JP2002053919A - 電気接点材料 - Google Patents
電気接点材料Info
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Landscapes
- Contacts (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐溶着性を有しながら、接触抵抗が小さく
て、耐消耗性に優れるＡｇ−Ｃｕ−黒鉛系の電気接点材
料を提供する。 【解決手段】 黒鉛をＡｇ−Ｃｕ基質中に均一に分散さ
せる。そのため、質量で、黒鉛を１.０〜４.０％、Ｃｕ
を１.０〜４.０％含有させ、残部を実質的にＡｇから成
る焼結材として、焼結材の黒鉛粒子の粒径を１〜２０
０μｍとするか、ＣｕをＡｇに固溶させるか、焼結
材の平均接触抵抗が０.３ｍΩ以下の材料とする。これ
らにより、温度上昇が小さく、長寿命の接点が得られ
る。
て、耐消耗性に優れるＡｇ−Ｃｕ−黒鉛系の電気接点材
料を提供する。 【解決手段】 黒鉛をＡｇ−Ｃｕ基質中に均一に分散さ
せる。そのため、質量で、黒鉛を１.０〜４.０％、Ｃｕ
を１.０〜４.０％含有させ、残部を実質的にＡｇから成
る焼結材として、焼結材の黒鉛粒子の粒径を１〜２０
０μｍとするか、ＣｕをＡｇに固溶させるか、焼結
材の平均接触抵抗が０.３ｍΩ以下の材料とする。これ
らにより、温度上昇が小さく、長寿命の接点が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線用遮断器、電
磁接触器、リレー、スイッチなどの通電開閉部に使用さ
れる電気接点材料に関する。
磁接触器、リレー、スイッチなどの通電開閉部に使用さ
れる電気接点材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気接点材料にはＡｇ−黒鉛の焼
結材が多用されている。Ａｇ−黒鉛焼結材は耐溶着性を
与えるために、黒鉛を質量で４.０％以上含んでいる
が、黒鉛は接点開閉時のアーク熱によって大気中の酸素
と反応して炭酸ガスとなるため、接点材料表面での消耗
を引き起こす原因となっている。
結材が多用されている。Ａｇ−黒鉛焼結材は耐溶着性を
与えるために、黒鉛を質量で４.０％以上含んでいる
が、黒鉛は接点開閉時のアーク熱によって大気中の酸素
と反応して炭酸ガスとなるため、接点材料表面での消耗
を引き起こす原因となっている。
【０００３】また黒鉛自体が高抵抗体なので、黒鉛が多
いと接触抵抗が大きくなる。したがって、従来のＡｇ−
黒鉛焼結材は、耐溶着性が良いという長所を有するが、
その反面、接触抵抗が大きく、消耗しやすいという欠点
があった。
いと接触抵抗が大きくなる。したがって、従来のＡｇ−
黒鉛焼結材は、耐溶着性が良いという長所を有するが、
その反面、接触抵抗が大きく、消耗しやすいという欠点
があった。
【０００４】特開平８−１３０６５号公報には、Ａｇ紛
と炭素紛とＣｕ紛とからなる焼結体の電気接点材料が開
示されているが、この焼結体はＣｕ紛がＣｕ粒子となっ
ていて、Ａｇには固溶してない状態のものである。ま
た、黒鉛粒子は、粒径が１００ｎｍ（０.１μｍ）以下
のものである。
と炭素紛とＣｕ紛とからなる焼結体の電気接点材料が開
示されているが、この焼結体はＣｕ紛がＣｕ粒子となっ
ていて、Ａｇには固溶してない状態のものである。ま
た、黒鉛粒子は、粒径が１００ｎｍ（０.１μｍ）以下
のものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐溶
着性を有しながら、接触抵抗が小さくて、耐消耗性に優
れる電気接点材料を提供することであり、換言すれば、
通電開閉部の温度上昇が小さくて、寿命が長くなる電気
接点材料を提供することである。
着性を有しながら、接触抵抗が小さくて、耐消耗性に優
れる電気接点材料を提供することであり、換言すれば、
通電開閉部の温度上昇が小さくて、寿命が長くなる電気
接点材料を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電気接点材料は、質量で、黒鉛を１.０〜
４.０％と、銅（Ｃｕ）を１.０〜４.０％とを含有し、
残部が実質的に銀（Ａｇ）から成る焼結材で、当該焼結
材の黒鉛粒子の粒径が１〜２００μｍであり、ＣｕはＡ
ｇ基質中に析出せず、固溶していることを特徴とするも
のである。
に、本発明の電気接点材料は、質量で、黒鉛を１.０〜
４.０％と、銅（Ｃｕ）を１.０〜４.０％とを含有し、
残部が実質的に銀（Ａｇ）から成る焼結材で、当該焼結
材の黒鉛粒子の粒径が１〜２００μｍであり、ＣｕはＡ
