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Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

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Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physical Properties ofPhysikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Contact Materials BasedWolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/><!--(Table 2.36)-->). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C- oder Ag/WC/C-Kontaktstücken eingesetzt.
Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
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 (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/><!--(Table 2.37)--> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/><!--(Table 2.38)-->). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
!Silber<br/>Anteil<br/>[gew.%]
!Dichte<br/>[g/cm<sup>3</sup>]
!Schmelzpunkt<br/>[°C]
!Elektrische<br/>Widerstandskraft<br/>[µΩ*cm]
!Elektrische<br/>Leitfähigkeit<br/>[% IACS]
!Elektrische<br/>Leitfähigkeit<br/>[MS/m]
!Vickers<br/>Härte<br/>[HV10HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]<br/>
|48 47 - 5253|1312,0 9 - 13,49|960|3,85|45|2629 - 38|120 110 - 140175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]
|38 37 - 4243|1413,0 9 - 14,45|960|4,17|41|2421 - 32|140 150 - 160240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]
|33 32 - 3738|14,5 - 14,9|960|4,55|38|22|150 - 180|-|Ag/w 30/70 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]|28 - 32|15,0 - 15,4|960|5,0|34|20|160 - 190|-|Ag/W 25/75 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]|23 21 - 2731|15,5 - 15,8|960|5,26|33|19|170 160 - 200260
|-
|Ag/W 2032/80 68 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]|18 29 - 2235|1514,8 3 - 1615,32|960|5,56|31|1821 - 30|180 - 230265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]
|58 57 - 6263|11,6 - 11,9|960|412,172|41|24|130 21 - 160|-|Ag/WC 50/50 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]|48 - 52|12,0 - 12,4|960|4,55|38|2229|140 - 170200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]
|38 37 - 4243|12,4 5 - 1213,8|9603|4,76|36|21|150 - 180|-|Ag/WC 35/65 [[#text18 -reference|<sup>1</sup>]]|33 - 37|12,5 - 12,9|960|5,0|34|2025|150 230 - 190340
|-
|Ag/WC 8480/16C2 [[#text-reference|<sup>2</sup>]]
|80 - 84
|9,8|960|2- 9,869|6030 - 38|35|- 55
|-
|Ag/WC 7380/27C3 17C3 [[#text-reference|<sup>2</sup>]]|68 78 - 7282|9,6|960|41 - 9,768|3623 - 33|21|5035 - 55
|-
|Ag/Mo 50WC 80/50 19C1 [[#text-reference|<sup>12</sup>]]|48 78 - 5282|9,9 5 - 10,2|960|5,0|34|2028 - 43|120 40 - 14060
|-
|Ag/Mo 40WC 70/60 28C2 [[#text-reference|<sup>12</sup>]]|38 68 - 42 72|9,9 6 - 10,23|960|5,56|31|1824 - 32|130 35 - 17055
|-
|Ag/Mo 3065/70 35 [[#text-reference|<sup>1</sup>]]|28 62 - 3268|109,0 9 - 10,49|960|5,88|29|1716 - 28|140 - 180130
|-
|}
===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 60 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>,<!--(Fig. 2.135)--> <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/><!--(Table 2.36)-->). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/><!--(Table 2.37)-->).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 19 Massen-% WC und 3 1 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/><!--(Fig. 2.136)-->).
Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/><!--(Table 2.38)-->).
===Silber-Molybdän Werkstoffe===
<caption>'''<!--Table 2.37:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Eigenschaften</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Wolfram</p><p class="s12"></p><p class="s12">Silber-Wolframkarbid</p></td><td><p class="s12">Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhere</p><p class="s12">Übertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,</p><p class="s12">hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,</p><p class="s12">sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Wolframkarbid plus Grafit</p></td><td><p class="s12">Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,</p><p class="s12">geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-WolframWolframkarbid.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Molybdän</p><p class="s12"></p></td><td><p class="s12">Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,</p><p class="s12">geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</p></td></tr></table>
</figtable>
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 86)]] <!--(Figs. 2.138 – 2.141)--> und (<xr id="tab:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact MaterialsPhysikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/><!--(Table 2.39)-->). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.
W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf (<xr figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Copper–Tungsten (CUWODUR) Contact MaterialsPhysikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"><caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>  {| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"|-!Material!Wolfram<br/>Anteil<br/>[gew.%]!Dichte<br/>[g/cm<sup>3</sup>]!Schmelzpunkt<br/>[°C]!Elektrische<br/>Widerstandskraft<br/>[µΩ*cm]!Elektrische<br/>Leitfähigkeit<br/>[% IACS]!Elektrische<br/>Leitfähigkeit<br/>[MS/m]!Vickers<br/>Härte<br/>[HV10]|-|W/Cu 60/40 <br/>|57 - 63|12,9 - 13,3|1083|3,85 - 4,55|38 - 45|22 - 26|150 - 200|-|W/Cu 65/35 |63 - 67|13,6 - 14,0|1083|4,17 - 5,0|34 - 41|20 - 24|160 - 210|-|W/Cu 70/30 |68 - 72|13,9 - 14,4|1083|3,85 - 5,56|31 - 38|18 - 22|160 - 230|-|W/Cu 75/25 |73 -77|14,6 -(Table 15,2.40)|1083|4,76 - 5,88|29 - 36|17 - 21|180 - 210|-|W/Cu 80/20 |78 - 82|15,3 - 15,9|1083|5,0 - 6,25|28 - 34|16 - 20|180 -280||}</figtable>)  W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.
Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Tungsten– Copper (CUWODUR) Contact Materials"/><!--(Table 2.41)-->). <figtable id="tab:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact Materials">[[File:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact Materials.jpg|right|thumb|Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen]]</figtable>
<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 G(Grob)</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 HF">[[File:Micro structure of W Cu 70 30 HF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 H(Fein)</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 F</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 80 20 H">
[[File:Micro structure of W Cu 80 20 H.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 80/20 H</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Copper–Tungsten (CUWODUR) Contact Materials">
<caption>'''<!--Table 2.40:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Eigenschaften</p></th></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu F</p><p class="s12"></p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit,</p><p class="s12">gleichmäßiges Abbrandbild bei hoher Schalthäufigkeit, besonders hohe mechanische Festigkeit,</p><p class="s12">hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu G</p><p class="s12"></p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit, sehr hohe mechanische Festigkeit,</p><p class="s12">sehr hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu H</p><p class="s12"></p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit, sehr hohe mechanische Festigkeit, besonders hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung</p></td></tr></table>
</figtable>
 
 
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Tungsten– Copper (CUWODUR) Contact Materials">
<caption>'''<!--Table 2.41:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Wolfram-Kupfer Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferformen</p></th></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu F</p></td><td><p class="s12">Trafo Stufenschalter</p><p class="s12">Mittelspannungs-Lastschalter</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, Formteile,</p><p class="s12">gelötete und geschweißte Kontaktteile</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu G</p></td><td><p class="s12">Überspannungsableiter mit Funkenstrecke,</p><p class="s12">Mittelspannungs-Lastschalter, Mittelspannungs-Leistungsschalter, Hochspannungs-Leistungsschalter</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, Formteile,</p><p class="s12">gelötete und geschweißte Kontaktteile Kontaktulpen, -stifte, -rohre</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu H</p></td><td><p class="s12">Hochspannungs-Leistungsschalter</p><p class="s12">mit sehr hohen Kurzschlussströmen</p></td><td><p class="s12">Geschweißte Kontaktteile,
Kontaktulpen,</p><p class="s12">-stifte, -rohre</p></td></tr></table>
</figtable>
==Referenzen==