JP2896428B2 - 主成分として銀とすず酸化物または銀と亜鉛酸化物をもつ電気接点用の素材および製造方法 - Google Patents
主成分として銀とすず酸化物または銀と亜鉛酸化物をもつ電気接点用の素材および製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、銀または主として銀を含む合金と、すず酸
化物と、タングステン、モリブデン、バナジウム、ビス
マス、チタン、および／または銅の酸化物または炭化物
からなる、主成分として銀とすず酸化物を有する電気接
点用の素材に関するものである。そのような素材は、WO
89/09478から知られる。
化物と、タングステン、モリブデン、バナジウム、ビス
マス、チタン、および／または銅の酸化物または炭化物
からなる、主成分として銀とすず酸化物を有する電気接
点用の素材に関するものである。そのような素材は、WO
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それらの良好な環境適合性とそれらの少なくとも部分
的により好ましい耐用年数によって、銀とすず酸化物を
もつ接点素素材は、これまで好まれていた銀カドミウム
−酸化物素材にとって代わりつつある。しかしながら、
そのより高い熱特性により、定電流において、すず酸化
物は、アーク作用で満足な導電クリンカー層を形成でき
ない傾向があり、銀とすず酸化物接点の熱挙動は、満足
できないものである。この不満足な特性を直すために、
接点で低温に導く粉末混合物を概ね粉末の冶金的に製造
された素材に添加している。適当な混合物としては、特
許は、特に、タングステンとモリブデンの化合物を記載
している（DE−Ａ−29 33 33 8,DE−Ａ−31 02 067,DEA
−Ａ−32 627,EP−Ａ−0024349）。ビスマスとゲルマニ
ウムの化合物は、さらに、混合物として記載されていた
（DE−Ａ−31 02 067およびD1−Ａ−32 627）。これら
の混合物は、すず酸化物粒子を湿潤するのに役立ち、そ
の結果、接点ピース表面が接触アーク作用で溶けると
き、すず酸化物は、サスペンジョンに細かく分かれて残
る。定電流における熱挙動に関する、この肯定的な作用
に加え、しかしながら、これらの混合物は、好ましくな
い副次的作用をもつ。例えば、か焼による前処理を行う
（DE−Ａ−29 52 128）すず酸化物粉末を改良するため
の銀すず酸化物接点素材の不満足な塑性変形は、混合物
の脆弱化作用のために、混合物によりますます悪化す
る。他の欠点、特に、タングステンとモリブデンとの化
合物の欠点は、特に、AC1ストレス（DIN57660セクショ
ン102）のもとのスイッチング操作において、それら
は、燃焼を早めてしまう素材の遷移に貢献し、そして、
耐用期間を短縮してしまう。
的により好ましい耐用年数によって、銀とすず酸化物を
もつ接点素素材は、これまで好まれていた銀カドミウム
−酸化物素材にとって代わりつつある。しかしながら、
そのより高い熱特性により、定電流において、すず酸化
物は、アーク作用で満足な導電クリンカー層を形成でき
ない傾向があり、銀とすず酸化物接点の熱挙動は、満足
できないものである。この不満足な特性を直すために、
接点で低温に導く粉末混合物を概ね粉末の冶金的に製造
された素材に添加している。適当な混合物としては、特
許は、特に、タングステンとモリブデンの化合物を記載
している（DE−Ａ−29 33 33 8,DE−Ａ−31 02 067,DEA
−Ａ−32 627,EP−Ａ−0024349）。ビスマスとゲルマニ
ウムの化合物は、さらに、混合物として記載されていた
（DE−Ａ−31 02 067およびD1−Ａ−32 627）。これら
の混合物は、すず酸化物粒子を湿潤するのに役立ち、そ
の結果、接点ピース表面が接触アーク作用で溶けると
き、すず酸化物は、サスペンジョンに細かく分かれて残
る。定電流における熱挙動に関する、この肯定的な作用
に加え、しかしながら、これらの混合物は、好ましくな
い副次的作用をもつ。例えば、か焼による前処理を行う
（DE−Ａ−29 52 128）すず酸化物粉末を改良するため
の銀すず酸化物接点素材の不満足な塑性変形は、混合物
の脆弱化作用のために、混合物によりますます悪化す
る。他の欠点、特に、タングステンとモリブデンとの化
合物の欠点は、特に、AC1ストレス（DIN57660セクショ
ン102）のもとのスイッチング操作において、それら
は、燃焼を早めてしまう素材の遷移に貢献し、そして、
耐用期間を短縮してしまう。
WO89/09478に記載されているように、溶接傾向が低
く、最も低い接点温度を呈する接点用素材は、金属酸化
