JP3349518B2 - Ａｇー酸化物系複合電気接点材料の製造方法 - Google Patents
Ａｇー酸化物系複合電気接点材料の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ag-CdO系複合電気接点
材料の線材または条材の製造方法に関する。
材料の線材または条材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気接点材料として従来より、AgやAg-N
i あるいはAg-CdO系が用いられている。なかでも、Ag-N
i は低接触抵抗で消耗が少ないため、Agに代わってかな
り広汎に用いられている。また、Ag-Ni は加工やスポッ
ト溶接が容易なために台材等への固着作業の自動化が可
能となり、組立コストを安くしかも品質の安定もはかれ
るという大きな特長を有している。しかし、その反面Ag
-CdO等のAgー酸化物系と比較して消耗量が多く、耐溶着
性に劣るために小型スイッチ等の小容量領域に使用範囲
が限定されている。
i あるいはAg-CdO系が用いられている。なかでも、Ag-N
i は低接触抵抗で消耗が少ないため、Agに代わってかな
り広汎に用いられている。また、Ag-Ni は加工やスポッ
ト溶接が容易なために台材等への固着作業の自動化が可
能となり、組立コストを安くしかも品質の安定もはかれ
るという大きな特長を有している。しかし、その反面Ag
-CdO等のAgー酸化物系と比較して消耗量が多く、耐溶着
性に劣るために小型スイッチ等の小容量領域に使用範囲
が限定されている。
【０００３】近時、各産業分野における合理化、機械装
置の自動化はめざましく、これに伴い装置の大型化と複
雑化が進み、これらの制御系はむしろ小型化、動作の高
頻繁化、大容量化が要求されている。そこでAg-Ni 系が
見直されるが、上記のような点からAg-Ni の耐溶着性が
問題となり、その代替材料の開発が望まれている。
置の自動化はめざましく、これに伴い装置の大型化と複
雑化が進み、これらの制御系はむしろ小型化、動作の高
頻繁化、大容量化が要求されている。そこでAg-Ni 系が
見直されるが、上記のような点からAg-Ni の耐溶着性が
問題となり、その代替材料の開発が望まれている。
【０００４】そこで、Ag-Ni に種々の金属元素あるいは
金属酸化物、窒化物、炭化物等を添加して特性の向上を
試みている。しかしながら、Ag-Ni 系本来の特長である
安定した接触抵抗、加工性さらにスポット溶接の容易性
が種々の添加物の混在により阻害され、いずれも満足す
べき結果は得られていない。一方、Ag-CdO系は耐溶着
性、耐消耗性等にすぐれ使用範囲がひろいが、加工性や
台材等への溶着性が問題である。これは、酸化物が台材
との界面に存在するため、スポット溶接やろう付けでの
接合強度が非酸化物系の材料と比較して著しく小さい。
金属酸化物、窒化物、炭化物等を添加して特性の向上を
試みている。しかしながら、Ag-Ni 系本来の特長である
安定した接触抵抗、加工性さらにスポット溶接の容易性
が種々の添加物の混在により阻害され、いずれも満足す
べき結果は得られていない。一方、Ag-CdO系は耐溶着
性、耐消耗性等にすぐれ使用範囲がひろいが、加工性や
台材等への溶着性が問題である。これは、酸化物が台材
との界面に存在するため、スポット溶接やろう付けでの
接合強度が非酸化物系の材料と比較して著しく小さい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、これらAg-CdO
系材料にスポット溶接やろう付けが容易なための酸化物
を含まない層を形成した複合材料が考えられている。例
えば、Ag-CdO系条材とAgリボンを熱間圧着法で接合して
複合条材を得ているが、実際に台材等を接合してスイッ
チに組み込んでテストを行うと、Ag-CdOとAgとの境界か
ら剥離して所定の寿命に達しないことが多い。
系材料にスポット溶接やろう付けが容易なための酸化物
を含まない層を形成した複合材料が考えられている。例
えば、Ag-CdO系条材とAgリボンを熱間圧着法で接合して
複合条材を得ているが、実際に台材等を接合してスイッ
チに組み込んでテストを行うと、Ag-CdOとAgとの境界か
ら剥離して所定の寿命に達しないことが多い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ag-CdOの線材
または条材、あるいはAg-Cd の線材または条材を内部酸
化した線材または条材、またはAg粉とCdO 粉を混合し、
