JP3441331B2 - 真空バルブ用接点材料の製造方法 - Google Patents
真空バルブ用接点材料の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定した耐電圧特
性を得る真空バルブ用接点材料の製造方法に関する。
性を得る真空バルブ用接点材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空バルブ用接点材料に要求され
る特性としては、耐溶着、耐電圧および遮断に対する各
性能で示される基本三要件と、この他に温度上昇および
接触抵抗が低く安定していることが重要な要件となって
いる。
る特性としては、耐溶着、耐電圧および遮断に対する各
性能で示される基本三要件と、この他に温度上昇および
接触抵抗が低く安定していることが重要な要件となって
いる。
【０００３】しかしながら、これらの要件のなかには相
反するものがある関係上、単一の金属種によって全ての
要件を満足させることは不可能である。このため、実用
化されている多くの接点材料においては、不足する性能
を相互に補えるような２種以上の元素を組合せ、かつ、
大電流用または高電圧用などのように特定の用途に合っ
た接点材料の開発が行なわれ、それなりに優れた特性を
有するものが開発されていが、更に強まる高耐圧化およ
び大電流遮断化の要求を充分満足する真空バルブ用接点
材料は未だ得られていないのが実状である。
反するものがある関係上、単一の金属種によって全ての
要件を満足させることは不可能である。このため、実用
化されている多くの接点材料においては、不足する性能
を相互に補えるような２種以上の元素を組合せ、かつ、
大電流用または高電圧用などのように特定の用途に合っ
た接点材料の開発が行なわれ、それなりに優れた特性を
有するものが開発されていが、更に強まる高耐圧化およ
び大電流遮断化の要求を充分満足する真空バルブ用接点
材料は未だ得られていないのが実状である。
【０００４】近年では、この要求を満たすために、耐電
圧特性に優れた例えばＣｕ（銅）Ｃｒ（クロム）接点が
汎用遮断器の主流になっている。ＣｕＣｒ接点の製法と
しては、Ｃｕ粉末とＣｒ粉末を混合し、成形し、焼結し
て製造する固相焼結法、ＣｒスケルトンにＣｕを溶浸し
て製造する溶浸法、およびアーク溶解法などがある。こ
れらの種々の製法の中で、固相焼結法は最も簡便な製法
であり、安価に製造できるという特徴を有するが、逆
に、耐電圧特性が劣るという問題点があった。
圧特性に優れた例えばＣｕ（銅）Ｃｒ（クロム）接点が
汎用遮断器の主流になっている。ＣｕＣｒ接点の製法と
しては、Ｃｕ粉末とＣｒ粉末を混合し、成形し、焼結し
て製造する固相焼結法、ＣｒスケルトンにＣｕを溶浸し
て製造する溶浸法、およびアーク溶解法などがある。こ
れらの種々の製法の中で、固相焼結法は最も簡便な製法
であり、安価に製造できるという特徴を有するが、逆
に、耐電圧特性が劣るという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では上述し
たように、安価な製法である固相焼結法で製造した接点
は耐電圧特性に見劣りがするという問題があった。本発
明の目的は、特に耐電圧特性を向上させ、しかも固相焼
結法により安価な真空バルブ接点材料を得ることができ
る真空バルブ用接点材料の製造方法を提供することにあ
る。
たように、安価な製法である固相焼結法で製造した接点
は耐電圧特性に見劣りがするという問題があった。本発
明の目的は、特に耐電圧特性を向上させ、しかも固相焼
結法により安価な真空バルブ接点材料を得ることができ
る真空バルブ用接点材料の製造方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の真空バルブ用接
点材料の製造方法は、上述の問題を解決するため、以下
のように構成されている。
点材料の製造方法は、上述の問題を解決するため、以下
のように構成されている。
【０００７】請求項１に記載した真空バルブ用接点の製
造方法は、平均粒径が１５０μｍ以下で、全混合粉末に
対する成分量が２０乃至６０体積％の耐弧成分粉末と、
導電成分粉末とを混合する混合工程と、混合された前記
耐弧成分粉末と導電成分粉末とを成形して成形体とする
成形工程と、前記成形体を導電成分の融点以下で焼結す
る焼結工程とを有し、前記耐弧成分粉末は、単結晶の耐
弧成分粉末を含有していることを特徴とする。
造方法は、平均粒径が１５０μｍ以下で、全混合粉末に
対する成分量が２０乃至６０体積％の耐弧成分粉末と、
導電成分粉末とを混合する混合工程と、混合された前記
耐弧成分粉末と導電成分粉末とを成形して成形体とする
成形工程と、前記成形体を導電成分の融点以下で焼結す
る焼結工程とを有し、前記耐弧成分粉末は、単結晶の耐
弧成分粉末を含有していることを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載した真空バルブ用接点材料
の成形方法は、耐弧成分粉末における単結晶成分の割合
が５０体積％以上であることを特徴とする。
の成形方法は、耐弧成分粉末における単結晶成分の割合
が５０体積％以上であることを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載した真空バルブ用接点材料
