CN103109338A - 电接点材料 - Google Patents

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Abstract

本发明存在的问题是，银－氧化物类的电接点材料由于反复进行电开闭，氧化物在接点表层堆积，由于该原因提高接点表面的接触电阻，引起温度升高。为了解决该问题，本发明的特征在于，在银－氧化物类的电接点材料的接点面上，将1～99mass%Ag－W、1～99mass%Ag－WC、W和WC的一种以上作为一层以上的镀层形成。

Description

电接点材料
技术领域
本发明涉及用于电磁开关、断路器、继电器等电磁开闭器中的电接点材料。
背景技术
对于现有的银－氧化物类的电接点材料，为了提高耐熔敷性、耐消耗性、温度特性，通过改变内部氧化条件和添加第3元素、第4元素，每次都克服了性能方面的问题。例如，有在Ag中添加Sn、In、Sb、Bi等然后进行内部氧化处理的材料（例如，参照专利文献1）。
另外，提出了以下的材料：按照mass（质量）%含有Sn：4～11%；In：1～5%；Te：0.05～3%；Cd：0.05～3%，根据需要还含有Fe、Ni、Co中的一种以上：0.01～1%，其余的是对具有含Ag和不可避免的杂质的组成的Ag合金进行内部氧化处理后的成分。
专利文献
专利文献1：日本特开2002－363665公报
专利文献2：日本特开平5－86426号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述现有的技术中，银－氧化物类的电接点材料存在以下的课题：由于反复进行电开闭，氧化物在接点表层堆积，因该原因提高接点表面的接触电阻，引起温度升高。
为了解决该温度升高的问题，有减少所添加的氧化物的量的方法，如果减少所添加的氧化物的量，则存在使耐熔敷性、耐消耗性下降这样的问题。
得到稳定的接触电阻，而且实现良好的温度特性与实现提高耐熔敷性、耐消耗性相反，在选择接点材料时经常出现问题。
本发明的课题在于解决上述的问题。
用于解决课题的手段
因此，本发明通过在银－氧化物类的电接点材料的接点面上，对1～99mass%Ag－W、1～99mass%Ag－WC、WC和W的一种以上实施厚度为0.1μm～1000μm的镀层，由此，降低接点的电阻值，消除温度异常升高，而且，实现耐熔敷性、耐消耗性大幅提高，在用于高负荷的电接点材料的情况下也能延长使用寿命。
例如，在图18中表示，在91.7Ag－5.5SnO2－2.5In2O3－0.3NiO的接点材料上将W形成镀层的接点的组成图片。
而且，在电接点材料与1～99mass%Ag－W、1～99mass%Ag－WC、WC或者W的镀层之间，实施Pt、Au、Ag、Ni、Cu的至少一种的镀层，由此，能够降低接点的电阻值，有效地防止温度异常升高，而且，实现耐熔敷性、耐消耗性大幅提高，在用于高负荷的电接点材料的情况下也能延长使用寿命。
此外，镀层方法采用以下方法：利用等离子体喷镀、气体喷镀、高速框架喷镀等喷镀的镀层；利用图1和图2所示的气中或液中的断续的放电、脉冲等放电的镀层；以及PVD、CVD等的蒸镀法。
在上述中，将镀层的一层的厚度形成在0.1μm～1000μm的范围的理由是，如果一层的厚度不足0.1μm，则没有镀层的效果。另外，如果一层的厚度超过1000μm，则在技术以及生产成本方面，不易于进行镀层。
另外，在1～99mass%Ag－W、1～99mass%Ag－WC中，如果Ag成分不足1mass%和超过99mass%，则Ag合金就没有意义。
发明效果
像这样，本发明通过对银－氧化物类的电接点材料进行上述结构的镀层，由此降低接点的电阻值，耐熔敷性、耐消耗性提高，使用寿命延长。
另外，在电接点材料与镀层之间实施Pt、Au、Ag、Ni、Cu的至少一种的镀层，由此，能够进一步降低接点的电阻值，防止温度异常升高，耐熔敷性、耐消耗性大幅提高，即使在用于高负荷的电接点材料的情况下也能延长使用寿命。
附图说明
图1是利用气中放电进行镀层的概略说明图。
图2是利用液中放电进行镀层的概略说明图。
图3是1层镀层的概略说明图。
图4是部分镀层的概略说明图。
图5是实施例9的概略说明图。
图6是实施例10的概略说明图。
图7是实施例11的概略说明图。
图8是实施例12的概略说明图。
图9是实施例13的概略说明图。
图10是实施例14的概略说明图。
图11是实施例15的概略说明图。
图12是实施例16的概略说明图。
图13是实施例17的概略说明图。
图14是实施例18的概略说明图。
图15是实施例19的概略说明图。
图16是实施例20的概略说明图。
图17是实施例21的概略说明图。
图18是进行镀层的接点的截面组成照片。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
