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Herstellung von Halbzeugen

1,852 bytes removed, 09:20, 4 January 2023
Kontaktprofile
verbindenden Werkstoffe in Blockform zu einem Schweißpaket zusammengestellt,
auf ca. 800°C erwärmt und unter hohem Pressdruck verschweißt
(<xr id="fig:Hot_cladding_of_pre_materials"/><!--(Fig. 3.3)-->). Dabei entsteht in der Berührungsfläche der beiden Werkstoffe eine
unlösbare stoffschlüssige Verbindung entweder in fester Phase durch Diffusion
der Reaktionspartner oder in flüssiger Phase mittels einer zwischengelegten
Fertigungslängen.
<figure id="fig:Hot_cladding_of_pre_materials">
[[File:Hot cladding of pre-materials (schematisch).jpg|right|thumb|Warmpressschweißen von Kontaktbimetall (schematisch)]]
</figure>
Beim Kaltwalzplattieren erfolgt die Verbindung zwischen Kontakt- und Trägerwerkstoff
durch eine Kaltumformung > 50% in einem Stich (<xr id="fig:Cold roll-cladding of semi-finished strips (schematic)"/><!-- (Fig. 3.4)-->). Durch die
starke plastische Verformung kommt es in der Grenzschicht zwischen den
Plattierpartnern zu einer Kaltverschweißung. Um die Qualität der Schweißverbindung
Bandlängen (>100 m) geeignet.
<figure id="fig:Cold roll-cladding of semi-finished strips (schematic)">[[File:Cold roll-cladding of semi-finished strips (schematic).jpg|right|thumb|Kaltwalzplattieren von Kontaktbimetall ( schematisch)]]</figure> *Typische Ausführungsformen für Kontaktbimetalle (<xr id="fig:Typical configurations of clad contact strips"/>)
<figure id="fig:Typical configurations of clad contact strips">[[File:Typical configurations of clad contact strips.jpg|right|thumb|Typische Ausführungsformen für Kontaktbimetalle]]</figure> *Kontaktwerkstoffe <br />Ag, Ag-alloys.Legierungen, Ag/Ni (SINIDUR), in Sonderfällen auch Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO)<br />
*Trägerwerkstoffe<br />Cu, CuSn, CuNiZn, CuNiSn, CuFe, CuBe u.a.
*Abmessungen (<xr id="fig:Dimensions"/>)
<figure id="fig:Dimensions">
[[File:Dimensions.jpg|right|thumb|Abmessungen]]
</figure>
Bei der Festlegung der Dicke der Edelmetalleinlage wird empfohlen, den
Minimalwert anzugeben.
der Vermaßung der Breite der Edelmetalleinlage wird empfohlen, von den für die
jeweilige Anwendung erforderlichen Minimalwerten auszugehen. Die Vermaßung
sollte stets von der Bandkante aus erfolgen. <div class="multiple-images"><figure id="fig:Hot_cladding_of_pre_materials">[[File:Hot cladding of pre-materials (schematisch).jpg|right|thumb|Figure 1: Warmpressschweißen von Kontaktbimetall (schematisch)]]</figure><figure id="fig:Cold roll-cladding of semi-finished strips (schematic)">[[File:Cold roll-cladding of semi-finished strips (schematic).jpg|right|thumb|Figure 2: Kaltwalzplattieren von Kontaktbimetall ( schematisch)]]</figure><figure id="fig:Typical configurations of clad contact strips">[[File:Typical configurations of clad contact strips.jpg|right|thumb|Figure 3: Typische Ausführungsformen für Kontaktbimetalle]]</figure><figure id="fig:Dimensions">[[File:Dimensions.jpg|right|thumb|Figure 4: Abmessungen]]</figure></div><div class="clear"></div>
===Gelötete Halbzeuge (Toplay-Profile)===
Das Toplay-Verfahren geht von einem flachen oder profilierten edelmetallhaltigen
Kontaktband aus, das zusammen mit einem Hartlotstreifen und dem
unedlen Trägerband einem Induktions-Lötautomaten zugeführt wird (<xr id="fig:Toplay brazing with an inductive heating inline equipment (schematic)"/><!--(Fig. 3.5)-->).
Dabei lässt sich eine gleichmäßige und zuverlässige Lötverbindung zwischen
Kontaktauflage und Trägermaterial herstellen. Der so erzeugte Werkstoffverbund
unterschiedliche Profilformen hergestellt werden.