この混合粉を成形・焼結した後、熱間押し出し等により
Ag-CdOの線材または条材となしたもの、さらに内部酸化
法もしくは化学的処理法から得られるAg-CdOの粉体もし
くは小片体を成形・焼結した後、熱間押し出し等により
Ag-CdOの線材または条材に成形したものを、N2ガスとH2
ガスの体積比率が1:1 〜10:1の範囲で混合された混合雰
囲気中で、徐々に温度を上昇せしめ、最終的に600 ℃以
上に加熱することで、表面の酸化物層を還元させ、線材
または条材の外周にAgに富んだ還元層を形成させること
で上記問題を解決しようとするものである。
または条材、あるいはAg-Cd の線材または条材を内部酸
化した線材または条材、またはAg粉とCdO 粉を混合し、
この混合粉を成形・焼結した後、熱間押し出し等により
Ag-CdOの線材または条材となしたもの、さらに内部酸化
法もしくは化学的処理法から得られるAg-CdOの粉体もし
くは小片体を成形・焼結した後、熱間押し出し等により
Ag-CdOの線材または条材に成形したものを、N2ガスとH2
ガスの体積比率が1:1 〜10:1の範囲で混合された混合雰
囲気中で、徐々に温度を上昇せしめ、最終的に600 ℃以
上に加熱することで、表面の酸化物層を還元させ、線材
または条材の外周にAgに富んだ還元層を形成させること
で上記問題を解決しようとするものである。
【０００７】一般に、Ag-CdO系材料の酸化物を還元しよ
うとした場合、還元性ガス例えばH2と酸化物が接触した
途端、急激な反応が起こってその内部は空孔（ポア）だ
らけのスポンジ状を呈することになり、材料として極め
て脆弱な組織になってしまう。したがって、通常の方法
で線材または条材表面に還元層を形成する目的で還元性
ガスと接触させて還元層を得たとしてもその還元層が脆
弱なために台材にろう付けまたは溶接しても接点脱落等
の事故のおそれがあり、実用に供しうるものではない。
うとした場合、還元性ガス例えばH2と酸化物が接触した
途端、急激な反応が起こってその内部は空孔（ポア）だ
らけのスポンジ状を呈することになり、材料として極め
て脆弱な組織になってしまう。したがって、通常の方法
で線材または条材表面に還元層を形成する目的で還元性
ガスと接触させて還元層を得たとしてもその還元層が脆
弱なために台材にろう付けまたは溶接しても接点脱落等
の事故のおそれがあり、実用に供しうるものではない。
【０００８】そこで、本発明は、基本的には適度な加工
歪みを内在する線材または条材を用い、還元性ガスとし
てN2ガスとH2ガスの体積比率が1:1 〜10:1の範囲とし、
還元温度を徐々に上昇させることにより所望の還元層が
得られることになる。ここで、N2ガスとH2ガスの体積比
率を1:1 〜10:1の範囲とした理由は、線材または条材の
表面の酸化物層を還元させる際に、所望の均一な厚さに
制御するためにはN2ガスに対するH2ガスの体積比率が1:
1.1 以上では還元速度を制御することが困難となり、さ
らにH2ガス量が増加することで安全性に影響がでてく
る。また、N2ガスに対するH2ガスの体積比率が10:1未満
ではH2ガスによる還元力が十分ではなく還元層を均一に
制御することができなくなるためである。
歪みを内在する線材または条材を用い、還元性ガスとし
てN2ガスとH2ガスの体積比率が1:1 〜10:1の範囲とし、
還元温度を徐々に上昇させることにより所望の還元層が
得られることになる。ここで、N2ガスとH2ガスの体積比
率を1:1 〜10:1の範囲とした理由は、線材または条材の
表面の酸化物層を還元させる際に、所望の均一な厚さに
制御するためにはN2ガスに対するH2ガスの体積比率が1:
1.1 以上では還元速度を制御することが困難となり、さ
らにH2ガス量が増加することで安全性に影響がでてく
る。また、N2ガスに対するH2ガスの体積比率が10:1未満
ではH2ガスによる還元力が十分ではなく還元層を均一に
制御することができなくなるためである。
【０００９】また、線材または条材に対し、30% 以上の
断面減少率で冷間加工を行う理由は、30% 以上の冷間加
工によりマトリックス中の酸化物近傍には、厳密には極
微細なクラックが生じており、このため後の加熱によっ
てもマトリックス中へのH2等の侵入が集中的にならず、
適度に分散されるために空孔が発生しにくいためであ
る。このような作用の相乗作用によって理想的な効果を
生じさせている。
断面減少率で冷間加工を行う理由は、30% 以上の冷間加
工によりマトリックス中の酸化物近傍には、厳密には極
