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Werkstoffe auf Silber-Basis

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====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and in the liquid phase have only very limited solubility silver nickel composite materials with higher Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigenZustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni contents can only be produced by powder metallurgy-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahrenhergestellt werden. During extrusion of sintered Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni billets into wires-Blöcke zu Drähten, strips and rods the Ni particles embedded Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschrittez.B. Walzen oder Ziehen, werden die in the der Ag matrix are stretched and oriented -Matrix eingelagertenNickelpartikel in the microstructure into a pronounced fiber structure Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass imGefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> and und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).
The high density produced during hot extrusion aids the arc erosion resistance of these materials <xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichtevon Ag/><!-Ni-(Tab 2Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus.21)-->. The typical application of Dastypische Einsatzgebiet der Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A <xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>Werkstoffe sind Schaltströme <!--(Table 2100 A.24)-Hierbeisind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber->Legierungen. In this range they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition they exhibit with nickel contents Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen < 20 wtMassen-% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving propertiesniedrige und über die Schaltstücklebensdauergleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaftenauf. In DC applications Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces -Werkstoffe durch eineverhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).
Typically Ag/Ni (SINIDUR) materials are usually produced with contents of -Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von10-40 wtMassen-% Nihergestellt. The most widely used materials SINIDUR 10 and und SINIDUR 20- and also SINIDUR 15, mostly used in north americadie am häufigsteneingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform-, are easily formable and applied by cladding und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materialsSiekönnen ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffegeschweißt oder gelötet werden.The Ag/Ni (SINIDUR) materials with nickel contents of -Werkstoffe mit Nickel-Anteilen von 30 and -40 wtMassen-% are used kommen in switching devices requiring a higher arc erosion resistance and where increases Schaltgeräten zum Einsatz, in contact resistance can be compensated through higher contact forcesdeneneinerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhteKontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werdenkönnen.
The most important applications for Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni contact materials are typically in relays-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, wiring devicesInstallationsschalter, appliance switchesSchalter für Hausgeräte, thermostatic controlsThermostate, auxiliary switches, and small contactors with nominal currents > Hilfsstromschalter und kleinereSchütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====
The family of silverDie Familie der Silber-Metalloxid-metal oxide contact materials includes the material groupsKontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen: silverSilber-cadmium oxide Cadmiumoxid (DODURIT CdO), silverSilber-tin oxide Zinnoxid (SISTADOX), and silverzinc oxide und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Because of their very good contact and switching properties like high resistance against weldingAufgrund ihrer sehr guten Kontakt- undSchalteigenschaften, low contact resistancewie hohe Verschweißresistenz, and high arc erosion resistanceniedriger Kontaktwiderstandund hohe Abbrandfestigkeit, silverhaben Silber-Metalloxid-metal oxides have gained an outstanding position Werkstoffe eineherausragende Stellung in a broad field of applicationseinem breiten Anwendungsbereich erlangt. They mainly are used Sie finden vor allem Einsatz in low voltage electrical switching devices like relaysSchaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik, installation and distribution switchesz.B. in Relais, appliancesInstallations-, industrial controlsGeräte-, motor controls, and protective devices Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''
SilverSilber-cadmium oxide Cadmiumoxid (DODURIT CdO) materials with -Werkstoffe mit 10-15 wtMassen-% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods CdOwerden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischemWege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties">
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver Cadmium Oxide Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahrenund Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid(DODURIT CdO) Contact Materials-Werkstoffen]]
</figtable>
The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmiumBei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird voneiner auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmiumausgegangen. During a heat treatment below it's melting point Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlungunterhalb ihres Schmelzpunktes in a oxygen rich atmosphere einer sauerstoffhaltigenAtmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in such a homogeneous alloy the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the das Innere derSilber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd to zu CdO , das sich dabeimehr oder weniger feinkörnig in a more or less fine particle precipitation inside the der Ag matrix-Matrix ausscheidet. The Die CdO particles are rather fine -Ausscheidungensind im Randbereich feinkörnig und werden in the surface area and are becoming larger further away towards the center of the material Richtung derOxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).
