Kontaktlegierungen

Kontaktlegierungen sind spezielle metallische Werkstoffe, die für elektrische Kontakte in Schaltern, Relais, Steckern und Leistungsschaltern entwickelt wurden. Sie kombinieren geringe elektrische Widerstände mit hoher Verschleiß-, Ermüdungs- und Lichtbogenschutz sowie guter Wärmeleitung. Ziel ist eine geringe Abnutzung der Kontaktflächen, geringe Kontaktverschweißung und eine lange Lebensdauer unter wiederholten Schaltbelastungen.

Die wichtigsten Systeme sind kupferbasierte Legierungen, oft mit Silber, Nickel, Zinn oder Beryllium, darunter Cu-Ag-, Cu-Ni- und Cu-Be-Legierungen. Silberbasierte Kontaktmaterialien verwenden Silber als Grundmetall mit Oxiden oder Legierungsbestandteilen, Beispiele: AgCdO, AgNi, AgSnO2. Oxid-gefüllte oder oxidierte Materialien erhöhen die Verschleißfestigkeit und die Lichtbogenlösefähigkeit. Cadmiumhaltige Systeme waren lange verbreitet, werden jedoch aufgrund von Umwelt- und Sicherheitsbedenken zunehmend durch Cd-freie Varianten ersetzt; gängige Alternativen sind AgNi, AgSnO2 und Cu-basierte oxidierte Legierungen.

Herstellung erfolgt oft durch Legieren, Gießen, Umformen oder Pulvermetallurgie; bei Oxid-gefüllten Materialien wird das Oxid in Poren injiziert oder diffundiert. Eigenschaften hängen stark vom System ab: Kupferbasierte Legierungen zeichnen sich durch gute elektrische Leitfähigkeit, geringe Kontakttemperaturen und gute Wärmeableitung aus, während Silberlegierungen eine höhere Verschleiß- und Lichtbogenbeständigkeit bieten.

Anwendungsgebiete sind Schalter, Relais, Kontaktplatten, Motor- und Leistungsschalter, Steckverbinder sowie andere Berührungskontakte, wo Kontaktausfälle durch Verschleiß oder Lichtbogen auftreten könnten.

Umwelt- und Sicherheitsaspekte treiben die Entwicklung Cd-freier Kontaktlegierungen voran, während Standards wie RoHS und Zuverlässigkeitsnachweise die Materialwahl beeinflussen.