ｇ基質中に析出せず、固溶していることを特徴とするも
のである。
【０００７】前記焼結材は、粉末冶金技術を用いて圧縮
成形体加熱法、ホットプレス法、熱間静水圧焼結法、プ
ラズマ放電焼結法などの種々の方法によって作製して
も、同等の特性のものを作製できる。
成形体加熱法、ホットプレス法、熱間静水圧焼結法、プ
ラズマ放電焼結法などの種々の方法によって作製して
も、同等の特性のものを作製できる。
【０００８】特に、液相焼結となる条件で焼結すること
が特性上好ましい。粉末には、Ｃｕを被覆した黒鉛紛と
Ａｇ粉との混合紛、または、黒鉛紛とＡｇ−Ｃｕ合金紛
との混合紛を用いる。黒鉛紛の形状は鱗片状、線状、粒
状などいずれでもよい。
が特性上好ましい。粉末には、Ｃｕを被覆した黒鉛紛と
Ａｇ粉との混合紛、または、黒鉛紛とＡｇ−Ｃｕ合金紛
との混合紛を用いる。黒鉛紛の形状は鱗片状、線状、粒
状などいずれでもよい。
【０００９】本発明の電気接点材料において、Ｃｕの適
量を１.０〜４.０質量％としている理由は、１.０質量
％以上のＣｕをＡｇに固溶させると、耐消耗性と耐溶着
性を高める作用が現れるが、４.０質量％を超えると接
触抵抗が大きくなるという弊害も現れるためである。
量を１.０〜４.０質量％としている理由は、１.０質量
％以上のＣｕをＡｇに固溶させると、耐消耗性と耐溶着
性を高める作用が現れるが、４.０質量％を超えると接
触抵抗が大きくなるという弊害も現れるためである。
【００１０】また、黒鉛の適量を１.０〜４.０質量％と
している理由は、Ａｇ−Ｃｕ基質中の黒鉛は、接触抵抗
を低下させて耐溶着性を高めるために、１.０質量％以
上必要であるが、４.０質量％を超えると消耗が多くな
るためである。
している理由は、Ａｇ−Ｃｕ基質中の黒鉛は、接触抵抗
を低下させて耐溶着性を高めるために、１.０質量％以
上必要であるが、４.０質量％を超えると消耗が多くな
るためである。
【００１１】Ａｇ−Ｃｕ基質中に均一に分散する黒鉛粒
子の粒径を１〜２００μｍとしている理由は、耐溶着性
を高めるには粒径を１μｍ以上とする必要があるが、粒
径が２００μｍを超えると消耗が大きくなるためであ
る。
子の粒径を１〜２００μｍとしている理由は、耐溶着性
を高めるには粒径を１μｍ以上とする必要があるが、粒
径が２００μｍを超えると消耗が大きくなるためであ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】［実施例１］表１に示す化学組成
の焼結材を、プラズマ放電焼結法によって作製した。本
発明の実施例１（試料１〜６）および比較材（試料７、
８）の原料には、厚さ１〜２０μｍのＣｕによって被覆
された平均粒径が１００μｍの黒鉛紛と平均粒径５０μ
ｍのＡｇ粉を用いた。
の焼結材を、プラズマ放電焼結法によって作製した。本
発明の実施例１（試料１〜６）および比較材（試料７、
８）の原料には、厚さ１〜２０μｍのＣｕによって被覆
された平均粒径が１００μｍの黒鉛紛と平均粒径５０μ
ｍのＡｇ粉を用いた。
【００１３】これら黒鉛粉とＡｇ粉の両者を混合撹拌し
た後、６.５ｇの粉末を内径２０ｍｍの黒鉛の型に入
れ、減圧雰囲気中で成形加圧力６２ＭＰａ、通電電流２
０００Ａ、パルス放電時間３０ｓの条件で、厚さ２ｍｍ
の円板状焼結材を作製した。作製した焼結材の断面組織
を観察すると、ボイドは見られず、粒径が１〜２００μ
ｍの黒鉛粒子がＡｇ中に分散しており、ＣｕはＡｇに固
溶していた。
た後、６.５ｇの粉末を内径２０ｍｍの黒鉛の型に入
れ、減圧雰囲気中で成形加圧力６２ＭＰａ、通電電流２
０００Ａ、パルス放電時間３０ｓの条件で、厚さ２ｍｍ
の円板状焼結材を作製した。作製した焼結材の断面組織
を観察すると、ボイドは見られず、粒径が１〜２００μ
ｍの黒鉛粒子がＡｇ中に分散しており、ＣｕはＡｇに固
溶していた。
【００１４】作製した焼結材から、８×８×２ｍｍのサ
イズの試料を切り出して、接点試験に供した。試験は、
交流２０５Ｖ−１００Ａの３ｓ通電を、毎分６回の開閉
頻度で２０００回繰り返した。接点荷重は８Ｎとした。
表２に、試験によって得られた平均接触抵抗、消耗量お
よび溶着回数を示す。
イズの試料を切り出して、接点試験に供した。試験は、
交流２０５Ｖ−１００Ａの３ｓ通電を、毎分６回の開閉
頻度で２０００回繰り返した。接点荷重は８Ｎとした。
表２に、試験によって得られた平均接触抵抗、消耗量お
よび溶着回数を示す。
【００１５】表２から明らかなように、本発明の実施例
１（試料１〜６）は、Ｃｕを含まない従来のＡｇ−黒鉛
焼結材（試料９）に比較して、平均接触抵抗が小さく、
かつ消耗量も少ない。また、黒鉛および銅の含有量が、