の製造方法は、耐弧成分粉末として、クロム、タングス
テン、モリブデンおよびチタンのうち少なくとも１つ以
上を含有し、導電成分粉末として銅および銀の少なくと
も１つ以上を含有したことを特徴とする。
の製造方法は、耐弧成分粉末として、クロム、タングス
テン、モリブデンおよびチタンのうち少なくとも１つ以
上を含有し、導電成分粉末として銅および銀の少なくと
も１つ以上を含有したことを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載した真空バルブ用接点材料
の製造方法は、耐弧成分粉末であるクロム粉末が、１重
量％以下のアルミニウム、シリコン、チタン、バナジウ
ム、ジルコニウム、モリブデン、タングステンおよび鉄
のうち少なくとも１種類以上の金属を含有していること
を特徴とする。
の製造方法は、耐弧成分粉末であるクロム粉末が、１重
量％以下のアルミニウム、シリコン、チタン、バナジウ
ム、ジルコニウム、モリブデン、タングステンおよび鉄
のうち少なくとも１種類以上の金属を含有していること
を特徴とする。
【００１１】請求項５に記載した真空バルブ用接点材料
の製造方法は、耐弧成分粉末であるタングステン粉末
が、１重量％以下のモリブデン、レニウム、タンタルお
よびニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有し
ていることを特徴とする。
の製造方法は、耐弧成分粉末であるタングステン粉末
が、１重量％以下のモリブデン、レニウム、タンタルお
よびニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有し
ていることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載した真空バルブ用接点材料
の製造方法は、耐弧成分粉末であるモリブデン粉末が、
１重量％以下のタングステン、レニウム、タンタルおよ
びニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有して
いることを特徴とする。
の製造方法は、耐弧成分粉末であるモリブデン粉末が、
１重量％以下のタングステン、レニウム、タンタルおよ
びニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有して
いることを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】一方、耐電圧特性劣化の要因のーつとし
て、接点表面からの粒子の脱落がある。これを改善する
方法として、耐弧成分と導電成分との密着性を改善する
ために、導電成分中に微量の第３元素を添加する方法な
どが採用され、特にこれらの方法は、導電成分を溶融さ
せる製法である溶浸法に対して特に効果的であった。
て、接点表面からの粒子の脱落がある。これを改善する
方法として、耐弧成分と導電成分との密着性を改善する
ために、導電成分中に微量の第３元素を添加する方法な
どが採用され、特にこれらの方法は、導電成分を溶融さ
せる製法である溶浸法に対して特に効果的であった。
【００１７】しかしながらこの手法をとっても、安価な
製法である固相焼結法にとっての効果はそれ程期待でき
なかった。その原因を追求したところ、耐弧成分のミク
ロ組織に原因があることが判明した。即ち、固相焼結法
によって接点を製造する場合には、高密度化のために成
形工程を省くことは不可欠である。
製法である固相焼結法にとっての効果はそれ程期待でき
なかった。その原因を追求したところ、耐弧成分のミク
ロ組織に原因があることが判明した。即ち、固相焼結法
によって接点を製造する場合には、高密度化のために成
形工程を省くことは不可欠である。
【００１８】そして、成形工程と焼結工程を複数回繰り
返して高密度化を達成する場合でも、それなりの成形圧
力は必要であり、１回の成形て所定の密度を得るには例
えば７Ｔｏｎ（トン）／ｃｍ2 といった成形圧力が必要
である。
返して高密度化を達成する場合でも、それなりの成形圧
力は必要であり、１回の成形て所定の密度を得るには例
えば７Ｔｏｎ（トン）／ｃｍ2 といった成形圧力が必要
である。
【００１９】この様な高密度を加えた場合には、耐弧成
分が受ける圧力も相当なもので、耐弧成分粒子が多結晶
の場合には、強度の弱い粒界から粒子の破壊が生じる。
しかし、次工程の焼結での焼結温度は導電成分の融点以
下であるために、耐弧成分粒子の破壊部分の再結合を達
成することは不可能である。
分が受ける圧力も相当なもので、耐弧成分粒子が多結晶
の場合には、強度の弱い粒界から粒子の破壊が生じる。
しかし、次工程の焼結での焼結温度は導電成分の融点以
下であるために、耐弧成分粒子の破壊部分の再結合を達
成することは不可能である。
【００２０】これを解決する手段として特に耐弧成分原
料を厳選し、特に、単結晶原料を用いることが有効であ
ることを見いだした。即ち、単結晶の場合には成形圧力
を高くしても、粒子に亀裂が入る可能性は極めて低く、
開閉によって生じる接点表面の荒れに起因する接点表面
からの粒子の放出が減少し、耐電圧特性に対して良好な
結果を与える。
料を厳選し、特に、単結晶原料を用いることが有効であ