物を殆ど含まないか、または、全く含まない領域と完全
な金属酸化物成分または、それの主たる成分を含む領域
とが微細な分布で交互にある構造を合目的に作ることに
よって得られる。この目的のために、すず酸化物が主要
部で、他の酸化物および／またはカーバイド、そして銀
を含む複合粉末が作られる。この複合粉末は、混合さ
れ、燒縮され、燒結され、そして、残留の銀粉末ならび
に結局残留の金属酸化物で変性される。この方法で適し
た素材が得られるが、それは、ややコスト高の方法を用
いて達成される。
く、最も低い接点温度を呈する接点用素材は、金属酸化
物を殆ど含まないか、または、全く含まない領域と完全
な金属酸化物成分または、それの主たる成分を含む領域
とが微細な分布で交互にある構造を合目的に作ることに
よって得られる。この目的のために、すず酸化物が主要
部で、他の酸化物および／またはカーバイド、そして銀
を含む複合粉末が作られる。この複合粉末は、混合さ
れ、燒縮され、燒結され、そして、残留の銀粉末ならび
に結局残留の金属酸化物で変性される。この方法で適し
た素材が得られるが、それは、ややコスト高の方法を用
いて達成される。
特許EP−A 0 369 283は、電力技術、特に、モーター
接触器に使用される低電圧スイッチ機器用の組成がAgSn
O2Bi2OCuOである燒結された接点素材を記載している。
この組成物は、量的に少ないジルコン酸ビスマスおよび
／またはチタン酸ビスマス粉末と混合され、圧縮され、
燒結されたAgSnBiCu合金粉末の内部酸化により作られ
る。このプロセスは、AgSnO2Bi2OCuO粒子の酸化物のエ
ッジにおける強度を弱め、その結果、粒子の間に高い圧
縮された密度が創られる。しかしながら、合金粉末の製
造ならびに内部酸化の両者は、コストが高く、該方法を
極めて経費のかかるものにしてしまう。
接触器に使用される低電圧スイッチ機器用の組成がAgSn
O2Bi2OCuOである燒結された接点素材を記載している。
この組成物は、量的に少ないジルコン酸ビスマスおよび
／またはチタン酸ビスマス粉末と混合され、圧縮され、
燒結されたAgSnBiCu合金粉末の内部酸化により作られ
る。このプロセスは、AgSnO2Bi2OCuO粒子の酸化物のエ
ッジにおける強度を弱め、その結果、粒子の間に高い圧
縮された密度が創られる。しかしながら、合金粉末の製
造ならびに内部酸化の両者は、コストが高く、該方法を
極めて経費のかかるものにしてしまう。
本発明の目的は、最初に述べたタイプの素材を作るこ
とで、これは、酸化または炭化混合物の手段を介して、
［電気］接点用の既知の素材と同じ利点があって、しか
も脆弱でない熱挙動を示す。
とで、これは、酸化または炭化混合物の手段を介して、
［電気］接点用の既知の素材と同じ利点があって、しか
も脆弱でない熱挙動を示す。
本発明によれば、この目的は、請求の範囲１または２
に記載の特性を示す素材によって解決される。発明の別
な有利な実施例は、サブクレームの目的である。
に記載の特性を示す素材によって解決される。発明の別
な有利な実施例は、サブクレームの目的である。
本発明は、脆弱化させることなく、又は、脆弱化作用
を低下させずに、接点温度を低下させる新しい混合物を
見い出す明白な試みを行うものではない。本発明によれ
ば、この目的のために既に知られていて、脆弱化作用を
もっている混合物が使用される。しかしながら、発明に
よれば、選ばれた混合物は、銀粉末とすず酸化物粉末
（DE−Ａ−29 33 338,DE−Ａ−31 02 067、DE−Ａ−32
6127）に加え、別個の粉末として使用されておらず、そ
して、より多くの銀粉末と混合され、結果的に金属酸化
物粉末と混合（WO89/09478）される銀とすず粉末の成分
としても使用されない；むしろ、製造されるものは、銀
または主に銀からなる合金からなるマトリックスにすず
酸化物領域を含む素材であって、該マトリックス中にす
ず酸化物と結合された他の酸化物および／または炭化物
が集中され、銀マトリックスは、そこに不可避的に溶け
込んでいる僅かな量以外には、他の酸化物および炭化物
を含まないものである。これらのすず酸化物領域におい
て、酸化物は、単一相混合酸化物として、または、二相
または多相酸化物混合物（例えば、粒子化合物またはラ
ミナー化合物）として存在することができる。そのよう
な素材は、銀粉末または銀合金粉末を他の酸化物および
／または炭化物がすず酸化物に結合している複合粉末と
混合させることによる粉末冶金方法で作ることが好まし
い；成形体は、ついで押し出され、燒結され、そして、
必要に応じ、再緻密化されるか、または、再成形され
