JP2001184963A - 電気接点材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐アークエロージョン特性に優れた電気接点
材料を提供する。 【解決手段】 銅／タングステン材料に、チタン、バナ
ジウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウ
ム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラ
ジウム、ハフニウム、タンタル、レニウム、オスミウム
およびイリジウムのうちの少なくとも一つの材料を添加
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気接点材料およ
びその製造方法に関するものであり、特に電気接点材料
の耐アークエロージョン特性を向上させる技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電気回路を開閉し、電気の入れ切りを行
うためには開閉機器を必要とするが、これらの開閉機器
には、発電所、変電所の送配電系統を制御するもの、工
場におけるモーター、電熱炉の制御をするもの、また、
それらの電力を制御するリレーなどがあり、１００Ｖか
ら数十万Ｖにいたる広範な領域で使用されている。

【０００３】これらを負荷の大きさにより区分すると次
のようになる。

【０００４】第１は、常時の電流と異常時の短絡電流を
支障なく開閉できるもので、開閉の頻度は一般に少な
く、遮断器（ブレーカー）がこれに属している。遮断器
の種類には、油中遮断器、気中遮断器、磁気吹消遮断
器、ガス遮断器、真空遮断器、配線用遮断器などがあ
り、電気回路に漏電が発生した場合に安全を守る漏電遮
断器もこれに含まれる。

【０００５】第２は、常時の比較的大きな負荷電流を多
数回開閉できるもので、真空開閉器、電磁開閉器、タッ
プ切替器などの開閉器がこれに該当する。

【０００６】第３は、比較的小さな負荷電流を多数回開
閉するもので、制御用、電装用、電子・通信用に使用さ
れる電磁継電器（リレー）、スイッチがこれに該当す
る。なお、このほかに、回路の接続替えや接続を断つこ
とを目的とし、無電流あるいはそれに近い状態での回路
開閉に使用される断路器などがある。

【０００７】高圧用の遮断器、開閉器では耐アーク性、
耐溶着性にすぐれた銅−タングステン、銀−タングステ
ン、銀−炭化タングステンなどの焼結接点が使用されて
いる。すなわち、耐酸化性にすぐれた銀−炭化タングス
テンは中負荷の気中開閉器に、比較的耐酸化性にすぐれ
た銀−タングステンは高負荷用の気中開閉器に、耐酸化
性は劣るが耐消耗性にすぐれた銅−タングステンは、油
中、ガス、真空遮断器においてすぐれた機能を発揮す
る。

【０００８】一方、電流を遮断しない通電用接点として
は、銅あるいは銀などの材料が使用されている。低圧用
の気中遮断器、配線用遮断器のうち、大容量のものには
アーキングチップとして銀−タングステン、銀−炭化タ
ングステンなどが使用され、メインコンタクト（主接
点）としては、銀−ニッケルが使用されている。また、
中容量以下のアーク・通電兼用接点としては、通電性及
び耐溶着性にすぐれた銀−炭化タングステン、銀−酸化
カドミウムなどが多用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】経済性と環境調和の観
点から、電力機器の高電圧・大容量化とコンパクト化は
必須課題であり、継続的な開発が進められている。これ
らの開発では、変電機器を構成する材料にとってはきわ
めて過酷な環境となる。

【００１０】つまり、電力機器における電気接点は、さ
らに過酷な環境において、（１）消耗量の少ないこと、
（２）耐溶着性のあること、（３）接触抵抗の低いこ
と、（４）電気伝導体であることが求められている。

【００１１】高圧用の遮断器、開閉器は、高融点材料で
あるタングステンまたはモリブデン、高電気及び熱伝導
率材料である銅または銀の複合材料が、接点材料として
使用されている。これらの材料は、現用接点材料の中で
最も苛酷な条件の用途に適合するものとして、各種機器
に用いられている。しかし、高圧下で繰り返し遮断を繰
り返すと、上記の材料はアークエロージョンにより先端
部が約１０ｍｍ以上も損耗する。さらに、システムのコ
ンパクト化で電気接点径が小さくなると、電流密度が増
し、上記の苛酷な条件下での使用には耐えられない。