ることを見いだした。即ち、単結晶の場合には成形圧力
を高くしても、粒子に亀裂が入る可能性は極めて低く、
開閉によって生じる接点表面の荒れに起因する接点表面
からの粒子の放出が減少し、耐電圧特性に対して良好な
結果を与える。
【００２１】しかしながら、多結晶粒子を使用した場合
は勿論のこと、単結晶を使用した場合でも、成形圧力と
粉末の粒径との密接な関係が生じる。まず、粉末の粒径
であるが、粒系が大きくなれば同一成形圧力であって
も、粒子の破壊は生じ易くなる傾向にあることか判明し
た。
は勿論のこと、単結晶を使用した場合でも、成形圧力と
粉末の粒径との密接な関係が生じる。まず、粉末の粒径
であるが、粒系が大きくなれば同一成形圧力であって
も、粒子の破壊は生じ易くなる傾向にあることか判明し
た。
【００２２】また成形圧力では当然のことなから、成形
圧力が大きい方が粒子の破壊が著しく、更に、多結晶の
方が単結晶粒子よりも粒子の破損か顕著てある傾向を示
した。また、より少ない成形回数で高密度を得るには、
成形圧力を高くすることが効果的であるが、前述したよ
うに粒子の破壊が進行し易い。
圧力が大きい方が粒子の破壊が著しく、更に、多結晶の
方が単結晶粒子よりも粒子の破損か顕著てある傾向を示
した。また、より少ない成形回数で高密度を得るには、
成形圧力を高くすることが効果的であるが、前述したよ
うに粒子の破壊が進行し易い。
【００２３】これを改善する方法として、耐弧原料粉末
に微量元素を添加することによって耐弧成分粉末を強固
なものとし、より高い成形圧力を加えることが可能であ
ることを見いだした。
に微量元素を添加することによって耐弧成分粉末を強固
なものとし、より高い成形圧力を加えることが可能であ
ることを見いだした。
【００２４】また、耐弧成分粉末を単結晶だけではな
く、ある程度の多結晶粉末と混合して使用しても耐電圧
特性を維持できることも見いだした。
く、ある程度の多結晶粉末と混合して使用しても耐電圧
特性を維持できることも見いだした。
【００２５】また、開閉器の引き外し力の低減の観点か
ら、若干の溶着防止成分を添加することも効果的である
ことを見いだした。これらの新たな知見によって、安価
な製法である固相焼結法においても、耐電圧特性を改善
できることが判明した。
ら、若干の溶着防止成分を添加することも効果的である
ことを見いだした。これらの新たな知見によって、安価
な製法である固相焼結法においても、耐電圧特性を改善
できることが判明した。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に本発明の真空バルブ用接点材
料の製造方法の実施の形態を説明する。図１および図２
は本発明の接点材料が適用される真空バルブの構成図で
ある。図１に於て、１は遮断室を示し、遮断室１は絶縁
材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器２と、この
両端に封止金属３ａ，３ｂを介して設けた金属製の蓋体
４ａ，４ｂとで真空気密に構成されている。
料の製造方法の実施の形態を説明する。図１および図２
は本発明の接点材料が適用される真空バルブの構成図で
ある。図１に於て、１は遮断室を示し、遮断室１は絶縁
材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器２と、この
両端に封止金属３ａ，３ｂを介して設けた金属製の蓋体
４ａ，４ｂとで真空気密に構成されている。
【００２７】そして、遮断室１のなかには、導電棒５、
６の対向する端部に取り付けられた一対の電極７、８が
配設され、上部の電極７を固定電極、下部の電極８を可
動電極としている。また、電極８に接続された電極棒６
には、ベローズ９が取り付けられ遮断室１を真空気密に
保持しながら電極８の軸方向の移動を可能にし、ベロー
ズ９の上部には金属性のアークシールド１０が設けら
れ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止して
いる。
６の対向する端部に取り付けられた一対の電極７、８が
配設され、上部の電極７を固定電極、下部の電極８を可
動電極としている。また、電極８に接続された電極棒６
には、ベローズ９が取り付けられ遮断室１を真空気密に
保持しながら電極８の軸方向の移動を可能にし、ベロー
ズ９の上部には金属性のアークシールド１０が設けら
れ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止して
いる。
【００２８】１１は電極７、８を覆うようにして遮断室
１に設けられた金属性のアークシールドで、絶縁容器２
がアーク蒸気で覆われることを防止している。さらに、
電極８は図２に拡大して示すように、導電棒６にロウ付
け部１２によって固定されるか、または、かしめによっ
て圧着接続されている。
１に設けられた金属性のアークシールドで、絶縁容器２
がアーク蒸気で覆われることを防止している。さらに、
電極８は図２に拡大して示すように、導電棒６にロウ付
け部１２によって固定されるか、または、かしめによっ
て圧着接続されている。
【００２９】接点１３ｂは電極８にロウ付け１４で固着
されている。なお、図１における１３ａは固定側の接点
である。本実施例に係わる接点材料は、上記したような