る。しかしながら、複合粉末を、溶解しているマトリッ
クス金属に混合し、その後固化させることも可能であ
る。
を低下させずに、接点温度を低下させる新しい混合物を
見い出す明白な試みを行うものではない。本発明によれ
ば、この目的のために既に知られていて、脆弱化作用を
もっている混合物が使用される。しかしながら、発明に
よれば、選ばれた混合物は、銀粉末とすず酸化物粉末
（DE−Ａ−29 33 338,DE−Ａ−31 02 067、DE−Ａ−32
6127）に加え、別個の粉末として使用されておらず、そ
して、より多くの銀粉末と混合され、結果的に金属酸化
物粉末と混合（WO89/09478）される銀とすず粉末の成分
としても使用されない；むしろ、製造されるものは、銀
または主に銀からなる合金からなるマトリックスにすず
酸化物領域を含む素材であって、該マトリックス中にす
ず酸化物と結合された他の酸化物および／または炭化物
が集中され、銀マトリックスは、そこに不可避的に溶け
込んでいる僅かな量以外には、他の酸化物および炭化物
を含まないものである。これらのすず酸化物領域におい
て、酸化物は、単一相混合酸化物として、または、二相
または多相酸化物混合物（例えば、粒子化合物またはラ
ミナー化合物）として存在することができる。そのよう
な素材は、銀粉末または銀合金粉末を他の酸化物および
／または炭化物がすず酸化物に結合している複合粉末と
混合させることによる粉末冶金方法で作ることが好まし
い；成形体は、ついで押し出され、燒結され、そして、
必要に応じ、再緻密化されるか、または、再成形され
る。しかしながら、複合粉末を、溶解しているマトリッ
クス金属に混合し、その後固化させることも可能であ
る。
驚くべきことには、本発明によれば、所定の操作条件
のもと、接点の温度は、すず酸化物に対する選択された
酸化および／または炭化混合物の以前よりも低い割合で
もって、かなり低下することが可能となり、その結果、
接点素材は、脆弱なものではない。他の利点は、電気的
に不導通の混合物の割合が低いことで、接点の電気抵抗
は、さらに低下し、これはまた、接点の温度の減少に寄
与する。
のもと、接点の温度は、すず酸化物に対する選択された
酸化および／または炭化混合物の以前よりも低い割合で
もって、かなり低下することが可能となり、その結果、
接点素材は、脆弱なものではない。他の利点は、電気的
に不導通の混合物の割合が低いことで、接点の電気抵抗
は、さらに低下し、これはまた、接点の温度の減少に寄
与する。
本発明の他の利点は、選択された混合物の割合が低い
ことで、該素材から作られる接点部材の耐用寿命が永く
なるもので、これはモリブデン酸化物のように、アーク
作用で蒸発する傾向をもつ混合物が、その低い割合のお
かげで、脆弱化させず、したがって、焼失の度合いが好
なくなるからである。
ことで、該素材から作られる接点部材の耐用寿命が永く
なるもので、これはモリブデン酸化物のように、アーク
作用で蒸発する傾向をもつ混合物が、その低い割合のお
かげで、脆弱化させず、したがって、焼失の度合いが好
なくなるからである。
本発明による接点素材についての最初の経験は、発明
によって、接点温度を、これまでの技術水準によれば、
同じように接点温度を下げるに必要な混合素材の量の僅
か1/4から1/5の量で、かなり下げることが可能であるこ
とを示す。
によって、接点温度を、これまでの技術水準によれば、
同じように接点温度を下げるに必要な混合素材の量の僅
か1/4から1/5の量で、かなり下げることが可能であるこ
とを示す。
酸化物または炭化物の混合物が銀マトリックスに対す
るすず酸化物領域の境界領域に集合されているものであ
れば、付加的な酸化物または炭化物それぞれは、ほぼ全
く必要がない。そのような素材は、すず酸化物粉末と粉
砕された混合物とを混合し、該混合物をか焼し、その結
果、すず酸化物粉末は、混合物により湿潤され、そして
／または、混合物の一部は、すず酸化物粒子の表面領域
に拡散し、これによって、単一相混合酸化物（例えば、
新規の化合物）または二相または多相酸化物混合物が形
成される。発明による接点部材の永くなった耐用寿命の
ためには、付加的酸化物および／または炭化物が銀マト
リックスに対するすず酸化物領域の境界領域内に存在す
るのみならず、付加的酸化物および／または炭化物がす
ず酸化物領域全域に存在すれば、有利である。すず酸化
物複合粉末は、リアクション・スプレー（反応噴霧）方
法を使用して得ることが好ましく、これによって、すず
塩と、混合物がそれらの酸化物または炭化物が等なるべ
き金属または金属類の塩の溶液が加熱状態の酸化雰囲気
中に噴霧され、該雰囲気内で塩類が熱分解される；かく