【００１２】本発明は、上記従来の接点材料が持つ問題
点を解決すべくなされたものであり、耐アークエロージ
ョン特性に優れた電気接点材料、およびその製造方法を
提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記のアークエロージョ
ンによる損傷メカニズムは、次のような現象で説明され
る。高融点材料であるタングステンまたはモリブデン、
高電気伝導率及び高熱伝導率を持つ材料である銅または
銀の複合材料では、アーキング時に銅または銀の部分に
陰陽極点が形成され、表面の銅または銀が蒸発する。銅
または銀の欠損により、表面の熱伝導率が低下し、タン
グステンまたはモリブデン部分が焼結開始し、焼結収縮
により亀裂が発生し、タングステンまたはモリブデン部
分が脱落、損耗する。

【００１４】本発明による電気接点材料は、上記の損傷
メカニズムを考慮して公知の銅−タングステン材料を改
良したものであり、陰陽極点がつきやすい銅に、融点お
よび蒸発熱の高い金属を添加することによって、銅の蒸
発による欠損を抑制し、耐アークエロージョン特性を向
上させて遮断時に発生するアークエロージョンによる損
耗量の減少を図るものである。

【００１５】すなわち、本発明の第１の特徴は、電気機
器、電気回路の接点に用いる電気接点材料を、タングス
テンと、銅と、少なくとも１種類以上の金属Ｘとから構
成することにあり、ここで金属Ｘとしては、チタン、バ
ナジウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニ
ウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パ
ラジウム、ハフニウム、タンタル、レニウム、オスミウ
ムおよびイリジウムからなる群から少なくとも１種類が
選択される。

【００１６】電気接点材料の組成は、タングステンの含
有量が体積比で８０〜３０％、銅および前述した少なく
とも１種類以上の金属Ｘの含有量の総和が体積比で２０
〜７０％として、銅および前述した少なくとも１種類以
上の金属Ｘの含有量の総和に対する銅の割合が少なくと
も体積比で５０％以上とすることが好ましい。このよう
な組成とすることにより、特に優れた耐アークエロージ
ョン特性を呈する電気接点材料が得られる。

【００１７】更に、タングステンの含有量を体積比で６
０〜４０％とするとともに、銅および前述した少なくと
も１種類以上の金属Ｘの含有量の総和に対する銅の割合
が体積比で７０〜９０％とすることが更に好ましく、こ
の場合、更に優れた耐アークエロージョン特性を呈する
電気接点材料が得られる。

【００１８】また、材料を構成するタングステンは、ア
ルミニウム、カリウムおよびシリコンからなる群より選
ばれた少なくとも１種の材料をドープしたドープタング
ステンとすることができる。

【００１９】また、耐アークエロージョン特性を更に向
上させるという観点からは、材料の気孔率を１０％未満
とすることが好ましく、５％以下とすることが更に好ま
しい。材料の気孔率を５％以下とすることにより、特に
優れた耐アークエロージョン特性を呈する電気接点材料
が得られる。

【００２０】材料組成は、タングステン粒子（図１の符
号１）と、第２相としてタングステン粒子間を埋める銅
−金属Ｘの合金相（図１の符号２）から形成される。こ
のとき、金属Ｘは、一部あるいは全部が銅から分離して
析出した形態（図１の符号３）をとる。

【００２１】本発明剤利用では、アークによる陰陽極点
が形成される銅に、融点および気化熱の高い金属Ｘを添
加することによって、銅の蒸発による欠損を抑制するた
め、金属Ｘは銅中に均質に分散していることが好まし
い。

【００２２】なお、金属Ｘが銅から分離して析出する場
合には、析出相の粒径は１００μｍ以下であることが好
ましい。

【００２３】第４に、金属Ｘがコバルトである場合に
は、材料組織は、タングステン相（図１（ｄ）の符号
１）と、第２相としてタングステン相間を埋める銅−コ
バルト合金相と（図１（ｄ）の符号８）、第３相として
タングステン相の周囲を囲むタングステン−コバルト合
金相とから構成される。

【００２４】また、電気接点材料の導電率は２０％ＩＡ
ＣＳ以上であることが好ましく、硬度はＨｖ１７０以上
であることが好ましい。

【００２５】本発明による電気接点材料は、発電所、変
電所における遮断器、断路器、開閉器等に好適に適用で
きる。

【００２６】更に、本発明は、上記の電気接点材料の製
造方法も提供する。本発明による電気接点材料の製造方
法としては、すべての構成成分をまとめて焼結する方法
（焼結法）と、銅以外の構成成分を焼結して焼結体（例
えばスケルトン）を形成し、しかる後に該焼結体に銅を
溶浸する方法（溶浸法）とのいずれも適用することがで
きる。