*Typische Ausführungsformen für Toplay-Profile (<figure xr id="fig:Toplay brazing with an inductive heating inline equipment (schematic)Typical configurations of toplay contact profiles2"/>[[File:Toplay brazing with an inductive heating inline equipment (schematic).jpg|right|thumb|Toplay-Lötung mit Induktionsdurchlaufanlage (schematisch)]]</figure>
*Typische Ausführungsformen für Toplay-Profile <xr id="fig:Typical configurations of toplay contact profiles2"/> <figure id="fig:Typical configurations of toplay contact profiles2">[[File:Typical configurations of toplay contact profiles2.jpg|right|thumb|Typische Ausführungsformen für Toplay-Profile]]</figure>*Kontaktwerkstoffe <br />Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR),Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO)<br />
*Trägerwerkstoffe <br />Cu, CuZn, CuSn u.a.<br />
*Qualitätsmerkmale, Abmessungen und Toleranzen (<xr id="fig:Quality criteria dimensions and tolerances"/>)
<figure id="fig:Quality criteria dimensions and tolerances">
[[File:Quality criteria dimensions and tolerances.jpg|right|thumb|Qualitätsmerkmale, Abmessungen und Toleranzen]]
</figure>
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen von Toplay-Profilen sind angelehnt an die für Cu und Cu-Legierungen geltenden Normen EN 1652 und EN 1654.
=== Seam–Welded Contact Strip Materials (FDR–Profiles)===Seam–welding is the process by which the contact material in the form of a solid wire, narrow clad strip, or profile is attached to the carrier strip by overlapping or continuous weld pulses between rolling electrodes <xr id="fig:Seam-welding process (schematic)"/><!--(Fig. 3.6)-->. The weld joint is created by simultaneous effects of heat and pressure. Except for the very small actual weld joint area the original hardness of the carrier strip is maintained because of the limited short time of the heat supply. Therefore also spring-hard base materials can be used without loss of their mechanical strength. The use of clad contact pre-materials and profiles allows to minimize the use of the costly precious metal component tailored to the need for optimum reliability over the expected electrical life of the contact components. *Typical configurations of seam–welded contact strips and stamped parts <xr iddiv class="fig:Typical configurations of seammultiple-welded contact stripsimages"/><figure id="fig:Typical configurations of seam-welded contact stripsToplay brazing with an inductive heating inline equipment (schematic)">[[File:Typical configurations of seam-welded contact stripsToplay brazing with an inductive heating inline equipment (schematic).jpg|right|thumb|Typical configurations of seamFigure 5: Toplay-welded contact stripsLötung mit Induktionsdurchlaufanlage (schematisch)]]
</figure>
 <figure id="fig:Seam-welding process (schematic)Typical configurations of toplay contact profiles2">[[File:Seam-welding process (schematic)Typical configurations of toplay contact profiles2.jpg|right|thumb|SeamFigure 6: Typische Ausführungsformen für Toplay-welding process (schematic)Profile]]
</figure>
 *Contact materials <br />Au-Alloys, Pd-Alloys, Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO)<br /> *Carrier materials <br />Cu, CuSn, CuZn, CuNiZn, CuBe et al.<br /> *Dimensions <xr id="fig:Contact Profiles Dimensions"/><figure id="fig:Contact Profiles DimensionsQuality criteria dimensions and tolerances">[[File:Contact Profiles DimensionsQuality criteria dimensions and tolerances.jpg|right|thumb|Contact Profiles DimensionsFigure 7: Qualitätsmerkmale, Abmessungen und Toleranzen]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>
*Quality criteria and tolerances===Kontaktprofile===Strength properties and dimensional tolerances of toplay profiles are derived from the standards DIN EN 1652 and DIN EN 1654 for Cu alloysKontaktprofile umfassen einen weiten Abmessungsbereich.Breite und Höheder Profile liegen üblicherweise zwischen 0,3 und 8 mm bzw. 0,2 und 3 mm.Eine Sonderstellung nehmen hierbei Kontaktprofile mit einer Breite < ca. 2 mm,sog. Miniprofile, häufig auch als Mikroprofile bezeichnet, ein.
=== Contact Profiles Miniprofile bestehen meist aus Kontaktbimetall, wobei die Kontaktauflage ausEdelmetall, einer Edelmetalllegierung oder edelmetallhaltigem Verbundwerkstoffdurch Plattieren bzw. Schweißen oder auf galvanischem bzw. vakuumtechnischemWege (Contact Weld TapesSputtern)===mit dem Basiswerkstoff verbunden wird. Da MiniprofileContact profiles span meist durch Horizontal-Abschnitt- oder Rollennahtschweißen auf Trägerteileaufgebracht werden, muss der Basiswerkstoff u.a broad range of dimensions. Width and thickness are typically between 0die Forderung nach einerguten Schweißbarkeit erfüllen.8 – 8Übliche Basiswerkstoffe sind Nickel, Kupfer-Nickel-, Kupfer-Zinn- sowie Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen.0 mm and 0Die Unterseite derMiniprofile enthält i.2 – 3d.0 mm respR. Special configurationsSchweißrippen, die eine sichere, often defined as miniature-profiles or even micro–profiles can have a width < 2.0 mmstoffschlüssigeVerbindung zwischen Kontaktprofil und Träger gewährleisten.