して、細かく分けられた複合粉末が析出され、該粉末中
には、合金の酸化物および酸化物類または混合された酸
化物類が均質な化合物の状態で存在する。リアクション
−スプレイ方法は、例えば、特許DE−Ｃ−29 630,US−
Ａ−3 510 291およびEP−Ａ−0 012 202に記載されてい
る。微細粉末としての炭化物を噴霧する溶液中に懸濁さ
せることによって、炭化物含有すず酸化物複合粉末を得
ることができる。懸濁液を加熱状態の酸化雰囲気中に噴
霧すると、すず酸化物と他の酸化物とが炭化物粒子に定
着するものであり、滞在時間を最小にすることで、炭化
物の還元作用に影響されない。
るすず酸化物領域の境界領域に集合されているものであ
れば、付加的な酸化物または炭化物それぞれは、ほぼ全
く必要がない。そのような素材は、すず酸化物粉末と粉
砕された混合物とを混合し、該混合物をか焼し、その結
果、すず酸化物粉末は、混合物により湿潤され、そして
／または、混合物の一部は、すず酸化物粒子の表面領域
に拡散し、これによって、単一相混合酸化物（例えば、
新規の化合物）または二相または多相酸化物混合物が形
成される。発明による接点部材の永くなった耐用寿命の
ためには、付加的酸化物および／または炭化物が銀マト
リックスに対するすず酸化物領域の境界領域内に存在す
るのみならず、付加的酸化物および／または炭化物がす
ず酸化物領域全域に存在すれば、有利である。すず酸化
物複合粉末は、リアクション・スプレー（反応噴霧）方
法を使用して得ることが好ましく、これによって、すず
塩と、混合物がそれらの酸化物または炭化物が等なるべ
き金属または金属類の塩の溶液が加熱状態の酸化雰囲気
中に噴霧され、該雰囲気内で塩類が熱分解される；かく
して、細かく分けられた複合粉末が析出され、該粉末中
には、合金の酸化物および酸化物類または混合された酸
化物類が均質な化合物の状態で存在する。リアクション
−スプレイ方法は、例えば、特許DE−Ｃ−29 630,US−
Ａ−3 510 291およびEP−Ａ−0 012 202に記載されてい
る。微細粉末としての炭化物を噴霧する溶液中に懸濁さ
せることによって、炭化物含有すず酸化物複合粉末を得
ることができる。懸濁液を加熱状態の酸化雰囲気中に噴
霧すると、すず酸化物と他の酸化物とが炭化物粒子に定
着するものであり、滞在時間を最小にすることで、炭化
物の還元作用に影響されない。
リアクション−スプレイ方法は、また、上記方法の変
形として、細かく粉砕されたすず酸化物粉末をすず塩の
代わりに塩溶液に懸濁させ、この懸濁液を加熱状態の酸
化雰囲気中に噴霧することによって、表面が他の酸化物
で被覆されたすず酸化物を得るのに使用することができ
る。
形として、細かく粉砕されたすず酸化物粉末をすず塩の
代わりに塩溶液に懸濁させ、この懸濁液を加熱状態の酸
化雰囲気中に噴霧することによって、表面が他の酸化物
で被覆されたすず酸化物を得るのに使用することができ
る。
最後に、溶液中に、すず酸化物が属する酸化物の一部
および、結果的には、混合物として素材中に含まれる炭
化物をも懸濁させることもでき；この溶液は、素材の残
りの酸化物化合物のための金属を含み、このように形成
された溶液は、リアクション−スプレイ方法により噴霧
される。そのような方法で、接点素材の特定の用途に適
合の種々変形された構造の複合粉末を作ることができ
る。
および、結果的には、混合物として素材中に含まれる炭
化物をも懸濁させることもでき；この溶液は、素材の残
りの酸化物化合物のための金属を含み、このように形成
された溶液は、リアクション−スプレイ方法により噴霧
される。そのような方法で、接点素材の特定の用途に適
合の種々変形された構造の複合粉末を作ることができ
る。
銀−金属酸化物−素材類から要求される、接点部材の
溶解を確約するために、該素材は、酸化物を有利には５
から20重量％、好ましくは、８から15重量％含む；すず
酸化物を懸濁された混合物を介して、アーク作用で発生
する溶融相に維持するために、すず酸化物粉末は、他の
酸化又は炭化混合物を0.01から10重量％含むべきである
が、５重量％以上でないことが有利である。素材を脆弱
にさせない観点においては、他の酸化物および炭化物の
混合物は、できる限り少なく選ばれるもので、利用の所
定の条件で与えられた接点温度を越えないために、従来
の技術におけるよりもはるかに少ない量である。使用さ
れるすず酸化物粉末は、他の酸化物または炭化物を僅か
0.1から1.5重量％含むことが好ましい。
溶解を確約するために、該素材は、酸化物を有利には５
から20重量％、好ましくは、８から15重量％含む；すず
酸化物を懸濁された混合物を介して、アーク作用で発生