【００２７】前者、すなわち焼結法による場合には、タ
ングステン粉末と、銅粉末と、少なくとも１種類以上の
金属Ｘの粉末とを所定の比率で混合した後、成形を行
い、さらにこれを焼結することにより電気接点材料を製
造する。この場合、焼結温度は１４００℃以下とするこ
とが好ましい。また、混合される原料粉末、すなわちタ
ングステン粉末、銅粉末および上述した少なくとも１種
類以上の金属Ｘの粉末は、粒径が２００μｍ以下で、純
度が９８％以上であることが好ましい。

【００２８】後者、すなわち溶浸法による場合は、２通
りの方法を適用することができる。

【００２９】第１の溶浸法は、タングステン粉末および
少なくとも１種類以上の金属Ｘの粉末を所定の比率で混
合した後、成形を行い、さらにこれを焼結して、得られ
た焼結体に銅を溶浸して製造する方法である。この場
合、焼結温度は１４００℃以下とすることが好ましく、
また溶浸温度は１２００℃とすることが好ましい。ま
た、この場合、焼結体を形成する際に、混合される原料
粉末、すなわちタングステン粉末および少なくとも１種
類以上の金属Ｘの粉末は、粒径が２００μｍ以下で、純
度が９８％以上であることが好ましい。

【００３０】第２の溶浸法は、タングステン粉末を成
形、焼結して、得られた焼結体に銅および少なくとも１
種類以上の金属Ｘを溶浸して製造する方法である。この
場合、焼結温度は１４００℃以下とすることが好まし
く、溶浸温度も１４００℃以下とすることが好ましい。
また、この場合、焼結体の原料粉末、すなわちタングス
テン粉末は、粒径が２００μｍ以下で、純度が９８％以
上であることが好ましい。

【００３１】

【実施例】以下に、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００３２】［第１の実施例］平均粒径１０μｍ純度９
９.９％のタングステン粉末と、平均粒径１０μｍ純度
９９％の銅粉末と、平均粒径１０μｍ純度９９％のチタ
ン粉末とを混合した。この混合粉末を成形した後、不活
性雰囲気、真空雰囲気および還元雰囲気のいずれかの雰
囲気中において、１０００〜１４００℃の温度で焼結
し、銅／タングステン−チタン材料を作製した。このと
き、焼結後におけるタングステン、銅およびチタンの体
積比が、およそ５０：３５：１５になるように、粉末の
混合比、及び焼結温度を選定した。

【００３３】更に、チタン粉末に代えて、バナジウム、
クロム、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオ
ブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、
ハフニウム、タンタル、レニウム、オスミウムおよびイ
リジウム（チタンおよびここに列挙した金属を金属Ｘと
いう）の粉末をそれぞれ用いて、上記のプロセスと同様
のプロセスにより、銅／タングステン−金属Ｘ材料をそ
れぞれ作製した（以上、実施例）。

【００３４】また、比較例として、チタン粉末に代え
て、平均粒径１０μｍ、純度９９％のアルミニウム、亜
鉛の粉末をそれぞれ用いて、上記のプロセスと同様のプ
ロセスにより、銅／タングステン−アルミニウム材料お
よび銅／タングステン−亜鉛材料を作成した。さらに、
添加物なしの銅／タングステン材料も併せて作成した。

【００３５】各実施例および比較例の焼結体から、図２
に示すアーク放電エロージョン試験片を切り出し、アー
ク放電エロージョン試験を行った。アーク放電エロージ
ョン試験は、減圧プラズマ溶射装置（Plasma Tecknik A
-2000V）を用いて、移行アークによる試験片表面のエロ
ージョン試験を行った。アーク放電エロージョン試験
は、常温、２．５ｋＰａのアルゴン雰囲気中で、試験片
を陰極とし、水冷銅陽極との間に電圧をかけることによ
り、移行アークを発生させる。試験条件は電源電圧５０
Ｖ、アーク電流４９０Ａの一定とし、陰極である試験片
表面の損傷が定常状態に達するまで、７〜１３分間実施
した。なお、アーク放電エロージョン試験片の表面粗さ
は、Ｒｍａｘ＝０．５μｍとした。

