JP2884534B2 - 電気接点用複合材料 - Google Patents
電気接点用複合材料Info
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- JP2884534B2 JP2884534B2 JP2110308A JP11030890A JP2884534B2 JP 2884534 B2 JP2884534 B2 JP 2884534B2 JP 2110308 A JP2110308 A JP 2110308A JP 11030890 A JP11030890 A JP 11030890A JP 2884534 B2 JP2884534 B2 JP 2884534B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ag−酸化物系材料を芯材とし、その外周に
Ag合金層を形成したAg−酸化物系による電気接点用複合
材料に関する。
Ag合金層を形成したAg−酸化物系による電気接点用複合
材料に関する。
電気接点材料として従来、AgやAg−NiあるいはAg中に
Cd、Sb、Sn、Te、In等の酸化物を分散させた所謂Ag−酸
化物系材料が用いられている。
Cd、Sb、Sn、Te、In等の酸化物を分散させた所謂Ag−酸
化物系材料が用いられている。
なかでも、Ag−酸化物系材料は耐溶着性、耐消耗性等
に優れ、使用範囲が広いことで知られているが、加工性
や台材への固着接合が問題となる。
に優れ、使用範囲が広いことで知られているが、加工性
や台材への固着接合が問題となる。
すなわち、台材と接点との界面にCd、Sb、Sn、Te、In
等の酸化物が存在するため、非酸化物系の材料と比較し
てスポット溶接やろう付けでの接合強度が著しく小さ
い。
等の酸化物が存在するため、非酸化物系の材料と比較し
てスポット溶接やろう付けでの接合強度が著しく小さ
い。
そこで、Ag−酸化物系材料を母材としてその台材との
接合部あるいは母材の外周にスポット溶接やろう付けを
可能にするAg層を形成した材料が考えられている。
接合部あるいは母材の外周にスポット溶接やろう付けを
可能にするAg層を形成した材料が考えられている。
近年、各産業分野における合理化、機械装置の自動化
は目覚ましい発達を遂げているが、これに伴い装置はま
すます大型化、複雑化する傾向にあるのに対し、これら
の制御系は寧ろ小型化、動作の高頻度化、大容量化が要
求されている。また、機器の頻繁な運転に伴いその制御
のスイッチにあってはその接点表面が開閉に伴うアーク
熱やジュール熱によって稼働時には局部的に溶融するほ
どの高温に熱せられ、休止時には室温にまで低下するこ
とになり、高温と低温の熱サイクルが繰り返されること
になる。
は目覚ましい発達を遂げているが、これに伴い装置はま
すます大型化、複雑化する傾向にあるのに対し、これら
の制御系は寧ろ小型化、動作の高頻度化、大容量化が要
求されている。また、機器の頻繁な運転に伴いその制御
のスイッチにあってはその接点表面が開閉に伴うアーク
熱やジュール熱によって稼働時には局部的に溶融するほ
どの高温に熱せられ、休止時には室温にまで低下するこ
とになり、高温と低温の熱サイクルが繰り返されること
になる。
このような状況下でAg−酸化物系接点材料を使用する
と、頻繁な膨張、収縮を繰り返し受けることになり、接
点内部に複雑な応力が集中的に加わり、接点の表面を凹
面状にするような弓状の湾曲変形が生じるため、スポッ
ト溶接やろう付けを可能にするために設けられたAg層は
接点母材あるいは台材との境界面において引き剥がされ
るような強い応力を受ける。
と、頻繁な膨張、収縮を繰り返し受けることになり、接
点内部に複雑な応力が集中的に加わり、接点の表面を凹
面状にするような弓状の湾曲変形が生じるため、スポッ
ト溶接やろう付けを可能にするために設けられたAg層は
接点母材あるいは台材との境界面において引き剥がされ
るような強い応力を受ける。
これにより、Ag自体の機械的強度の低さと相まって接
点母材や台材との接合強度に問題が多く発生する。すな
わち、使用時にAg−酸化物系材料の接点性能が充分に発
揮できないまま、接点母材とAgまたは台材との剥離等の
現象を生じることになり、それが異常消耗へと発展する
ため、これらの改善が望まれている。
点母材や台材との接合強度に問題が多く発生する。すな
わち、使用時にAg−酸化物系材料の接点性能が充分に発
揮できないまま、接点母材とAgまたは台材との剥離等の
現象を生じることになり、それが異常消耗へと発展する
ため、これらの改善が望まれている。
本発明は、Agの中に0.05〜6wt％のSb酸化物と、0.01
〜2wt％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各
酸化物とを分散させた材料を芯材とし、その外周にAg中
にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を0.01〜
2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその複
合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が５〜
40％であることを特徴とする。
〜2wt％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各
酸化物とを分散させた材料を芯材とし、その外周にAg中
にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を0.01〜
2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその複
合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が５〜
40％であることを特徴とする。
また、Agの中に0.05〜6wt％のSb酸化物と、0.01〜2wt
％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各酸化
物とさらにFeもしくはNiの１種または双方の酸化物を0.