する溶融相に維持するために、すず酸化物粉末は、他の
酸化又は炭化混合物を0.01から10重量％含むべきである
が、５重量％以上でないことが有利である。素材を脆弱
にさせない観点においては、他の酸化物および炭化物の
混合物は、できる限り少なく選ばれるもので、利用の所
定の条件で与えられた接点温度を越えないために、従来
の技術におけるよりもはるかに少ない量である。使用さ
れるすず酸化物粉末は、他の酸化物または炭化物を僅か
0.1から1.5重量％含むことが好ましい。
素材におけるすず酸化物領域は、直径が100μｍより
小さいことが有利であり、好ましくは直径10μｍ以下で
あることが好ましいが、拡散強化を起こさないために
は、直径が0.5μｍより小さなものであってはならな
い。特に好ましい混合物は、熱挙動に対する優れた作用
によりモリブデンである。
小さいことが有利であり、好ましくは直径10μｍ以下で
あることが好ましいが、拡散強化を起こさないために
は、直径が0.5μｍより小さなものであってはならな
い。特に好ましい混合物は、熱挙動に対する優れた作用
によりモリブデンである。
該特許の理論は、亜鉛酸化物をもつ銀を基礎とする接
点素材に適用できる。現在では、そのような素材に使用
されている混合物は、実用上なく、むしろ、接点温度を
下げるには、構造的手段による試みがなされている。
点素材に適用できる。現在では、そのような素材に使用
されている混合物は、実用上なく、むしろ、接点温度を
下げるには、構造的手段による試みがなされている。
本発明による、他の酸化物および／または炭化物でリ
ッチにしたすず酸化物を使用することによって、この素
材における接点温度を具合よく下げることが可能とな
る。
ッチにしたすず酸化物を使用することによって、この素
材における接点温度を具合よく下げることが可能とな
る。
実施例1: すず（II）−塩化物およびモリブデン（IV）−塩化物
の水溶液を約950℃に加熱されている酸化雰囲気をもつ
反応器へ噴霧することによって、１重量％のモリブデン
酸化物をもつすず酸化物−モリブデン酸化物複合粉末を
作る；この工程によって、すず酸化物−モリブデン酸化
物複合粉末が産出され、その粉末粒子には、極めて微細
に分かれたすず酸化物とモリブデン酸化物とが存在す
る。
の水溶液を約950℃に加熱されている酸化雰囲気をもつ
反応器へ噴霧することによって、１重量％のモリブデン
酸化物をもつすず酸化物−モリブデン酸化物複合粉末を
作る；この工程によって、すず酸化物−モリブデン酸化
物複合粉末が産出され、その粉末粒子には、極めて微細
に分かれたすず酸化物とモリブデン酸化物とが存在す
る。
モリブデン酸化物でドープされた、このように製造さ
れたすず酸化物粉末12重量％を粒径が40μｍ以下の銀粉
末88重量％部と完全に混合し；この混合物から重量50kg
の円筒形のブロックをアイソスタティックに冷間圧縮
し、空気中で燒結し、温度820℃で1/2時間にわたり保
つ。燒結されたブロックは、銀で包み、加熱状態で反転
押圧出プレスに入れ、押し出しダイスにより分岐した押
し出し口から押し出す；かくして、一方の面に銀−すず
酸化物面、他方の面に容易にはんだ付け、溶接可能の銀
の面をもつ二つの平坦なより線が作られる。その後、該
より線は、平坦にロール掛けされ、幅8cmで厚さ2mmのも
のに仕上げられる。
れたすず酸化物粉末12重量％を粒径が40μｍ以下の銀粉
末88重量％部と完全に混合し；この混合物から重量50kg
の円筒形のブロックをアイソスタティックに冷間圧縮
し、空気中で燒結し、温度820℃で1/2時間にわたり保
つ。燒結されたブロックは、銀で包み、加熱状態で反転
押圧出プレスに入れ、押し出しダイスにより分岐した押
し出し口から押し出す；かくして、一方の面に銀−すず
酸化物面、他方の面に容易にはんだ付け、溶接可能の銀
の面をもつ二つの平坦なより線が作られる。その後、該
より線は、平坦にロール掛けされ、幅8cmで厚さ2mmのも
のに仕上げられる。
実施例2: 第１の実施例を変更し、すず（II）−塩化物とモリブ
デン（IV）−塩化物を含む溶液の代わりに、粒径が５μ
ｍ以下のすず−酸化物が懸濁されているモリブデン（I
V）−塩化物溶液を噴霧する。
デン（IV）−塩化物を含む溶液の代わりに、粒径が５μ
ｍ以下のすず−酸化物が懸濁されているモリブデン（I
V）−塩化物溶液を噴霧する。
実施例１により作られた接点部材では、非常に多数回
のスイッチング操作の後にのみ接点の温度は上昇する。
おそらく、これは、すず酸化物−モリブデン酸化物複合
粉末の他の構造と関連し、そしてまた、混合された酸化
物の生成にも関連している。
のスイッチング操作の後にのみ接点の温度は上昇する。