それぞれ１.０〜４.０質量％を外れた場合の比較例（試
料７、８）と比べても、平均接触抵抗や消耗量が少な
く、溶着回数も少なくて溶着しにくい。
１（試料１〜６）は、Ｃｕを含まない従来のＡｇ−黒鉛
焼結材（試料９）に比較して、平均接触抵抗が小さく、
かつ消耗量も少ない。また、黒鉛および銅の含有量が、
それぞれ１.０〜４.０質量％を外れた場合の比較例（試
料７、８）と比べても、平均接触抵抗や消耗量が少な
く、溶着回数も少なくて溶着しにくい。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】［実施例２］表３に示す化学組成の焼結材
を、圧縮成形体加熱法によって作製した。本発明の実施
例２（試料１０〜１５）および比較材（試料１６、１
７）の原料には、厚さ１〜２０μｍのＣｕによって被覆
された平均粒径が１００μｍの黒鉛紛と平均粒径５０μ
ｍのＡｇ粉を用いた。
を、圧縮成形体加熱法によって作製した。本発明の実施
例２（試料１０〜１５）および比較材（試料１６、１
７）の原料には、厚さ１〜２０μｍのＣｕによって被覆
された平均粒径が１００μｍの黒鉛紛と平均粒径５０μ
ｍのＡｇ粉を用いた。
【００１９】これら黒鉛粉とＡｇ粉の両者を混合撹拌し
た後、１６３ｇの粉末を内径１００ｍｍの黒鉛の型に入
れ、圧力６２ＭＰａで加圧して、厚さ２ｍｍの円板状に
成形後、これを真空中で加熱して焼結材を作製した。
た後、１６３ｇの粉末を内径１００ｍｍの黒鉛の型に入
れ、圧力６２ＭＰａで加圧して、厚さ２ｍｍの円板状に
成形後、これを真空中で加熱して焼結材を作製した。
【００２０】加熱条件は、Ａｇ−Ｃｕ固溶体ができるよ
うに、７００〜９４０℃で、１〜１０時間保持の範囲内
とした。作製した焼結材の断面組織を観察すると、図１
に示すような組織で、ボイドは見られず、粒径が１〜２
００μｍの黒鉛粒子がＡｇ中に分散しており、ＣｕはＡ
ｇに固溶していた。
うに、７００〜９４０℃で、１〜１０時間保持の範囲内
とした。作製した焼結材の断面組織を観察すると、図１
に示すような組織で、ボイドは見られず、粒径が１〜２
００μｍの黒鉛粒子がＡｇ中に分散しており、ＣｕはＡ
ｇに固溶していた。
【００２１】作製した焼結材から、８×８×２ｍｍのサ
イズの試料を切り出して、接点試験に供した。試験は、
交流２０５Ｖ−１００Ａの３ｓ通電を、毎分６回の開閉
頻度で２０００回繰り返した。接点荷重は８Ｎとした。
表４に、試験によって得られた平均接触抵抗、消耗量お
よび溶着回数を示す。
イズの試料を切り出して、接点試験に供した。試験は、
交流２０５Ｖ−１００Ａの３ｓ通電を、毎分６回の開閉
頻度で２０００回繰り返した。接点荷重は８Ｎとした。
表４に、試験によって得られた平均接触抵抗、消耗量お
よび溶着回数を示す。
【００２２】表４から明らかなように、本発明の実施例
２（試料１０〜１５）は、Ｃｕを含まない従来のＡｇ−
黒鉛焼結材（試料ＮＯ.１８）に比較して、平均接触抵
抗が小さく、かつ消耗量も少ない。また、黒鉛および銅
の含有量が、それぞれ１.０〜４.０質量％を外れた場合
の比較例（試料７、８）と比べても、平均接触抵抗や消
耗量が少なく、溶着回数も少なくて溶着しにくい。
２（試料１０〜１５）は、Ｃｕを含まない従来のＡｇ−
黒鉛焼結材（試料ＮＯ.１８）に比較して、平均接触抵
抗が小さく、かつ消耗量も少ない。また、黒鉛および銅
の含有量が、それぞれ１.０〜４.０質量％を外れた場合
の比較例（試料７、８）と比べても、平均接触抵抗や消
耗量が少なく、溶着回数も少なくて溶着しにくい。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】ここで、本発明になる電気接点材料の適用
例として、配線用遮断器あるいは電磁接触器に用いる場
合の例で説明する。図２は、その接点部の構成を示すも
ので、電気接点材料４、５は、可動側台金６および固定
側台金７に、ろう付け、スポット溶接、かしめなどの方
法で接合されている。
例として、配線用遮断器あるいは電磁接触器に用いる場
合の例で説明する。図２は、その接点部の構成を示すも
ので、電気接点材料４、５は、可動側台金６および固定
側台金７に、ろう付け、スポット溶接、かしめなどの方
法で接合されている。
【００２６】可動側台金６および固定側台金７は、純銅
または銅合金で作られている。可動側台金６が動作し
て、可動側電気接点材料４が固定側電気接点材料５に接
触すると、可動側台金６と固定側台金７との間に電気が
流れる。この可動側および固定側の電気接点材料４、５
に、本発明になる電気接点材料が好適に使用される。
または銅合金で作られている。可動側台金６が動作し