Miniature–profiles are mostly composed of a contactKontaktprofile größerer Abmessungen werden häufig in Schaltgeräten derNiederspannungs-bimetal material with the contact material being a precious metal alloy or composite material clad, welded or coated by electroplating or vacuum-deposition (sputtered) onto a weldable base materialEnergietechnik eingesetzt. Die Kontaktschicht besteht dabeiz.B. Since these profiles are attached to carrier strip materials usually by segment– or seam– welding to the base materials, materials with good welding properties such as nickelaus abbrandfesten Werkstoffen, copperwie Silber-nickelNickel, copperden Silber-tin, as well as copperMetalloxidenoder dem verschweißresistenten Silber-nickelGraphit. Die löt-zinc alloys are usedbzw. The bottom surface of the profiles usually has formed weld rails or similar patterns to ensure a solid continuous metallurgical weld joint between the profile and the contact carrierschweißbareUnterseite besteht bei den metalloxid- und grafithaltigen Werkstoffenüblicherweise aus Silber, wobei häufig als Löt- oder Schweißhilfe eine dünneSchicht aus phosphorhaltigem Lot aufgebracht wird.
Contact profiles in larger sizes are often used for switching devices in the low voltage technology. For these the contact layer mostly consists *Typische Profilformen für Mehrschichtprofile (<xr id="fig:Typical configurations of arc erosion resistant materials such as silver–nickel, silver–metal oxides or the weld resistant silver– graphite. The brazable or weldable underside of the metal oxide or silver–graphite materials is usually pure silver with also quite often a thin multi-layer of a phosphorous containing brazing alloy applied to aid the welding process.contact profiles"/>)
*Typical configurations of multiKontaktwerkstoffe <br />Au-Legierungen, Pd-layer contact profiles <xr id="fig:Typical configurations of multiLegierungen, Ag-layer contact profiles"Legierungen, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2<figure id="fig:Typical configurations of multi-layer contact profiles"/sub>[[File:Typical configurations of multi-layer contact profiles.jpg|right|thumb|Typical configurations of multi-layer contact profiles]], Ag/ZnO<br /figure>
*Contact materials Basiswerkstoffe <br />Au-Alloys(schweißbare Unterseite bei Mehrschichtprofilen) Cu, Pd-AlloysNi, Ag-AlloysCuNiFe, Ag/Ni (SINIDUR)CuNiZn, Ag/CdO (DODURIT CdO)CuSn, Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX)CuNiSn, Ag/ZnO (DODURIT ZnO)NiCuFe<br />
*Carrier materials Lotschicht <br />(weldable substrate material for multiL-layer materials) Cu, Ni, CuNiFe, CuNiZn, CuSn, CuNiSn, NiCuFeAg15P<br />
*Brazing alloy Qualitätsmerkmale <br />L-Ag15PAufgrund der Vielfalt der Ausführungsformen von Kontaktprofilen werden üblicherweise gesonderte Qualitätsvereinbarungen zwischen Hersteller und Anwender getroffen.<br />
*Quality criteria Abmessungen und Toleranzen (<br xr id="fig:Contact Profiles Dimensions and tolerances"/>Beause of the variety of configurations of contact profiles usually the quality issues are separately agreed upon between the manufacturer and the user)Die Dicke einer z.B. durch Sputtern aufgebrachten Au-Auflage liegt je nachAnforderung zwischen 0,2 bis 5 μm, wobei die Dickentoleranz ca. &plusmn;10%beträgt.<br />
*Dimensions and tolerances <xr div class="multiple-images"><figure id="fig:Contact Profiles Dimensions and tolerancesTypical configurations of multi-layer contact profiles">[[File:Typical configurations of multi-layer contact profiles.jpg|right|thumb|Figure 8: Typische Profilformen für Mehrschichtprofile]]</figure>
<figure id="fig:Contact Profiles Dimensions and tolerances">
[[File:Contact Profiles Dimensions and tolerances.jpg|right|thumb|Contact Profiles Dimensions and tolerancesFigure 9: Abmessungen und Toleranzen]]
</figure>
The thickness of the Au top-layer, which is sputtered for example, is between 0.2 and 5 μm, depending on the requirements. Tolerance of thickness is about &plusmn; 10%.</div><div class="clear"></div>
==Referenzen==

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