首先，按照板厚1.2mm且边长3.5mm的方形的尺寸，制作在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行了48小时内部氧化后的含有91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni的接点材料。
实施例1
通过气中放电（参照图1）对上述接点材料进行1mass%Ag－W的镀层，形成800μm的层厚。
气中放电的条件是，在阳极连接1mass%Ag－W，在阴极连接含有91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni的接点材料，在大气中按照电流1～3A、电压60V、放电距离1mm、在300～400Hz下使其振动，并断续地放电，由此来实施图3所示的镀层4。
此外，在图1中，1是电极，2是接点。
另外，上述是通过气中放电进行的，但也可以通过液中放电进行，如图2所示，在磷酸三钙溶液和5%柠檬酸水溶液等一般的电解液3中放入接点2，在与电极1之间进行放电。
实施例2
通过气中放电（参照图1）对上述接点材料进行1mass%Ag－WC的镀层，形成100μm的层厚。
气中放电的条件是，在阳极连接1mass%Ag－WC，在阴极连接91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni形成的接点材料，在大气中按照电流1～3A、电压60V、放电距离1mm、在300～400Hz下使其振动，并断续地放电，由此来实施图4所示的部分镀层4。
实施例3
在上述接点材料表面进行喷砂处理后，通过等离子体流喷镀来进行镀层。
上述等离子体流喷镀的条件是，在等离子体流氛围中，按照50:1的比例混入粒度为5～125μm的Ag粉末和W粉末，在大气中，按照喷射电流500～800A、喷镀距离100mm，在等离子体气体中使用氩气（流量30l/min），按照300mm/sec使喷镀枪往复移动实施镀层4，使镀层4的厚度在0.1μm，镀层4的组成为50mass%Ag－W。
实施例4
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀实施镀层4，使镀层4的厚度为20μm，镀层4的组成为50mass%Ag－WC。
实施例5
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀实施镀层4，使镀层4的厚度为500μm，镀层4的组成为99mass%Ag－W。
实施例6
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀实施镀层4，使镀层4的厚度为1000μm，镀层4的组成为99mass%Ag－WC。
实施例7
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀实施镀层4，使镀层4的厚度为300μm，镀层4的组成为W。
实施例8
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀实施镀层4，使镀层4的厚度为600μm，镀层4的组成为WC。
实施例9
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图5所示，形成从下起1mass%Ag－W与1mass%Ag－WC交替地实施8层的镀层4。
实施例10
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图6所示，形成从下起50mass%Ag－W与50mass%Ag－WC交替地实施6层的镀层4。
实施例11
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图7所示，形成从下起99mass%Ag－W与99mass%Ag－WC交替地实施4层的镀层4。
实施例12
通过与上述实施例3同样的等离子体喷镀，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图8所示，从下起实施W与WC这2层的镀层4。
实施例13
按照板厚1.2mm且边长为3.5mm的方形的尺寸，制作在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行48小时内部氧化后的含有91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni的接点材料的表面进行喷砂处理后，通过等离子体流喷镀实施镀层。
等离子体流喷镀的条件是，在与上述实施例3同样的条件下进行，在等离子体流氛围中按照99:1的比例混入粒度为5～125μm的Ag粉末与W粉末，逐渐地增加W粉末阶段性地改变其组成，使镀层的一层的厚度为100μm，镀层的组成如图9所示，从下依次为99mass%Ag－W、75mass%Ag－W、50mass%Ag－W、25mass%Ag－W、1mass%Ag－W，实施镀层4。