て、可動側電気接点材料４が固定側電気接点材料５に接
触すると、可動側台金６と固定側台金７との間に電気が
流れる。この可動側および固定側の電気接点材料４、５
に、本発明になる電気接点材料が好適に使用される。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、耐溶着性を有しながら、接触抵抗が小さくて、耐消
耗性に優れた電気接点材料が得られるので、通電開閉部
の温度上昇が小さくて、寿命が長くなるという効果が得
られる。
ば、耐溶着性を有しながら、接触抵抗が小さくて、耐消
耗性に優れた電気接点材料が得られるので、通電開閉部
の温度上昇が小さくて、寿命が長くなるという効果が得
られる。
【図１】本発明の一実施形態の組織構成図である。
【図２】本発明における電気接点の構成図である。
１ 電気接点材料 ２ Ａｇ−Ｃｕ基質 ３ 黒鉛 ４ 可動側電気接点材料 ５ 固定側電気接点材料 ６ 可動側台金 ７ 固定側台金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 11/04 Ｈ０１Ｈ 11/04 Ｄ // Ｂ２２Ｆ 1/02 Ｂ２２Ｆ 1/02 (72)発明者 矢内 吉美 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 4K018 AA02 AB07 AC03 BA01 BA20 BB04 BC21 DA11 JA02 KA34 4K020 AA24 AC05 BB29 5G023 AA02 BA01 CA33 5G050 AA01 AA07 AA13 BA04 BA06 DA01 DA03 DA05 EA02
Claims (3)
- 【請求項１】 質量で、黒鉛を１.０〜４.０％と、Ｃｕ
を１.０〜４.０％とを含有し、残部が実質的にＡｇから
成る焼結材で、前記焼結材の黒鉛粒子の粒径が１〜２０
０μｍである電気接点材料。 - 【請求項２】 質量で、黒鉛を１.０〜４.０％と、Ｃｕ
を１.０〜４.０％とを含有し、残部が実質的にＡｇから
成る焼結材で、ＣｕはＡｇに固溶してなる電気接点材
料。 - 【請求項３】 質量で、黒鉛を１.０〜４.０％と、Ｃｕ
を１.０〜４.０％とを含有し、残部が実質的にＡｇから
成る焼結材で、平均接触抵抗が０.３ｍΩ以下である電
気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238284A JP2002053919A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000238284A JP2002053919A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電気接点材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053919A true JP2002053919A (ja) | 2002-02-19 |
Family
ID=18730006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000238284A Pending JP2002053919A (ja) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002053919A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003339140A (ja) * | 2002-05-18 | 2003-11-28 | Johnson Electric Sa | 整流子 |
| WO2013143500A1 (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 施耐德电器工业公司 | 一种银基电接触材料的制备方法 |
| CN105702387A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-06-22 | 上海和伍复合材料有限公司 | 石墨烯增强银/金属氧化物电接触复合材料及其制备方法 |
| WO2019117372A1 (ko) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 엘티메탈 주식회사 | 전기 접점 재료 및 이를 포함하는 전기 접점 |
-
2000
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