Neue hochleistungsfähige Beschichtungen für Steckverbindersysteme im Vergleich zu Ag – es muss nicht immer „edel“ sein

Konferenz: Kontaktverhalten und Schalten - 23. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar
07.10.2015 - 09.10.2015 in Karlsruhe, Deutschland

Tagungsband: Kontaktverhalten und Schalten

Seiten: 10Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Mainka, Marcel; Möller, Sascha; Wielsch, Thomas (Weidmüller Interface GmbH & Co. KG, Deutschland)
Buresch, Isabell (Wieland Werke AG, Deutschland)

Inhalt:
Für eine zukunftsorientierte Entwicklung von innovativen, nachhaltigen und wertschöpfenden Produkten sowie Lösungen für das industrielle Umfeld der elektrischen Verbindungstechnik ist es erforderlich, die technologischen Herausforderungen der Zukunft zu kennen. Vor dem Hintergrund steigender Rohstoffkosten, speziell von Edelmetallpreisen, und dem daraus resultierenden wachsenden Kostendruck auf die Herstellprozesse rückt die Entwicklung alternativer Schichtsysteme im Bereich der Oberflächenbeschichtungen verstärkt in den Fokus der Anbieter elektrischer Verbindungstechnik. Derartige Schichtsysteme werden insbesondere dahingehend untersucht, ob sie als Substitute für Edelmetalloberflächen eingesetzt werden können oder die Performance bestehender Reinzinnsysteme erhöhen. Diese Schichtsysteme sollen dabei nicht nur den hohen technologischen Anforderungen genügen, sondern auch den ökonomischen Randbedingungen gerecht werden. Für eine Qualifikation derartiger Schichtsysteme ist es wichtig, neben Kenntnissen im Bereich der Applikationen auch Aussagen über ihre charakteristischen Eigenschaften treffen zu können. Die wichtigsten technologischen Anforderungen an die Eigenschaften dieser Schichtsysteme sind niedrige und zeitlich konstante Kontaktwiderstände, geeignete tribologische Kennwerte sowie eine Kompatibilität zu existierenden Oberflächensystemen. In der vorliegenden Studie wird ein Multilayerschichtsystem auf Basis von Ni/Ag/Sn vergleichend zu einer Silberoberfläche sowohl hinsichtlich seiner Einsatzfähigkeit als Substitut für Silberoberflächen als auch seiner Kompatibilität dazu untersucht. Analoge Untersuchungen wurden bereits erfolgreich für dieses Multilayersystem bezüglich einer Zinnoberfläche durchgeführt [1]. Hierzu werden zunächst grundsätzliche schichtmorphologische Untersuchungen vorgestellt und eine Bewertung vorgenommen. Ferner wird auf die Ergebnisse tribologischer Untersuchungen zu Makroreibung sowie Fretting von gleichartigen und anschließend von gekreuzten Kontaktpaarungen eingegangen. Die Ergebnisse für Kontaktwiderstandsverhalten und tribologische Kennwerte der untersuchten Kontaktpaarungen werden insbesondere hinsichtlich des mechanischen Verschleißes beurteilt. Eine Reduktion des mechanischen Verschleißes im Bereich der Makroreibung ist erforderlich, um niedrigere Steck- und Ziehkräfte realisieren zu können. Damit geht eine Erhöhung der Steckzyklenzahlen und somit eine Erhöhung der Lebensdauer einher. Darüber hinaus wird das Frettingverhalten untersucht, um eine umfassende Aussage über die Einsatzfähigkeit des Multilayersystems als Silbersubstitut und seine Kompatibilität zu existierenden Silberoberflächen treffen zu können. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass das untersuchte Multilayersystem eine leistungsfähige Alternative zur klassischen Silberbeschichtung darstellt.