おそらく、これは、すず酸化物−モリブデン酸化物複合
粉末の他の構造と関連し、そしてまた、混合された酸化
物の生成にも関連している。
実施例3: ２重量％の銅と、１重量％のビスマスとをもつすず合
金を580℃に加熱し、２−成分ノズルで室温である酸素
を含む雰囲気をもつ反応器へ噴霧する。Fisherによれ
ば、このようにして、粒径4.5μｍの粒子を持つ混合さ
れた酸化物粉末が作られる。この混合された酸化物粉末
10重量を粒径が40μｍ以下の銀粉末と混合し；該混合物
から圧力7,85.10n/m2で円筒形のブロックをアイソタテ
ィックに冷間圧縮成形し、これを空気中で２時間にわた
り温度790℃で燒結し、ついで、押出器で押し出し、直
径5mmのワイヤを成形する。引き抜きにより、このワイ
ヤは、直径1.4mmに縮径され、その後機械加工で接点用
リベットに成形される；それらの頭部の直径は、3.2mm
であり、軸部の直径は、1.47mmである。リレーに装着す
ると、この新しい素材は、交流耐用寿命試験と直流ラン
プ負荷のスイッチングにおいて、従来の技術水準に対応
する接点素材よりも遥かにすぐれていることが証明され
た。
金を580℃に加熱し、２−成分ノズルで室温である酸素
を含む雰囲気をもつ反応器へ噴霧する。Fisherによれ
ば、このようにして、粒径4.5μｍの粒子を持つ混合さ
れた酸化物粉末が作られる。この混合された酸化物粉末
10重量を粒径が40μｍ以下の銀粉末と混合し；該混合物
から圧力7,85.10n/m2で円筒形のブロックをアイソタテ
ィックに冷間圧縮成形し、これを空気中で２時間にわた
り温度790℃で燒結し、ついで、押出器で押し出し、直
径5mmのワイヤを成形する。引き抜きにより、このワイ
ヤは、直径1.4mmに縮径され、その後機械加工で接点用
リベットに成形される；それらの頭部の直径は、3.2mm
であり、軸部の直径は、1.47mmである。リレーに装着す
ると、この新しい素材は、交流耐用寿命試験と直流ラン
プ負荷のスイッチングにおいて、従来の技術水準に対応
する接点素材よりも遥かにすぐれていることが証明され
た。
実施例4: すず塩化物とメタ−タングステン酸との水溶液から、
該溶液を1100℃に加熱された反応器へ噴霧することによ
って、混合された酸化物粉末を作る。このようにして得
られたすず−タングステン酸化物混合物は、タングステ
ン酸化物を１重量％の割合で有し、平均粒径は2.4μｍ
である。
該溶液を1100℃に加熱された反応器へ噴霧することによ
って、混合された酸化物粉末を作る。このようにして得
られたすず−タングステン酸化物混合物は、タングステ
ン酸化物を１重量％の割合で有し、平均粒径は2.4μｍ
である。
実施例１と同じように、酸化物粉末は、銀粉末と混合
され、機械加工されて、接点薄片に形成される。
され、機械加工されて、接点薄片に形成される。
実施例5: すずアセテートおよびアンモニウム・ヘプタモリブデ
ートの水溶液を温度800℃の反応器へ噴霧し；かくし
て、モリブデンの含有量が350ppm、平均粒径が1.9μｍ
である酸化物粉末を得る。
ートの水溶液を温度800℃の反応器へ噴霧し；かくし
て、モリブデンの含有量が350ppm、平均粒径が1.9μｍ
である酸化物粉末を得る。
実施例１と同様に、この粉末から、出力37kWのスイッ
チ機器における試験区分AC1による耐用寿命試験を受け
る接点素材が作られる。この耐用寿命試験は、定電流が
供給される温度上昇試験を行うために中断される。
チ機器における試験区分AC1による耐用寿命試験を受け
る接点素材が作られる。この耐用寿命試験は、定電流が
供給される温度上昇試験を行うために中断される。
図１は、温度上昇試験の結果を示し、AGが88重量％、
SnO3が11.6重量％、MoO3が0.4重量％である従来技術に
対応する素材の類似の試験と比較されている（図２）。
SnO3が11.6重量％、MoO3が0.4重量％である従来技術に
対応する素材の類似の試験と比較されている（図２）。
新しい素材の熱挙動は、従来の素材と同じく良好であ
るが、新しい素材が接点素材全体に関して、モリブデン
酸化物のパーセンテージが僅かに42ppmである一方、同
じ有利な結果をもたらす従来技術に対応の素材がモリブ
デンのパーセンテージとして、0.4重量％、即ち、約100
倍のものを必要とすることが分かる。
るが、新しい素材が接点素材全体に関して、モリブデン
酸化物のパーセンテージが僅かに42ppmである一方、同
じ有利な結果をもたらす従来技術に対応の素材がモリブ
デンのパーセンテージとして、0.4重量％、即ち、約100
倍のものを必要とすることが分かる。