接点１３ａ、１３ｂの双方または何れか一方を構成する
のに適したものである。
されている。なお、図１における１３ａは固定側の接点
である。本実施例に係わる接点材料は、上記したような
接点１３ａ、１３ｂの双方または何れか一方を構成する
のに適したものである。
【００３０】次に、各接点の評価方法を述べる。
【００３１】（１）耐電圧特性
固相焼結法にて製作した接点をφ（直径）４５ｍｍ×５
ｍｍの所定の接点形状に加工した後、所定の真空バルブ
に組み込み、進み小電流試験にて再点弧発生率にて評価
した。電流は５００Ａであり、回復電圧は１２．５ｋＶ
である。試験回数は２００Ｏ回である。
ｍｍの所定の接点形状に加工した後、所定の真空バルブ
に組み込み、進み小電流試験にて再点弧発生率にて評価
した。電流は５００Ａであり、回復電圧は１２．５ｋＶ
である。試験回数は２００Ｏ回である。
【００３２】（実施例１、２、比較例１）平均粒径が１
００μｍの単結晶Ｃｒ粉末と多結晶Ｃｒ粉末と、平均粒
径が４４μｍ以下のＣｕ粉末を用意した。すなわち、
（Ａ）単結晶Ｃｒ粉末と、（Ｂ）多結晶Ｃｒ粉末と、
（Ｃ）Ｃｕ粉末の体積比がそれぞれ３０％、０％、７０
％としたのが実施例１であり、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）
＝１５％：１５％：７０％としたのが実施例２であり、
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝ ０％：３０％：７０％とし
たのが比較例１である。
００μｍの単結晶Ｃｒ粉末と多結晶Ｃｒ粉末と、平均粒
径が４４μｍ以下のＣｕ粉末を用意した。すなわち、
（Ａ）単結晶Ｃｒ粉末と、（Ｂ）多結晶Ｃｒ粉末と、
（Ｃ）Ｃｕ粉末の体積比がそれぞれ３０％、０％、７０
％としたのが実施例１であり、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）
＝１５％：１５％：７０％としたのが実施例２であり、
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝ ０％：３０％：７０％とし
たのが比較例１である。
【００３３】これらの粉末をそれぞれ混合し、８Ｔｏｎ
／ｃｍ2 の成形圧力にて成形した。次いで、１０-3Ｐａ
（パスカル）程度の真空雰囲気で１０５０℃（度摂氏）
×２Ｈｒ（時間）の条件にて焼結して接点を得た。これ
を、所定の形状に加工し、真空バルブに組み込み再点弧
特性を評価した。
／ｃｍ2 の成形圧力にて成形した。次いで、１０-3Ｐａ
（パスカル）程度の真空雰囲気で１０５０℃（度摂氏）
×２Ｈｒ（時間）の条件にて焼結して接点を得た。これ
を、所定の形状に加工し、真空バルブに組み込み再点弧
特性を評価した。
【００３４】
【表１】
【００３５】この結果から、全てのＣｒ粒子を多結晶と
したものでは、再点弧特性の改善は認められず、全Ｃｒ
の５０％以上の単結晶Ｃｒが必要であることが判る。
したものでは、再点弧特性の改善は認められず、全Ｃｒ
の５０％以上の単結晶Ｃｒが必要であることが判る。
【００３６】（比較例２、実施例３、４）次に、原料Ｃ
ｒ粒径との相関について検討する。
ｒ粒径との相関について検討する。
【００３７】平均粒径がそれぞれ５００μｍ、１５０μ
ｍおよび５０μｍの単結晶Ｃｒ粉末を使用し、実施例１
と同一組成、同一工程にて接点を製作し、再点弧特性を
評価した（それぞれ比較例２、実施例３、４）。
ｍおよび５０μｍの単結晶Ｃｒ粉末を使用し、実施例１
と同一組成、同一工程にて接点を製作し、再点弧特性を
評価した（それぞれ比較例２、実施例３、４）。
【００３８】
【表２】
【００３９】比較例２のようにＣｒ粒子が大きいと、成
形工程でのＣｒ粒子の割れが発生しやすくなるためか、
再点弧発生確率が高くなってくる。本実験結果からは、
Ｃｒの最大粒径は１５０μｍであった。
形工程でのＣｒ粒子の割れが発生しやすくなるためか、
再点弧発生確率が高くなってくる。本実験結果からは、
Ｃｒの最大粒径は１５０μｍであった。
【００４０】（比較例３、実施例５、６、７、比較例
４）次に、Ｃｒ含有量について検討する。
４）次に、Ｃｒ含有量について検討する。
【００４１】実施例１と同様に、平均粒径が１００μｍ
の単結晶Ｃｒ原料を使用して、Ｃｒの体積％がそれぞれ
５、２０、４０、６０および８０％である接点を、実施
例１と同様の工程にて製作し、評価した（それぞれが比
較例３、実施例５、６、７および比較例４）。
の単結晶Ｃｒ原料を使用して、Ｃｒの体積％がそれぞれ
５、２０、４０、６０および８０％である接点を、実施
例１と同様の工程にて製作し、評価した（それぞれが比
較例３、実施例５、６、７および比較例４）。
【００４２】
【表３】
【００４３】これらの結果から判るように、Ｃｒ量が少
ない場合には、再点弧発生頻度は少なく、良好な特性を
得るが、Ｃｒ量が８０％にも及ぶと、Ｃｒ粒子同士の密
着確率が大きくなるために、前述のＣｒ粒子の割れに似
た現象が発生するために、再点弧発生頻度が大きくなる
傾向にある。また、低Ｃｒ側では良好な再点弧特性を得
られるが、極端にＣｒが少ない場合には、今までの知見
から、遮断性能の低下が懸念される。
ない場合には、再点弧発生頻度は少なく、良好な特性を