【００３６】図３に、実施例及び比較例について、上記
アーク放電エロージョン試験後の試験片の損耗量を示し
た。損耗量は、試験前後の試験片の重量を測定して求め
た。図３から、実施例の銅／タングステン−金属Ｘ材料
は、金属Ｘを添加していない材料に対して、損耗量が半
分以下から約１／１０まで低減することが明らかになっ
た。比較例に示したアルミニウムや亜鉛を添加した材料
では、逆に損耗量が増大することが確認された。すなわ
ち、本発明による金属Ｘを含む銅−タングステン材料
は、優れた耐アークエロージョン特性を示すことが確認
された。

【００３７】［第２の実施例］タングステンを体積比で
５０〜９０％含む銅／タングステン−クロム材料を焼結
法で、タングステンを体積比で３０〜５０％含む銅／タ
ングステン−クロム材料を溶浸法で作製した。

【００３８】焼結法による銅／タングステン−クロム材
料（実施例）の作製は、第１実施例に記載したのと同様
に、まず平均粒径１０μｍ純度９９.９％のタングステ
ン粉末、平均粒径１０μｍ純度９９％の銅粉末および平
均粒径１０μｍ純度９９％のクロム粉末を混合して、成
形し、不活性雰囲気、真空雰囲気および還元雰囲気のい
ずれかの雰囲気中において、１０００〜１４００℃の温
度で焼結することにより行った。

【００３９】このとき、焼結後におけるタングステン、
銅およびクロムの体積比が、５０：３５：１５； ６
０：２８：１２； ７０：２１：９； ８０：１４：６
となるように、粉末の混合比及び焼結温度を選定した
（以上、実施例）。

【００４０】一方、比較例として、焼結後におけるタン
グステンおよび銅の体積比が、５０：５０； ６０：４
０； ７０：３０； ８０：２０； ９０：１０となる
ように、粉末の混合比及び焼結温度を選定して、同様な
プロセスで添加物無しの銅／タングステン材料を作製し
た。

【００４１】溶浸法による銅／タングステン−クロム材
料（実施例）の作製は、まず平均粒径１０μｍ、純度９
９.９％のタングステン粉末、平均粒径１０μｍ、純度
９９％のクロム粉末を混合して、成形し、不活性雰囲
気、真空雰囲気、還元雰囲気のいずれかの雰囲気中にお
いて、１０００〜１４００℃の温度で仮焼結し、これに
純度９９％以上の銅を、不活性雰囲気、真空雰囲気、還
元雰囲気のいずれかの雰囲気中において、１２００℃以
下の温度で溶浸することにより行った。

【００４２】このとき、溶浸後におけるタングステン、
銅およびクロムの体積比が、３０：４９：２１； ４
０：４２：１８； ５０：３５：１５となるように、粉
末の混合比、及び仮焼結温度を選定した（以上、実施
例）。

【００４３】一方、比較例として、溶浸後におけるタン
グステンおよび銅の体積比が、１０：９０； ２０：８
０； ３０：７０； ４０：６０； ５０：５０となる
ように、粉末の混合比、及び仮焼結温度を選定して、上
記と同様なプロセスで添加物なしの銅／タングステン材
料を作製した。

【００４４】次に、各実施例および比較例の材料から、
図２に示すアーク放電エロ−ジョン試験片を切り出し
た。そして第１の実施例に記載したのと同様の方法でア
ーク放電エロージョン試験を行い、損耗量を評価した。

【００４５】図４は、焼結法で作製した銅／タングステ
ン材料（クロム添加無し）および銅／タングステン−ク
ロム材料の、タングステン含有量と損耗量との関係を示
すグラフである。ここに示すように、銅／タングステン
材料の場合は、タングステン量が、タングステン量が８
０％以下の場合に、損耗量が低減することが確認され
た。また、クロムを添加した銅／タングステン−クロム
材料では、クロム無添加の場合に比べて損耗量は大幅に
低減することが確認された。