実施例6: 塩化物、ビスマス酸化物および銅塩化物の水溶液が温
度1200℃の反応器内へ噴霧され、ビスマス酸化物の含有
量が0.8重量％、銅酸化物の含有量が1.5重量％および平
均粒径が３μｍの混合酸化物粉末を得る。実施例１と同
様に、この製品から接点薄片が作られる。この点に関し
て、新しい接点素材は、従来の粉末冶金方法で作られ、
ビスマス酸化物を含むのに較べて、変化が容易である。
得られた接点薄片は、試験区分AC3により、モーター接
触器における耐用寿命試験を受ける。図３は、新しい素
材ならびに従来技術の素材についての、スイッチングサ
イクルの機能として、接点部材の合計の焼失を示す。図
から明らかなように、新しい素材の素材消耗は、従来の
素材のそれよりも遥かに少なく、電気的な耐用寿命は、
約50％増加する結果の事実が分かる。従来の粉末冶金方
法によっては、銀−すず酸化物−銅酸化物−ビスマス酸
化物から接点薄片を作ることは困難であり、これは、ビ
ズマス酸化物の脆弱化作用が接点素材の変形のとき、割
れ目を作ってしまうからである。
度1200℃の反応器内へ噴霧され、ビスマス酸化物の含有
量が0.8重量％、銅酸化物の含有量が1.5重量％および平
均粒径が３μｍの混合酸化物粉末を得る。実施例１と同
様に、この製品から接点薄片が作られる。この点に関し
て、新しい接点素材は、従来の粉末冶金方法で作られ、
ビスマス酸化物を含むのに較べて、変化が容易である。
得られた接点薄片は、試験区分AC3により、モーター接
触器における耐用寿命試験を受ける。図３は、新しい素
材ならびに従来技術の素材についての、スイッチングサ
イクルの機能として、接点部材の合計の焼失を示す。図
から明らかなように、新しい素材の素材消耗は、従来の
素材のそれよりも遥かに少なく、電気的な耐用寿命は、
約50％増加する結果の事実が分かる。従来の粉末冶金方
法によっては、銀−すず酸化物−銅酸化物−ビスマス酸
化物から接点薄片を作ることは困難であり、これは、ビ
ズマス酸化物の脆弱化作用が接点素材の変形のとき、割
れ目を作ってしまうからである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホーニグ，トーマス ドイツ連邦共和国 ディー―7533 ティ ーフェンブロン、ウーランドシュトラー セ 12 (72)発明者 クラウス，アンドレアス ドイツ連邦共和国 ディー―7130 ムー ラッカー、ダンジガーシュトラーセ 23 (72)発明者 サエガー，カール，イー ドイツ連邦共和国 ディー―7530 プフ ォルツハイム、ガルテンベグ 64 (72)発明者 シュミットバーカー，レイナー ドイツ連邦共和国 ディー―7778 マー クドルフ、ロイセンバッハシュトラーセ 33 (72)発明者 スタネフ、セオドール ドイツ連邦共和国 ディー―7775 ベル マチンゲン、ベイハーシュトラーセ 12 (56)参考文献 特開 平２−185937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−33444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−148215（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−99238（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−11550（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平３−504615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 5/06 - 5/10 C22C 1/05,1/10 H01B 1/02 H01H 1/02
Claims (18)
- 【請求項１】主成分として銀とすず酸化物を有し、銀ま
たは主に銀を含む合金からなるマトリックス中に、すず
酸化物が集合したすず酸化物領域と他の酸化物および／
または炭化物を含有する電気接点用の素材であって、 前記他の酸化物および／または炭化物が前記すず酸化物
領域中および／またはすず酸化物領域と銀マトリックス
との間の境界領域に含まれていること、 前記他の酸化物および炭化物の合計量が前記すず酸化物
の量に対し最大40重量％であること、 前記他の酸化物と炭化物は、モリブデン、タングステ
ン、ビスマス、アンチモン、ゲルマニウム、バナジウ
ム、銅またはインジウムのそれらであること、 前記銀マトリックスは、そこに不可避的に溶け込んでい
る僅かな量以外には、前記他の酸化物及び炭化物を含ま