实施例14
与实施例13同样，使镀层的一层的厚度为100μm，镀层的组成如图10所示，从下依次是99mass%Ag－WC、75mass%Ag－WC、50mass%Ag－WC、25mass%Ag－WC、1mass%Ag－WC，实施镀层4。
实施例15
按照板厚1.2mm且边长为3.5mm的方形的尺寸，对在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行48小时内部氧化后的含有91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni的接点材料的表面进行喷砂处理后，通过等离子体流喷镀实施镀层。
等离子体流喷镀的条件是，在与上述实施例3同样的条件下进行，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图11所示，形成从下起将1mass%Ag－W与Au交替地实施5层的镀层4。
实施例16
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为40μm，镀层的组成如图12所示，形成从下起1mass%Ag－W与Au以及Pt，交替地实施7层的镀层4。
实施例17
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为50μm，镀层的组成如图13所示，形成从下起50mass%Ag－W与Au交替地实施5层的镀层4。
实施例18
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为40μm，镀层的组成如图14所示，形成从下起50mass%Ag－W与Au以及Pt，交替地实施7层的镀层4。
实施例19
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为20μm，镀层的组成如图15所示，形成从下起99mass%Ag－W与Au交替地实施9层的镀层4。
实施例20
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为20μm，镀层的组成如图16所示，形成从下起99mass%Ag－WC与Au以及Pt交替地实施10层的镀层4。
实施例21
按照与上述实施例15同样的方式，使镀层的一层的厚度为10μm，镀层的组成如图17所示，形成从下起99mass%Ag－WC与Ni、Ag以及Cu交替地实施9层的镀层4。
比较例1
按照板厚1.2mm且边长为3.5mm的方形的尺寸，制作在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行48小时内部氧化后的含有91.7mass%Ag－5.5mass%Sn－2.5mass%In－0.3mass%Ni的接点。
比较例2
按照板厚1.2mm且边长为3.5mm的方形的尺寸，制作在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行48小时内部氧化后的含有92.3mass%Ag－5mass%Sn－2.5mass%In－0.2mass%Ni的接点。
比较例3
按照板厚1.2mm且边长为3.5mm的方形的尺寸，制作在氧分压为0.5MPa、内部氧化温度为700℃的条件下进行48小时内部氧化后的含有91.9mass%Ag－7mass%Sn－1mass%In－0.1mass%Ni的接点。
关于上述各个实施例和比较例进行了接点试验。接点试验进行接触电阻的测定与溶敷试验（60A额定值用）以及市场销售的接触器的消耗量的测定（AC200V 20A），评价电特性。
表1
Figure BDA00002784195000091
符号说明
1  电极
2  接点
3  电解液
4  镀层

Claims (4)

1.一种电接点材料，其特征在于：
在银－氧化物类的电接点材料的接点面上，将1～99mass%Ag－W、1～99mass%Ag－WC、W和WC的一种以上作为一层以上的镀层形成。
2.如权利要求1所述的电接点材料，其特征在于：
使镀层的一层的厚度为0.1μm～1000μm。
3.如权利要求1所述的电接点材料，其特征在于：
形成使1～99mass%Ag－W或者1～99mass%Ag－WC的Ag的量阶段地变化的多层镀层。
4.如权利要求1所述的电接点材料，其特征在于：
在1～99mass%Ag－W或者1～99mass%Ag－WC的镀层之间，设置有Pt、Au、Ag、Ni、Cu的至少一种的镀层。
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