【００４６】図５は、溶浸法で作製した銅／タングステ
ン材料（クロム添加無し）および銅／タングステン−ク
ロム材料の、タングステン含有量と損耗量との関係を示
すグラフである。ここに示すように、銅／タングステン
材料の場合は、タングステン量が、タングステン量が３
０％以上の場合に、損耗量が低減することが確認され
た。また、クロムを添加した銅／タングステン−クロム
材料では、クロム無添加の場合に比べて損耗量は大幅に
低減することが確認された。

【００４７】以上のように、銅／タングステン−クロム
材料は、材料構成が、体積比でタングステンが３０〜８
０％、そして残りの２０〜７０％が銅とクロムからなる
場合、非常に優れた耐アークエロージョン特性を示すこ
とが確認された。

【００４８】［第３の実施例］ここでは、銅／タングス
テン−クロム材料における銅とクロムの組成比について
検討した。

【００４９】各実施例および比較例の銅／タングステン
−クロム材料は、第１の実施例と同様に、まず平均粒径
１０μｍ純度９９.９％のタングステン粉末、平均粒径
１０μｍ純度９９％の銅粉末および平均粒径１０μｍ純
度９９％のクロム粉末を混合して、成形し、不活性雰囲
気、真空雰囲気、還元雰囲気のいずれかの雰囲気中にお
いて、１０００〜１４００℃の温度で焼結することによ
り作製した。

【００５０】このとき、焼結後におけるタングステン、
銅およびクロムの体積比が、 ５０：４５：５（Ｃｕ／（Ｃｕ＋Ｃｒ）＝０．９）； ５０：３５：１５（Ｃｕ／（Ｃｕ＋Ｃｒ）＝０．７）； ５０：２５：２５（Ｃｕ／（Ｃｕ＋Ｃｒ）＝０．５）； となるように、粉末の混合比、及び焼結温度を選定し
た。

【００５１】一方、比較例として、焼結後におけるタン
グステン、銅およびクロムの体積比が５０：１５：３５
（Ｃｕ／（Ｃｕ＋Ｃｒ）＝０．３）となるように、粉末
の混合比、及び仮焼結温度を選定して、上記と同様なプ
ロセスで添加物なしの銅／タングステン材料を作製し
た。

【００５２】各実施例および比較例の焼結体から、図２
に示すアーク放電エロ−ジョン試験片を切り出した。そ
して第１の実施例と同様の方法で、アーク放電エロージ
ョン試験を行い、損耗量を評価した。図６に、銅／タン
グステン−クロム材料における銅含有量およびクロム含
有量の総和に対するクロム含有量の比率と損耗量との関
係に示した。

【００５３】銅／タングステン材料に、銅含有量および
クロム含有量の総和に対するクロム含有量の比率を５０
％以下となるようにクロムを添加することによって、損
耗量を大きく低減でき、耐アークエロージョン特性を向
上させることができることが確認された。

【００５４】［第４の実施例］ここでは、銅／タングス
テン−クロム材料の気孔率が、アーク放電エロージョン
試験による損耗量に及ぼす影響を調べた。

【００５５】各実施例の製造に際しては、第１の実施例
と同様に、平均粒径１０μｍ純度９９.９％のタングス
テン粉末、平均粒径１０μｍ純度９９％の銅粉末および
平均粒径１０μｍ純度９９％のクロム粉末を混合して、
成形し、不活性雰囲気、真空雰囲気、還元雰囲気のいず
れかの雰囲気中において、１０００〜１４００℃の温度
で焼結し、銅／タングステン−クロム材料を作製した。
このとき、焼結後の気孔率が、２％、５％、１０％にな
るように、粉末の混合比及び焼結温度を選定した。な
お、気孔率は水銀圧入法を用いて測定した。

【００５６】なお、比較例は、焼結後の銅／タングステ
ン−クロム材料の気孔率が、およそ１５％になるよう、
粉末の混合比及び焼結温度を選定して、同様なプロセス
で作製した。

【００５７】各実施例および比較例について、焼結体か
ら図２に示すアーク放電エロ−ジョン試験片を切り出し
た。第１の実施例と同様に、アーク放電エロージョン試
験を行い、損耗量を評価した。図７に、銅／タングステ
ン−クロム材料の気孔率と損耗量について示した。