得るが、Ｃｒ量が８０％にも及ぶと、Ｃｒ粒子同士の密
着確率が大きくなるために、前述のＣｒ粒子の割れに似
た現象が発生するために、再点弧発生頻度が大きくなる
傾向にある。また、低Ｃｒ側では良好な再点弧特性を得
られるが、極端にＣｒが少ない場合には、今までの知見
から、遮断性能の低下が懸念される。
【００４４】（実施例８、９）次に、Ｃｒ粉末への微量
元素添加の効果について検討する。０．１％のＡｌおよ
び０．２％のＳｉを含有した単結晶Ｃｒ粉末を使用し
て、実施例１と同様の工程にて製作し、評価した（実施
例８、９）。
元素添加の効果について検討する。０．１％のＡｌおよ
び０．２％のＳｉを含有した単結晶Ｃｒ粉末を使用し
て、実施例１と同様の工程にて製作し、評価した（実施
例８、９）。
【００４５】
【表４】
【００４６】微量のＡｌやＳｉなどをＣｒに固溶する範
囲で添加することによって、更に単結晶の強度を強くす
るために、成形によるＣｒ粒子の割れの確率は減少する
方向にあり、若干ではあるが再点弧発生頻度が小さくな
っていった。この効果は、ＡｌやＳｉのみに限らず、Ｔ
ｉやＶなど他の元素に於いても同様な効果か得られるこ
とは容易に推定できる。
囲で添加することによって、更に単結晶の強度を強くす
るために、成形によるＣｒ粒子の割れの確率は減少する
方向にあり、若干ではあるが再点弧発生頻度が小さくな
っていった。この効果は、ＡｌやＳｉのみに限らず、Ｔ
ｉやＶなど他の元素に於いても同様な効果か得られるこ
とは容易に推定できる。
【００４７】（比較例５、実施例１０、１１）次に、他
の耐弧成分について検討する。
の耐弧成分について検討する。
【００４８】平均粒径が２０μｍの多結晶Ｗ粉末と平均
粒径が５μｍの単結晶Ｗ粉末、および、０．５％のＲｅ
を含有した平均粒径が９μｍの単結晶Ｗ粉末を用意し
た。さらに平均粒径が１０μｍのＣｕ粉末を使用し、そ
れぞれのＷ粉末の含有量がＣｕ粉末の含有量と等しくな
るように配合した。そして、これらの粉末をそれぞれ混
合し、５Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成形圧力にて成形した。
粒径が５μｍの単結晶Ｗ粉末、および、０．５％のＲｅ
を含有した平均粒径が９μｍの単結晶Ｗ粉末を用意し
た。さらに平均粒径が１０μｍのＣｕ粉末を使用し、そ
れぞれのＷ粉末の含有量がＣｕ粉末の含有量と等しくな
るように配合した。そして、これらの粉末をそれぞれ混
合し、５Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成形圧力にて成形した。
【００４９】次いで水素真空雰囲気で１０５０゜Ｃ×２
Ｈｒの条件にて焼結した。更に７Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成形
圧力にて成形し、次いで水素真空雰囲気で１０５０゜Ｃ
×２Ｈｒの条件にて焼結して接点を得た。これを、前述
したように、所定の形状に加工し真空バルブに組み込み
再点弧特性を評価した（それぞれ比較例５、実施例１
０、１１）。
Ｈｒの条件にて焼結した。更に７Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成形
圧力にて成形し、次いで水素真空雰囲気で１０５０゜Ｃ
×２Ｈｒの条件にて焼結して接点を得た。これを、前述
したように、所定の形状に加工し真空バルブに組み込み
再点弧特性を評価した（それぞれ比較例５、実施例１
０、１１）。
【００５０】
【表５】
【００５１】Ｃｒ粉末を使用したときと同様に、Ｗを多
結晶から単結晶とすることによって再点弧特性は改善さ
れ、更に微量の第三元素を添加することによって特性は
改善された。
結晶から単結晶とすることによって再点弧特性は改善さ
れ、更に微量の第三元素を添加することによって特性は
改善された。
【００５２】（比較例６、実施例１２、１３）平均粒径
が３０μｍの多結晶Ｍｏ粉末と平均粒径が１０μｍの単
結晶Ｍｏ粉末、および１％のＷを含有した平均粒径が１
０μｍの単結晶Ｍｏ粉末を用意した。さらに平均粒径が
１０μｍのＣｕ粉末を使用し、それぞれのＭｏ粉末の含
有量がＣｕ粉末の含有量と等しくなるように配合した。
これらの粉末をそれぞれ混合し、５Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成
形圧力にて成形した。
が３０μｍの多結晶Ｍｏ粉末と平均粒径が１０μｍの単
結晶Ｍｏ粉末、および１％のＷを含有した平均粒径が１
０μｍの単結晶Ｍｏ粉末を用意した。さらに平均粒径が
１０μｍのＣｕ粉末を使用し、それぞれのＭｏ粉末の含
有量がＣｕ粉末の含有量と等しくなるように配合した。
これらの粉末をそれぞれ混合し、５Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成
形圧力にて成形した。
【００５３】次いで、水素真空雰囲気で１０５０゜Ｃ×
２Ｈｒの条件にて焼結した。更に７Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成
形圧力にて成形し、次いで水素真空雰囲気で１０５０゜
Ｃ×２Ｈｒの条件にて焼結して接点を得た。これを前述
したように、所定の形状に加工し真空バルブに組み込み