微細なクラックが生じており、このため後の加熱によっ
てもマトリックス中へのH2等の侵入が集中的にならず、
適度に分散されるために空孔が発生しにくいためであ
る。このような作用の相乗作用によって理想的な効果を
生じさせている。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 第１実施例 焼結、成形、押し出しによって製造された直径4mm のAg
-15wt%CdO の線材を、伸線加工により直径2mm の線とし
た。このときの冷間加工率は75% であった。
-15wt%CdO の線材を、伸線加工により直径2mm の線とし
た。このときの冷間加工率は75% であった。
【００１１】これを５点制御の連続炉を用い、入炉側か
ら200 ℃,350℃,500℃,600℃,700℃に設定し、N2ガスと
H2ガスの体積比率が1:1 の雰囲気になるように調整し
て、100mm/min の速度で通過させ、線材表面の外周に還
元層を有する線材を得た。このときの還元層の厚さは、
約0.12mmであった。これをさらに伸線加工により直径1.
8mm の線材とし、試料Ａとした。
ら200 ℃,350℃,500℃,600℃,700℃に設定し、N2ガスと
H2ガスの体積比率が1:1 の雰囲気になるように調整し
て、100mm/min の速度で通過させ、線材表面の外周に還
元層を有する線材を得た。このときの還元層の厚さは、
約0.12mmであった。これをさらに伸線加工により直径1.
8mm の線材とし、試料Ａとした。
【００１２】第２実施例 焼結、成形、押し出しによって製造された直径4mm のAg
-10wt%CdO の線材を、伸線加工により直径2mm の線とし
た。このときの冷間加工率は55% であった。これを５点
制御の連続炉を用い、入炉側から200 ℃,350℃,500℃,6
50℃,800℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が2:1
の雰囲気になるように調整して、95mm/minの速度で通過
させ、線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。
-10wt%CdO の線材を、伸線加工により直径2mm の線とし
た。このときの冷間加工率は55% であった。これを５点
制御の連続炉を用い、入炉側から200 ℃,350℃,500℃,6
50℃,800℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が2:1
の雰囲気になるように調整して、95mm/minの速度で通過
させ、線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。
【００１３】このときの還元層の厚さは、約0.15mmであ
った。これをさらに伸線加工により直径1.8mm の線材と
し、試料Ｂとした。以下、第１実施例および第２実施例
とほぼ同様の方法で表１に示す試料Ｃ〜Ｆを作製し、こ
の試料Ａ〜Ｆの各線材を長さ2mm に切断した後、スポッ
ト溶接により台材の固着した。
った。これをさらに伸線加工により直径1.8mm の線材と
し、試料Ｂとした。以下、第１実施例および第２実施例
とほぼ同様の方法で表１に示す試料Ｃ〜Ｆを作製し、こ
の試料Ａ〜Ｆの各線材を長さ2mm に切断した後、スポッ
ト溶接により台材の固着した。
【００１４】つぎに、成形プレスにより厚さ0.8mm 、幅
および長さを約2.5mm の角型になるように成形加工を行
った。この各接点の剪断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
で実装テストを行った。なお、比較のために従来例とし
て最も標準的な下記の２例を作製して比較試験を行っ
た。
および長さを約2.5mm の角型になるように成形加工を行
った。この各接点の剪断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
で実装テストを行った。なお、比較のために従来例とし
て最も標準的な下記の２例を作製して比較試験を行っ
た。
【００１５】なお、上記実施例にあたり、段階的に加熱
できる方法であれば連続炉に限るものではなく、バッチ
型炉によっても同様である。 第１従来例 厚さ5mm 、幅100mm 、長さ200mm のAg-13wt%Cd合金板
と、厚さ0.5mm 、幅100mm 、長さ200mm のAg板を重ね合
わせて熱間圧着法により接合し、冷間圧延により厚さ0.