【００５８】銅／タングステン−クロム材料において、
気孔率が１０％以下の場合に損耗量を低減できることが
確認された。

【００５９】［第５の実施例］ここでは、銅／タングス
テン−クロム材料の材料組織中のタングステン粒子径
が、アーク放電エロージョン試験における損耗量に及ぼ
す影響を調べた。

【００６０】各実施例の製造に際しては、第１の実施の
形態と同様に、各種粒径の純度９９.９％タングステン
粉末、平均粒径１０μｍ純度９９％の銅粉末および平均
粒径１０μｍ純度９９％のクロム粉末を混合して、成形
し、不活性雰囲気、真空雰囲気、還元雰囲気のいずれか
の雰囲気中において、１０００〜１４００℃の温度で焼
結し、銅／タングステン−クロム材料を作製した。この
とき、焼結後の銅／タングステン−クロム複合材料にお
けるタングステン粒子径が２μｍ、１０μｍ、３０μ
ｍ、１００μｍ、１８０μｍになるように、タングステ
ン粉末の粒径、及び焼結温度を選定した。

【００６１】なお、焼結後のタングステン相（図１の符
号１参照）の大きさ（粒径）の測定は、焼結後の試験片
を切断後鏡面研磨を行い、走査型電子顕微鏡により観察
することにより行った。なお、ここに表記した粒径は、
走査型電子顕微鏡の一視野に含まれる粒すべての平均値
であり、また、ここでは各粒を交差する最も長い線分の
長さをもってその粒の大きさとしている。本明細書中に
おいて表記される相（粒）の大きさはすべてこの測定方
法による。

【００６２】なお、比較例として、焼結後の銅／タング
ステン−クロム複合材料におけるタングステン粒子径が
４００μｍになるように、タングステン粉末の粒径、及
び焼結温度を選定して、同様なプロセスで作製した。

【００６３】各実施例および比較例について、焼結体か
ら図２に示すアーク放電エロ−ジョン試験片を切り出し
た。第１の実施の形態と同様に、アーク放電エロージョ
ン試験を行い、損耗量を評価した。図８に、銅／タング
ステン−クロム材料のタングステン粒子径と損耗量につ
いて示した。

【００６４】銅／タングステン−クロム材料で、タング
ステン粒子径が２００μｍ以下の場合、クロムを添加し
た銅／タングステン材料は、損耗量を低減できることが
確認された。

【００６５】［第６の実施例］ここでは、銅／タングス
テン−クロム材料の導電率、硬度が、アーク放電エロー
ジョン試験による損耗量に及ぼす影響を調べている。

【００６６】各実施例の製造に際しては、第１の実施例
と同様に、平均粒径１０μｍ純度９９.９％のタングス
テン粉末、平均粒径１０μｍ純度９９％の銅粉末および
平均粒径１０μｍ純度９９％のクロム粉末を混合して、
成形し、不活性雰囲気、真空雰囲気、還元雰囲気のいず
れかの雰囲気中において、１０００〜１４００℃の温度
で焼結し、銅／タングステン−クロム材料を作製した。
このとき、焼結後の導電率が、２０％ＩＡＣＳ、４０％
ＩＡＣＳ、６０％ＩＡＣＳ、またビッカース硬度が、１
７０、２２０、３００になるように、粉末の混合比及び
焼結温度を選定した。なお、ビッカース硬度の測定はＪ
ＩＳ Ｚ ２２４４に準拠して行い、試験荷重は１０ｋ
ｇとした。

【００６７】なお、比較例は、焼結後の銅／タングステ
ン−クロム材料の導電率が１０％ＩＡＣＳ、ビッカース
硬度が１００及び１４０になるよう、粉末の混合比及び
焼結温度を選定して、同様なプロセスで作製した。

【００６８】各実施例および比較例について、焼結体か
ら図２に示すアーク放電エロ−ジョン試験片を切り出し
た。第１の実施の形態と同様に、アーク放電エロージョ
ン試験を行い、損耗量を評価した。図９に銅／タングス
テン−クロム材料の導電率と損耗量について、図１０に
銅／タングステン−クロム材料の硬度と損耗量について
示した。

【００６９】図９および図１０に示すように、銅／タン
グステン−クロム材料で、導電率が２０％ＩＡＣＳ以上
の場合、またビッカース硬度が１７０以上の場合、損耗
量が低減することが確認された。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐アークエロージョン特性に優れた電気接点材料を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気接点材料の材料組織を模式的
に示す図。