再点弧特性を評価した（それぞれ比較例６、実施例１
２、１３）。
２Ｈｒの条件にて焼結した。更に７Ｔｏｎ／ｃｍ2 の成
形圧力にて成形し、次いで水素真空雰囲気で１０５０゜
Ｃ×２Ｈｒの条件にて焼結して接点を得た。これを前述
したように、所定の形状に加工し真空バルブに組み込み
再点弧特性を評価した（それぞれ比較例６、実施例１
２、１３）。
【００５４】
【表６】
【００５５】ＣｒおよびＷ粉末を使用したときと同様
に、Ｍｏを多結晶から単結晶とすることによって再点弧
特性は改善され、更に微量の第三元素を添加することに
よって特性は改善された。これらの実施例から明らかな
ように、耐弧成分粉末を単結晶にすることによって再点
弧特性は改善され、さらに耐弧成分中に微量の第三元素
を添加することによって更に特性は改善される。これ
は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ−Ｃｕ系のみならず、Ｔｉ−Ａｇ系
など他の組成系に於いても同様な効果を得られることが
確認された。
に、Ｍｏを多結晶から単結晶とすることによって再点弧
特性は改善され、更に微量の第三元素を添加することに
よって特性は改善された。これらの実施例から明らかな
ように、耐弧成分粉末を単結晶にすることによって再点
弧特性は改善され、さらに耐弧成分中に微量の第三元素
を添加することによって更に特性は改善される。これ
は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ−Ｃｕ系のみならず、Ｔｉ−Ａｇ系
など他の組成系に於いても同様な効果を得られることが
確認された。
【００５６】さらに、これらの組成系に溶着防止成分で
あるＢｉ、Ｔｅ或いはＳｂなどを１体積％以下という微
少量添加して、同様な評価を実施したところ、開閉器の
機構の負担が大幅に軽減され、再点弧発生確率の抑制に
対しても良い方向に働いた。以上のように、耐弧成分粉
末を単結晶とし、さらに耐弧成分中に微量の第三元素を
添加することによって、固相焼結法を用いても、耐電圧
特性（特に再点弧発生）を改善できることを見いだし
た。
あるＢｉ、Ｔｅ或いはＳｂなどを１体積％以下という微
少量添加して、同様な評価を実施したところ、開閉器の
機構の負担が大幅に軽減され、再点弧発生確率の抑制に
対しても良い方向に働いた。以上のように、耐弧成分粉
末を単結晶とし、さらに耐弧成分中に微量の第三元素を
添加することによって、固相焼結法を用いても、耐電圧
特性（特に再点弧発生）を改善できることを見いだし
た。
【００５７】本発明を用いることにより、安価な固相焼
結法による耐電圧特性の優れた接点を供給できる。な
お、耐弧成分の組合せ方は本実施例に述べたものに留ま
らないのは明白である。
結法による耐電圧特性の優れた接点を供給できる。な
お、耐弧成分の組合せ方は本実施例に述べたものに留ま
らないのは明白である。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、安定
した耐電圧特性（特に再点弧発生確率の抑制）を改良し
た真空バルブ用接点材料を提供することができる。
した耐電圧特性（特に再点弧発生確率の抑制）を改良し
た真空バルブ用接点材料を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す真空バルブの断面図で
ある。
ある。
【図２】接点部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１ 遮断室
２ 絶縁容器
３ａ、３ｂ 封止金具
４ａ、４ｂ 蓋体
５、６ 導電棒
７、８ 電極
９ ベローズ
１０ アークシールド
１２ ロウ付け部
１３ａ、１３ｂ 接点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山本 敦史
東京都府中市東芝町１番地 株式会社東
芝 府中工場内
(72)発明者 草野 貴史
東京都府中市東芝町１番地 株式会社東
芝 府中工場内
(56)参考文献 特開 平５−120948（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−8233（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−320608（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−127466（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−264525（ＪＰ，Ａ)
特公 昭32−1687（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01H 33/66
H01H 1/02
Claims (6)
- 【請求項１】 平均粒径が１５０μｍ以下で、全混合粉
末に対する成分量が２０乃至６０体積％の耐弧成分粉末
と、導電成分粉末とを混合する混合工程と、混合された
前記耐弧成分粉末と導電成分粉末とを成形して成形体と
する成形工程と、前記成形体を導電成分の融点以下で焼
結する焼結工程とを有し、前記耐弧成分粉末は、単結晶
の耐弧成分粉末を含有していることを特徴とする真空バ
ルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項２】 耐弧成分粉末における単結晶成分の割合
が５０体積％以上であることを特徴とする請求項１に記
載の真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項３】 耐弧成分粉末として、クロム、タングス
テン、モリブデンおよびチタンのうち少なくとも１つ以
上を含有し、導電成分粉末として銅および銀の少なくと
も１つ以上を含有したことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項４】 耐弧成分粉末であるクロム粉末が、１重
量％以下のアルミニウム、シリコン、チタン、バナジウ
ム、ジルコニウム、モリブデン、タングステンおよび鉄
のうち少なくとも１種類以上の金属を含有していること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項５】 耐弧成分粉末であるタングステン粉末
が、１重量％以下のモリブデン、レニウム、タンタルお
よびニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有し
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。 - 【請求項６】 耐弧成分粉末であるモリブデン粉末が、
１重量％以下のタングステン、レニウム、タンタルおよ
びニオブのうち少なくとも１種類以上の金属を含有して
いることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05276397A JP3441331B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 真空バルブ用接点材料の製造方法 |
| US09/035,998 US5972068A (en) | 1997-03-07 | 1998-03-06 | Contact material for vacuum valve |
| CNB981066429A CN1160752C (zh) | 1997-03-07 | 1998-03-07 | 真空电子管用接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05276397A JP3441331B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 真空バルブ用接点材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10255603A JPH10255603A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3441331B2 true JP3441331B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=12923925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05276397A Expired - Lifetime JP3441331B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 真空バルブ用接点材料の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5972068A (ja) |
| JP (1) | JP3441331B2 (ja) |
| CN (1) | CN1160752C (ja) |
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| JP6145285B2 (ja) * | 2012-03-22 | 2017-06-07 | 日本タングステン株式会社 | 電気接点材料およびその製造方法ならびに電気接点 |
| DE102014203027A1 (de) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltkontakt für einen Vakuumschalter sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| CN105428097B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-12-01 | 济南大学 | 一种银基电触头复合材料及其制备方法 |
| CN105463238B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-08-25 | 济南大学 | 一种铜铬电触头材料及其制备方法 |
| CN105761956A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-07-13 | 天津平高智能电气有限公司 | 一种触头材料、真空灭弧室触头及其制备方法 |
