WO89/09478)的成分被加以应用，而是要构成一种材料，该材料在其由银或主要含银的合金组成的一个基体中包含氧化锡区域，其它的氧化物和/或碳化物紧密地集中在氧化锡区域附近，而银基体—除可能溶化的份额外—是不受其它的氧化物及碳化物约束的。在这些氧化锡区域中，氧化物可以作为单相的混合氧化物或者作为两相的或多相的氧化混合物(例如在一种粒子结合中或在一种层结合中)存在。这样一种材料最好用纯粉末冶金方式制造，这时将一种银粉末或一种银合金粉末与一种复合粉末混合，在后者中在氧化锡上束缚着其它的氧化物和/或碳化物，由此压成成型体，并且将其烧结及在需要时进行再压缩或成型加工。但也可以将复合粉末搅和在基体金属的熔体中，然后让其凝固。

出人意料的是，根据本发明，利用比现今所用相对于氧化锡而言更少份额的所选氧化物和/或碳化物形式的添加物，在给定工作条件下获得了接触位置的温度下降，并使得该接触材料有较少的脆性。其它的优点在于：由于具有较少量份额的非导电添加物，因而接触材料的电阻附带地减少了。这点又对接触位置温度下降作出了贡献。

本发明的另一优点还在于：通过被选择的添加物份额的减少，使该材料制成的触头寿命提高了，这是因为例如氧化钼这样的添加物倾向于在电弧下蒸发，由于其份额少，故在接触表面上导致较少的疱子，并由此减少烧损。