ないものであること を特徴とする電気接点用の素材。 - 【請求項２】すず酸化物と、他の酸化物および炭化物の
合計量が、素材の全重量に対し５から20重量％の量であ
ることを特徴とする請求の範囲１による素材。 - 【請求項３】すず酸化物と、他の酸化物および炭化物の
合計量が、素材の全重量に対し８から15重量％の量であ
ることを特徴とする請求の範囲２による素材。 - 【請求項４】すず酸化物領域が、他の酸化物および／ま
たは炭化物を、すず酸化物の量に対し少なくとも0.01重
量％含んでいることを特徴とする請求の範囲１〜３のい
ずれかによる素材。 - 【請求項５】すず酸化物領域が、他の酸化物および／ま
たは炭化物を、すず酸化物の量に対し10重量％の量まで
含んでいることを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれ
かによる素材。 - 【請求項６】すず酸化物領域が、他の酸化物および／ま
たは炭化物を、すず酸化物の量に対し５重量％の量まで
含んでいることを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれ
かによる素材。 - 【請求項７】すず酸化物領域が、他の酸化物および／ま
たは炭化物を、すず酸化物の量に対し2.5重量％の量ま
で含んでいることを特徴とする請求の範囲１〜４いずれ
かによる素材。 - 【請求項８】すず酸化物領域が、他の酸化物および／ま
たは炭化物を、0.1〜1.5重量％の量だけ含んでいること
を特徴とする請求の範囲４による素材。 - 【請求項９】すず−酸化物粉末を他の粉砕された酸化物
および／または炭化物と混合し、該混合物をか焼し、そ
の結果、他の酸化物および／または炭化物をすず酸化物
粉末粒子へ拡散し、複合粉末を作り、他の酸化物および
炭化物の余剰分を複合粉末から分離し、ついで、複合粉
末を銀または主として銀を含む合金へ混入することによ
って得られる請求の範囲１〜８のいずれかによる素材。 - 【請求項１０】すず塩およびすず酸化物に加えて酸化物
又は炭化物を含む金属または金属類の塩の溶液を加熱さ
れた酸化雰囲気中へ噴霧し、熱の適用によって、該塩類
が酸化物へ変換され、その結果、細かく分けられた複合
粉末が析出され、該複合粉末を銀または主として銀を含
む合金へ混入することによって得られる請求の範囲１〜
８のいずれかによる素材。 - 【請求項１１】他の酸化物および／又は炭化物で被覆さ
れたすず酸化物粒子を含むことを特徴とする請求の範囲
１〜８のいずれかによる素材。 - 【請求項１２】他の酸化物および／又は炭化物で被覆さ
れたすず酸化物粒子は、すず酸化物に加えて酸化物又は
炭化物を含む金属または金属類の塩の溶液にすず酸化物
を懸濁させたものを加熱状態の酸化雰囲気中へ噴霧し、
この加熱状態の酸化雰囲気中で、塩類が加熱酸化されて
酸化物へ変換され、懸濁液から生じたすず酸化物粒子に
定着することを特徴とする請求の範囲11による素材。 - 【請求項１３】すず酸化物および／又は一つまたはいく
つかの酸化物および／または炭化物の懸濁液を加熱状態
の酸化雰囲気中へ噴霧して得られる素材であって、 該素材は、金属の塩または金属類の塩類の溶液中に、該
素材内に残渣の酸化成分として含まれるものである、そ
れらの酸化物をすず酸化物に加えて含み；この加熱状態
の酸化雰囲気において、該塩類は、加熱酸化されて酸化
物に変換され、懸濁液から生じたすず酸化物粒子に定着
するものである請求の範囲１〜８のいずれかによる素
材。 - 【請求項１４】すず酸化物領域は、100μｍ以下の直径
を有していることを特徴とする請求の範囲１〜13のいず
れかによる素材。 - 【請求項１５】すず酸化物領域は、10μｍを越えない直
径を有していることを特徴とする請求の範囲14による素
材。 - 【請求項１６】すず酸化物領域は、少なくとも0.5μｍ
の直径を有していることを特徴とする請求の範囲１〜15
のいずれかによる素材。 - 【請求項１７】すずは、完全に、又は、一部が亜鉛に置
き代えられることを特徴とする請求の範囲１〜16のいず
れかによる素材。 - 【請求項１８】銀または主に銀を含む合金粉末と、すず
酸化物、およびこのすず酸化物に結合するモリブデン、
タングステン、ビスマス、アンチモン、ゲルマニウム、
バナジウム、銅またはインジウムの酸化物および／また
は炭化物をすず酸化物の量に対し最大40重量％まで含有
する複合粉末とを混合し、 成形し、そして焼結する、 ことを特徴とする請求の範囲１による、銀−すず酸化物
をベースとする電気接点用の素材を作る方法。
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