| DE112017001814B4 (de) * | 2016-03-29 | 2021-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Kontaktelement, verfahren zur herstellung desselben und vakuum-schaltungsunterbrecher |
| DE102021210895A1 (de) | 2021-09-29 | 2023-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontaktscheibe für eine Vakuumschaltröhre |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5471375A (en) * | 1977-05-27 | 1979-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Preparation of contact for vacuum breaker |
| JPS60172116A (ja) * | 1984-02-16 | 1985-09-05 | 三菱電機株式会社 | 真空しや断器用接点 |
| JPH0672675B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1994-09-14 | 松下電器産業株式会社 | 湯水混合制御装置 |
| DE3575234D1 (de) * | 1984-10-30 | 1990-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Kontaktmaterial fuer vakuumschalter. |
| CN1003329B (zh) * | 1984-12-13 | 1989-02-15 | 三菱电机有限公司 | 真空断路器用触头 |
| KR900001613B1 (ko) * | 1986-01-10 | 1990-03-17 | 미쯔비시 덴끼 가부시기가이샤 | 진공차단기용 접점재료 |
| JPS6433011A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Agency Ind Science Techn | Production of silicon tetrachloride |
| EP0342992A1 (en) * | 1988-05-18 | 1989-11-23 | Tosoh Corporation | Method for producing single crystals of chromium |
| JP2640142B2 (ja) * | 1989-06-05 | 1997-08-13 | 三菱電機株式会社 | 真空スイッチ管用接点材およびその製法 |
| US4954170A (en) * | 1989-06-30 | 1990-09-04 | Westinghouse Electric Corp. | Methods of making high performance compacts and products |
| JP2878718B2 (ja) * | 1989-07-17 | 1999-04-05 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| TW237551B (ja) * | 1990-06-07 | 1995-01-01 | Toshiba Co Ltd | |
| JP2908071B2 (ja) * | 1991-06-21 | 1999-06-21 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2908073B2 (ja) * | 1991-07-05 | 1999-06-21 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点合金の製造方法 |
| JP3047931U (ja) | 1997-08-11 | 1998-04-28 | 利助 三田村 | 簡易保温具 |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP05276397A patent/JP3441331B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-03-06 US US09/035,998 patent/US5972068A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-07 CN CNB981066429A patent/CN1160752C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1201245A (zh) | 1998-12-09 |
| JPH10255603A (ja) | 1998-09-25 |
| CN1160752C (zh) | 2004-08-04 |
| US5972068A (en) | 1999-10-26 |
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