01〜1wt％を分散させた材料を芯材とし、その外周にAg
中にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を0.01
〜2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその
複合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が５
〜40％であることを特徴とする。
％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各酸化
物とさらにFeもしくはNiの１種または双方の酸化物を0.
01〜1wt％を分散させた材料を芯材とし、その外周にAg
中にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を0.01
〜2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその
複合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が５
〜40％であることを特徴とする。
なお、上記においてAg中に分散させるSb酸化物量を0.
05〜6wt％と限定した理由は、0.05wt％未満では開閉時
に発生するアークによる清浄効果が期待できないためで
あり、6wt％を超えるとアークによる消耗飛散量がむし
ろ増加するおそれがあるためである。
05〜6wt％と限定した理由は、0.05wt％未満では開閉時
に発生するアークによる清浄効果が期待できないためで
あり、6wt％を超えるとアークによる消耗飛散量がむし
ろ増加するおそれがあるためである。
また、Te酸化物量を0.01〜2wt％と限定した理由は、
0.01wt％未満ではTe酸化物添加による耐溶着性の向上が
望めないためであり、2wt％を超え添加では加工性が著
しく低下して接点として加工する際の量産性が問題とな
るからである。
0.01wt％未満ではTe酸化物添加による耐溶着性の向上が
望めないためであり、2wt％を超え添加では加工性が著
しく低下して接点として加工する際の量産性が問題とな
るからである。
さらに、Sn、In、Cuの酸化物量の下限値を0.05wt％に
限定した理由は、これ未満の添加ではTeとの相乗的添加
効果が期待できないためであり、5wt％を超える添加で
は接点特性の内、特に接点安定性が劣化するためであ
る。
限定した理由は、これ未満の添加ではTeとの相乗的添加
効果が期待できないためであり、5wt％を超える添加で
は接点特性の内、特に接点安定性が劣化するためであ
る。
また、FeおよびNiの添加は、0.01wt％未満の添加では
結晶粒微細化の効果がなく、1wt％を超える添加では電
気抵抗が高くなるなど他の特性に及ぼす影響が大きくな
るからである。
結晶粒微細化の効果がなく、1wt％を超える添加では電
気抵抗が高くなるなど他の特性に及ぼす影響が大きくな
るからである。
一方、接点母材の外周に形成するAg合金についてSb、
Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を添加する範囲
を0.01〜2wt％に限定した理由を述べると、添加元素の
量が0.01wt％未満では機械的強度の向上と元素のAgマト
リクス中への拡散効果が薄く、複合強度の増大が期待で
きないためであり、2wt％を超える添加では加工性が低
下して被覆・保護としての効果が薄れ、さらに芯材と複
合する場合、複合時の加熱雰囲気によっては表面にスケ
ールを生じて複合が困難になるからである。
Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を添加する範囲
を0.01〜2wt％に限定した理由を述べると、添加元素の
量が0.01wt％未満では機械的強度の向上と元素のAgマト
リクス中への拡散効果が薄く、複合強度の増大が期待で
きないためであり、2wt％を超える添加では加工性が低
下して被覆・保護としての効果が薄れ、さらに芯材と複
合する場合、複合時の加熱雰囲気によっては表面にスケ
ールを生じて複合が困難になるからである。
また、複合線材または条材断面に占めるAg合金層の比
率は、５％未満では接点母材に対する被覆効果が小さく
なると共に台材へのスポット溶接あるいはろう付け困難
となり、40％を超える比率では被覆材の量が多すぎて接
点特性のうち特に耐溶着性に問題が生じてくるためであ
る。
率は、５％未満では接点母材に対する被覆効果が小さく
なると共に台材へのスポット溶接あるいはろう付け困難
となり、40％を超える比率では被覆材の量が多すぎて接
点特性のうち特に耐溶着性に問題が生じてくるためであ
る。
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１実施例 直径13mmのAg−（6Sb−1.8Te−1Sn−0.2In−0.2Cu）O
x各wt％の線材に、引き抜き加工により作製した厚さ1.5
mmのAg−0.15Sb−0.05Te−0.1Sn−0.1In各wt％のパイプ
を嵌合・密着し、700℃に加熱して引き抜き加工により
複合した。
x各wt％の線材に、引き抜き加工により作製した厚さ1.5
mmのAg−0.15Sb−0.05Te−0.1Sn−0.1In各wt％のパイプ
を嵌合・密着し、700℃に加熱して引き抜き加工により
複合した。
この線材を不活性雰囲気中650℃で４時間加熱して芯
材と外周材とを相互拡散した。
材と外周材とを相互拡散した。
これを不活性雰囲気中での焼鈍と引き抜き加工を繰り
返して直径3mmの線材を得た。
返して直径3mmの線材を得た。
第２実施例 直径13mmのAg−（2Sb−0.5Te−2Sn−3In−1Cu−0.05F
e−0.05Ni）Ox各wt％の線材に、引き抜き加工により作
製した厚さ1mmのAg−0.2Sb−0.05Sn−0.05In−0.5Cu各w
t％のパイプを嵌合・密着し、700℃に加熱して引き抜き
加工により複合した。
e−0.05Ni）Ox各wt％の線材に、引き抜き加工により作
製した厚さ1mmのAg−0.2Sb−0.05Sn−0.05In−0.5Cu各w
t％のパイプを嵌合・密着し、700℃に加熱して引き抜き
加工により複合した。
この線材を不活性雰囲気中650℃で４時間加熱して芯
材と外周材とを相互拡散した。これを不活性雰囲気中で
の焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mmの線材を得
た。
材と外周材とを相互拡散した。これを不活性雰囲気中で
の焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mmの線材を得
た。
さらに、第１実施例および第２実施例とほぼ同様の方
法で以下の表に示す第３実施例〜第６実施例を作製し
た。
法で以下の表に示す第３実施例〜第６実施例を作製し
た。
以上の各実施例の各線材を長さ2.5mmに切断した後、
台材にスポット溶接し、剪断接合強度を測定すると共に
市販のコンタクターに組み込み、電圧220V、電流78A、
力率0.35で実装テストを行ない以下に表に示す。
台材にスポット溶接し、剪断接合強度を測定すると共に