8mm まで加工した。
できる方法であれば連続炉に限るものではなく、バッチ
型炉によっても同様である。 第１従来例 厚さ5mm 、幅100mm 、長さ200mm のAg-13wt%Cd合金板
と、厚さ0.5mm 、幅100mm 、長さ200mm のAg板を重ね合
わせて熱間圧着法により接合し、冷間圧延により厚さ0.
8mm まで加工した。
【００１６】つぎに、2.5mm ×2.5mm の大きさにプレス
打ち抜きを行い、このペレットを大気中において750 ℃
に設定した電気炉中で内部酸化処理を施し、裏側にAg層
を形成したAg-15wt%CdO 接点を得た。 第２従来例 第１従来例と同様の方法で裏側にAg層を形成したAg-10w
t%CdO 接点を得た。
打ち抜きを行い、このペレットを大気中において750 ℃
に設定した電気炉中で内部酸化処理を施し、裏側にAg層
を形成したAg-15wt%CdO 接点を得た。 第２従来例 第１従来例と同様の方法で裏側にAg層を形成したAg-10w
t%CdO 接点を得た。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によると、表
１に示す如く、台材とのスポット溶接強度にもすぐれ、
実機による接点開閉テストにおいて極めてすぐれた効果
を有する。
１に示す如く、台材とのスポット溶接強度にもすぐれ、
実機による接点開閉テストにおいて極めてすぐれた効果
を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶山 佳孝 東京都千代田区鍛冶町二丁目９番12号 株式会社徳力本店内 (56)参考文献 特開 平３−110724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−82442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−23966（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−8301（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22F 1/14 C22C 1/05 C22C 5/06 H01H 11/04
Claims (5)
- 【請求項１】 Ag−酸化物の線材または条材をN2ガスと
H2ガスの体積比が１：１〜１０：１の範囲で混合された
混合雰囲気中で、温度を上昇せしめ、最終的に６００°
Ｃ以上に加熱することで、表面の酸化物層を還元させ、
線材または条材の外周に酸化物還元層を形成させること
を特徴とするAg−酸化物系複合電気接点材料の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１において、N2ガスとH2ガスの混
合ガス雰囲気中で、Ag-CdO系の線材または条材を毎分40
〜100 ℃の速度で上昇させ、最終的に600 ℃以上に加熱
することで、表面の酸化物層を還元することを特徴とす
るAgー酸化物系複合電気接点材料の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１において、Ag-Cd の線材または
条材を内部酸化し、その材料を断面減少率として30% 以
上の冷間加工を施し、内部酸化時の結晶粒を破壊すると
共に材料内部に加工歪を残した材料を用いることを特徴
とするAgー酸化物系複合電気接点材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１において、Ag粉とCdO 粉を混合
し、この混合粉を成形・焼結した後、熱間押し出し等に
よりAg-CdOの線材または条材に成形し、この材料を断面
減少率として30% 以上の冷間加工を施し、材料内部に加
工歪を残した材料を用いることを特徴とするAgー酸化物
系複合電気接点材料の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１において、内部酸化法もしくは
化学処理法から得られるAg-CdOの粉体もしくは小片体を
成形・焼結した後、熱間押し出し等によりAg-CdOの線材
または条材に成形し、この材料を断面減少率として30%
以上の冷間加工を施し、材料内部に加工歪を残した材料
を用いることを特徴とするAgー酸化物系複合電気接点材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34741391A JP3349518B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Ａｇー酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34741391A JP3349518B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Ａｇー酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179414A JPH05179414A (ja) | 1993-07-20 |
| JP3349518B2 true JP3349518B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=18390056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34741391A Expired - Fee Related JP3349518B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | Ａｇー酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349518B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114262812B (zh) * | 2021-02-28 | 2022-05-31 | 中南大学 | 一种弥散强化超细晶银基-金属氧化物复合材料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34741391A patent/JP3349518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05179414A (ja) | 1993-07-20 |
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