【図２】アーク放電エロージョン試験片を示す図。

【図３】添加元素とアークエロージョンによる損耗量と
の関係を示すグラフ。

【図４】焼結法で作製した銅／タングステン材料および
銅／タングステン−金属Ｘ（クロム）材料のタングステ
ン量と損耗量の関係を示すグラフ。

【図５】溶浸法で作製した銅／タングステン材料および
銅／タングステン−金属Ｘ（クロム）材料のタングステ
ン量と損耗量の関係を示すグラフ。

【図６】銅／タングステン−クロム材料の銅−クロム中
のクロム量と損耗量の関係を示すグラフ。

【図７】銅／タングステン−クロム材料の気孔率と損耗
量の関係を示すグラフ。

【図８】銅／タングステン−クロム材料のタングステン
粒子径と損耗量の関係を示すグラフ。

【図９】銅／タングステン−クロム材料の導電率と損耗
量の関係を示すグラフ。

【図１０】銅／タングステン−クロム材料の硬度と損耗
量の関係を示すグラフ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 義 康 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 5G023 AA05 AA20 CA33 CA35 5G050 AA11 AA12 AA13 AA14 AA17 AA20 AA25 AA27 AA29 AA31 AA34 AA37 AA38 AA46 AA48 AA50 AA51 AA54 BA04 BA05 BA06 DA01 DA03 DA04 EA02 EA20

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タングステンと、 銅と、 チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケ
   ル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、
   ロジウム、パラジウム、ハフニウム、タンタル、レニウ
   ム、オスミウムおよびイリジウムからなる群から選択さ
   れた少なくとも一種の金属Ｘと、を含んでなる電気接点
   材料。
2. 【請求項２】タングステンの含有量が体積比で８０〜３
   ０％であり、 銅および前記少なくとも一種の金属Ｘの含有量の総和が
   体積比で２０〜７０％であり、かつ、 銅および前記少なくとも一種の金属Ｘの含有量の総和に
   対する銅の割合が、体積比で５０％以上であることを特
   徴とする、請求項１に記載の電気接点材料。
3. 【請求項３】タングステンが、アルミニウム、カリウム
   およびシリコンからなる群より選ばれた少なくとも１種
   の材料をドープしたドープタングステンであることを特
   徴とする、請求項１に記載の電気接点材料。
4. 【請求項４】材料組織が、粒径が２００μｍ以下のタン
   グステン相と、前記タングステン相間を埋める銅および
   前記少なくとも一種の金属Ｘからなる第２相と、を含ん
   でなることを特徴とする、請求項１に記載の電気接点材
   料。
5. 【請求項５】前記第２の相は、銅から分離して析出する
   前記少なくとも一種の金属Ｘからなる粒径が１００μｍ
   以下の析出相を含んでいることを特徴とする、請求項１
   に記載の電気接点材料。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電
   気接点材料を製造する方法であって、 タングステン粉末と、銅粉末と、前記少なくとも一種の
   金属Ｘの粉末を所定の比率で混合する混合工程と、 前記混合工程により得られた混合粉末を成形する成形工
   程と、 前記成形工程により得られた成形体を焼結する焼結工程
   と、を備えたことを特徴とする、電気接点材料の製造方
   法。
7. 【請求項７】前記焼結工程における焼結温度が１４００
   ℃以下であることを特徴とする、請求項６に記載の電気
   接点材料の製造方法。
8. 【請求項８】請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電
   気接点材料を製造する方法であって、 タングステン粉末と、前記少なくとも一種の金属Ｘの粉
   末を所定の比率で混合する混合工程と、 前記混合工程により得られた混合粉末を成形する成形工
   程と、 前記成形工程により得られた成形体を焼結する焼結工程
   と、 前記焼結工程において得られた焼結体に銅を溶浸する溶
   浸工程と、を備えたことを特徴とする、電気接点材料の
   製造方法。
9. 【請求項９】前記焼結工程における焼結温度が１４００
   ℃以下であり、前記溶浸工程における溶浸温度が１２０
   ０℃以下であることを特徴とする、請求項８に記載の電
   気接点材料の製造方法。