市販のコンタクターに組み込み、電圧220V、電流78A、
力率0.35で実装テストを行ない以下に表に示す。
なお、比較のために以下の従来技術による結果を載せ
る。
る。
第１従来例 直径13mmのAg−12wt％CdOの線材に、引き抜き加工に
より作製した厚さ1mmのAgのパイプを嵌合・密着し、700
℃に加熱して引き抜き加工により複合した。
より作製した厚さ1mmのAgのパイプを嵌合・密着し、700
℃に加熱して引き抜き加工により複合した。
この線材を焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mm
の線材を得た。
の線材を得た。
第２従来例 直径13mmのAg−10wt％CdOの線材に、引き抜き加工に
より作製した厚さ0.5mmのAgパイプを嵌合・密着し、700
℃に加熱して引き抜き加工により複合した。
より作製した厚さ0.5mmのAgパイプを嵌合・密着し、700
℃に加熱して引き抜き加工により複合した。
この線材を焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mm
の線材を得た。
の線材を得た。
このテストにより、本発明において接点母材となる芯
材の添加元素と外周に形成するAg合金の添加元素は同一
元素数の多い方がより効果的であることがわかった。
材の添加元素と外周に形成するAg合金の添加元素は同一
元素数の多い方がより効果的であることがわかった。
〔発明の効果〕 以上説明した本発明によると、表に示す通り、台材と
のスポット溶接強度もすぐれ、実機による接点開閉テス
トにおいてきわめて優れた効果を示す。
のスポット溶接強度もすぐれ、実機による接点開閉テス
トにおいてきわめて優れた効果を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−149341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65203（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268831（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−108331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−110639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−107440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−215443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−248806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137870（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−83926（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−88954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104141（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 1/00 - 1/04 C22C 5/06
Claims (2)
- 【請求項１】Agの中に0.05〜6wt％のSb酸化物と、0.01
〜2wt％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各
酸化物とを分散させた材料を芯材とし、その外周にAg中
にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を0.01〜
2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその複
合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が５〜
40％であることを特徴とする電気接点用複合材料。 - 【請求項２】Agの中に0.05〜6wt％のSb酸化物と、0.01
〜2wt％のTe酸化物および0.05〜5wt％のSn、In、Cuの各
酸化物とさらにFeもしくはNiの１種または双方の酸化物
を0.01〜1wt％を分散させた材料を芯材とし、その外周
にAg中にSb、Te、Sn、In、Cuの各元素の内の２種以上を
0.01〜2wt％の範囲で添加したAg合金層を形成し、かつ
その複合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率
が５〜40％であることを特徴とする電気接点用複合材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2110308A JP2884534B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 電気接点用複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2110308A JP2884534B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 電気接点用複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410316A JPH0410316A (ja) | 1992-01-14 |
| JP2884534B2 true JP2884534B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=14532415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2110308A Expired - Lifetime JP2884534B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 電気接点用複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884534B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019176891A1 (ja) * | 2018-03-16 | 2019-09-19 | 田中貴金属工業株式会社 | 直流高電圧リレー及び直流高電圧リレー用の接点材料 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2110308A patent/JP2884534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410316A (ja) | 1992-01-14 |
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