During the manufacturing of Bei der Herstellung von Ag/CdO contact material by internal oxidation the processes vary depending on the type of semi-finished materialKontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugsder Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich. For Bei Ag/CdO wires a complete oxidation of the -Drähten wird das AgCd wire is performed-Vormaterial vollständig durchoxidiert, followed by wire-drawing to the required diameter aufdas gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> and und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->). The resulting material is used for example in the production of contact rivets. For Dagegen wird bei Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver followed by complete oxidation results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and a Ag backing suitable for easy attachment by brazing - Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zueiner bestimmten Tiefe ausgeführt (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere yields a composite Ag/CdO strip material that has besides a relatively fine CdO precipitation also a easily brazable AgCd alloy backing <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). These materials Die so erhaltenen Zweischichtbändermit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite undder gut lötbaren AgCd-Unterseite (DODURIT CdO ZHBezeichnung: „ZH“) are mainly used as the basis for contact profiles and contact tipssind Ausgangsmaterialfür die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.
During powder metallurgical production the powder mixed made by different processes are typically converted by pressingBei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahrengewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, sintering and extrusion to wires and stripsSinternund Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. The high degree of deformation during hot extrusion produces a uniform and fine dispersion of Durch den hohenUmformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung derCdO particles -Partikel in the der Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties -Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaftauf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either comDie für Bänder und Plättchenerforderliche gut löt-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressenoder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor demStrangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).
For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantagesBei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren derEinzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. The powder mix is pressed Dabei wird die Pulvermischungin a eine Form gepresst, die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases the repress process forms the final exact shape while at the same time increasing the contact density and hardnessder Endabmessung des Kontaktstückesentspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R.ein weiterer Nachpressvorgang Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO starting materials can help influence certain contact properties for specialized applicationserforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working
*'''Silver–tin oxide Silber-Zinnoxid (SISTADOX) materials-Werkstoffe'''Over the past years, many Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielenAnwendungsfällen die Ag/CdO contact materials have been replaced by -Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub> based materials with -Werkstoffe mit 2-14 wtMassen-% SnO<sub>2</sub> because of the toxicity of Cadmiumersetzt. This changeover was further favored by the fact that Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,dass Ag/SnO<sub>2</sub> contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion-Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften, higher weld resistancewie höhere Abbrandfestigkeit, and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlichgeringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->). Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub> materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties-Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->. Manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. To make a ductile material with fine oxide dispersion (SISTADOX TOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)--> it is necessary to use special process variations in oxidation and extrusion which lead to materials with improved properties in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material suitable for the manufacture as smaller weld profiles (SISTADOX WTOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->. Because of their resistance to material transfer and low arc erosion these materials find for example a broader application in automotive relays <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->.
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).
''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> contact materialsBei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt diePulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Besides SnO<sub>2</sub> a smaller amount Neben SnO2 wird meist noch eingeringer Anteil (<1 wtMassen-%) of one or more other metal oxides such as eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>, MoO<sub>3</sub>, CuO andund/or oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> are addedzugemischt, die im Schaltbetrieb an derGrenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. TheseDieseadditives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität derSilberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischenund Schalteigenschaften der Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group /SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes andForms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )'').
</figtable>
In the manufacture the initial powder mixes different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Some of them are described here as followsEinigedieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben::'''a) Powder blending from single component powdersPulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart. :'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> In this common process all components including additives that are part of the powder mix are blended as single powdersFür den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. The blending is usually performed Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in the dry stage dem die Zusatzmetalle in blenders of different designoxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt. :'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.
:'''bd) Powder blending on the basis of doped powdersPulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> For incorporation of additive oxides in the SnO<sub>2</sub> powder the reactive spray process (RSV) has shown advantagesDieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compoundsAusgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. This solution is nebulized under high pressure and temperature Dieses Legierungspulver wird in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water each small droplet is converted into a salt crystal and from there by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO<sub>2</sub> powder is then mechanically mixed with silver powdersauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.
:'''ce) Powder blending based on coated oxide powdersPulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In this process tin oxide powder is blended with lower meting additive oxides such as for example Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> and then heat treatedeine Suspension von Metalloxiden, z.B. The SnO<sub>2</sub> particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxidewerden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischenFällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensiertenMetalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestelltenPulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähtenwerden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötundschweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichenVerfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:'''d) Physical Properties of Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/><br!--(Table 2.27)--> A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle).
:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' <br> A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO<sub>2<Große, speziell geformte oder runde Ag/sub> together with a precipitation agent. In a chemical reaction silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder being a mix of SnO2-Kontaktauflagen können auswirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag and SnO<sub>2</sub>CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnikhergestellt werden.
Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts such as contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured more economically using the press-sinter-repress (PSR) process <xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/><!--(Table 2.27)-->.
<div id="figures">
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physical Properties of Powder Metallurgical SilverPhysikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the PressMetalloxid-SinterWerkstoffen mit Silber-Repress ProcessRücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr>
<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded SilverPhysikalische-Zinc Oxide und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO) Contact-Werkstoffen'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming BehaviorOptimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table>
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide MaterialsKontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Application Examples of Silver–Metal Oxide MaterialsAnwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table>
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====
Ag/C (GRAPHOR) contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of -Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehaltenvon 2 – -5 wtMassen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früherübliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik, d.h. The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing durch Mischen von Silber- sintering und Grafit- repressing (PSR) has been replaced Pulver, Pressen, Sintern undNachpressen, wurde seit langem in Europe for quite some time by extrusionEuropa durch das Strangpressen abgelöst,hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasonsB. trapezförmige Auflagen, undkostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen einegewisse Bedeutung.
The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semiDas Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahrenfür Ag/C-finished AgC materials Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). The hot extrusion process results Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtungdes Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikelin a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Depending on the extrusion method in either rod or strip form the graphite particles can be oriented Je nach Art des Strangpressens, als Bandoder in the finished contact tips perpendicular Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht(GRAPHOR) or oder parallel (GRAPHOR D) to the switching contact surface zur Schaltfläche angeordnet(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> and und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).
Since the graphite particles Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in the der Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed-Matrix eingelagertenGrafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, a graphite free bottom layer is requiredist für dasAufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich. This is achieved by either burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips or by compound extrusion of a Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressendes Ag/C billet covered with a fine silver shell-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.
Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, dievon keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch einegeringe Abbrandfestigkeit auf. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcingDieses außergewöhnliche Schaltverhalten vonAg/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphärebei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturenbestimmt. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikelparallel to the arcing contact surfacezur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Since the contact surface after arcing consists of pure silver the contact resistance stays consistently low during the electrical life of the contact partsDa dieSchaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauergleichbleibend niedrig.
A disadvantage of the Ein Schwachpunkt von Ag/C materials is their rather high erosion rate-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit. In materials with Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel graphite orientation this can be improved if part of the graphite is incorporated into the material zur Schaltfläche orientierten Grafit-Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreichtwerden, wenn ein Teil des Grafits in the form of fibers Form von Fasern (GRAPHOR DF), in denWerkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). The weld resistance is determined by the total content of graphite particlesDas Schweißverhalten wird dabei durchden Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.
Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nachbestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, cutting of double thickness tipsnachfolgendem Trennen zuDoppelplättchen, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). For attachment of Solche Plättchen mit Ag/C tips welding and brazing techniques are applied-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, diesowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeitim Schaltbetrieb erfordern.
welding the actual process depends on the material's graphite orientationAls Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. For BeimAufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips-Werkstoffen mit einer Ausrichtung derGrafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen alsEinzelteile weiterverarbeitet. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitungbesonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, ausdem in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld stationeiner Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danachaufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding the Ag/C profile tapes können die GRAPHOR D and - und GRAPHOR DF can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgPProfile auch mit einer dünnenHartlotschicht versehen werden.
In a rather limited way, begrenztem Umfang können Ag/C with -Werkstoffe mit 2 – -3 wtMassen-% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratiosGrafit auchzu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitetwerden.
The main applications for Haupteinsatzgebiet der Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-, motorLeitungsschutz-protective circuit breakers, and fault current circuit breakersMotorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, where during short circuit failures highest resistance against welding is required in denen imKurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz derKontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). For higher currents the low arc erosion resistance of Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as wirddabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakteaus Ag/Ni and oder Ag/Wkompensiert.
<div id="figures3">
<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physical Properties of Silver–Graphite Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR) Contact Materials-Werkstoffen'''</caption>
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
</figtable>
<nowiki>*)</nowiki> Graphite particles Grafit-Partikel parallel to switching surface zur Schaltfläche <br /><nowiki>**)</nowiki> Graphite content Grafitanteil 3.,8 wtMassen-%, Graphite particles and fibers Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel to switching surfacezur Schaltfläche
<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Contact and Switching properties of Silver–Graphite Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR) Contact Materials-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table>
<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR) Contact Materials-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table>
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