JP6701361B2 - 銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法及び接点材料 - Google Patents

Description

本発明は、銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法、及び、対応する接点材料に関する。

銀錫酸化物ベースの接点材料及びその製造方法は、例えば特許文献１や特許文献２から公知である。

ＤＥ ４３ ３１ ５２６ Ｃ２号公報 ＤＥ １９８ ２８ ６９２ Ａ１号公報

電気接点は、スイッチングによって発生する電気アークによる大きなストレスに晒されている。このタイプのアークは、接点材料を局所的に溶かし、部分的に蒸発させ、これはバーンオフとして知られている。接点材料は、これらのストレスに可能な限り永く耐えることが可能でなければならない。

銀錫酸化物ベースの接点材料は、銀母材が良好な電気的及び熱的導伝性を与え、錫酸化物の粒子がバーンオフを減らすので、この点に関して良好な性質を有する。しかしながら、その高い熱抵抗性のため、錫酸化物はアークの作用を受ける接触面にスラグの低い導伝層を形成する傾向を有し、連続的な電流条件下で不十分な熱的行動を生じる。この問題点は、接点材料中に、更に、例えばタングステン、モリブデン、ビスマス、バナジウム及び／又は銅の酸化物のような金属酸化物を混合することによって克服することができる。これらの添加物は、錫酸化物の粒子が濡れるのを助け、スイッチアークの作用によって接触部分の表面が局所的に溶けたときに、錫酸化物が懸濁物質中に良好に分散した状態を維持する。

銀錫酸化物ベースの接点材料の既にあるが、全く満足できるというわけではない可塑性は、これらの添加物が脆化を生じるので更に損われる。これは特に、ビスマス酸化物及びモリブデン酸化物の場合に顕著である。

本発明の目的は、良好な機械的性質と有利な熱的挙動及び高いバーンオフ抵抗性を組み合わせた接点材料が製造できる方法を示すことにある。

この目的は、請求項１中に記載された様相の方法によって達成される。本発明の更に有利な実施形態は、従属クレームの主題である。

本発明の方法において、錫酸化物及び／又は亜鉛酸化物の粉末が、単体元素又は合金、例えばビスマス粉であることができる、銀と異なる金属の粉と混合される。この混合物は、次いで、金属粉の融点以上に加熱され、錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子が液体金属と濡れるようにされる。次いで、酸素を含む雰囲気、例えば空気の作用によって、錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子を濡れさせた金属は酸化される。この方法で、錫酸化物又は亜鉛酸化物の粉末の粒子と高度に固く結合した金属酸化物の粒子が形成される。

前記錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子は、本発明の方法を用いて液体金属によってコーティングされることができる。この金属を酸化することによって、錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子は金属酸化物によってコーティングされ、非常に良好に結合される。錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子及び金属酸化物は、合成酸化物を形成することができる。更に、用いる金属の量は、錫酸化物又は亜鉛酸化物の全ての粒子が完全にコーティングされるほど多くある必要はない。

金属粉から形成された溶融後の金属酸化物は、非常に強固に錫酸化物又は亜鉛酸化物に結合するので、金属粉の量は少なくてもよい。例えば、金属酸化物の量は、錫酸化物及び／又は亜鉛酸化物の量の１／１０以下、ほぼ２％〜５％でよい。

特に、錫酸化物及び亜鉛酸化物の粉末の量に対する金属粉の量が相対的に少ない場合、本発明の方法を適用して製造された合成酸化物は、粉として直接得ることができるか、又は、少しの努力で粉とすることができる。この合成酸化物粉は、例えば合成酸化物粉を銀の粉と混合し、粉の混合物を焼結することによって、銀母材中に埋め込むことができる。

ここにおける銀母材は、例えば純銀であったり、又は、例えば銅のような他の金属添加物を含むことができる。好ましくは、金属銀母材は、８５重量％以上の銀を含む。

金属酸化物を製造するための本発明による方法で使用される金属粉は、例えばビスマス、タングステン、モリブデン及び／又はバナジウム粉である。本発明により製造された合成酸化物粉は、更に酸化物粉と混合されうる。

本発明の更に有利な実施形態において、酸化ステップは、例えば６００℃もしくはそれ以上、特に８００℃もしくはそれ以上に高められた温度で実行される。例えば、ビスマスのような多くの金属は、室温で酸化しないか、又は、非常にゆっくり酸化するのみである。

本発明の更に有利な実施形態において、酸化ステップにより錫酸化物又は亜鉛酸化物及び金属酸化物から形成された合成酸化物は、例えば１０００℃もしくはそれ以上のより高い温度で焼鈍される。この方法において、混合酸化物は、錫酸化物又は亜鉛酸化物の粒子と隣接する金属酸化物の粒子との境界で局所的に形成され、従って、合成物はより一層改良される。

ＦＳＳＳ（Fisher Sub-Sieve Sizer：フィッシャー空気透過装置）による７μｍ未満の粒子サイズの錫酸化物の粉末の重量で１００の部分と、ビスマス粉末の重量で５の部品を互いに混合させた。次いで、この粉末混合物は、液体のビスマスが亜鉛酸化物の粒子を濡らすために加熱される。加熱は真空下もしくは不活性ガス雰囲気で行われる。次いで、該混合物は、酸素を含む雰囲気、例えば空気に晒され、それから、ビスマスが酸化されるように、１０００℃の温度で１時間焼鈍される。酸化完了後、生成された合成酸化物は、例えば１１００℃もしくはそれ以上の温度で、１時間もしくはそれ以上の時間、焼鈍されるような更なる熱処理を受ける。

この方法で形成された酸化物材料は、それから粉砕されて銀粉末と混合される。次いで銀粉末は融解され、この方法で該酸化物が銀母材中に埋め込まれる。しかしながら、該酸化物は焼結及び／又は押出しによって銀母材中に埋め込まれてもよい。本発明によって製造された材料は、従来の方法で製造された材料と比べてより可鍛性を有し、且つ、等価なスイッチ特性を有する。

Claims (5)

1. 錫酸化物及び／又は亜鉛酸化物の粒子を銀と異なる金属の粉と混合し、
   この混合物を、錫酸化物及び／又は亜鉛酸化物の粒子が液体金属に濡れるように金属粉の融点を超えて加熱し、
   酸素を含む雰囲気に前記混合物を晒して金属を酸化し、その後、
   該酸化ステップにより形成された製品を、銀母材中に粉として埋め込むことを特徴とする銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法。
2. 前記金属粉が、主成分としてビスマスを含むことを特徴とする請求項１に記載の銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法。
3. 前記酸化ステップが、高められた温度、好ましくは少なくとも６００℃で行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法。
4. 前記酸化ステップより形成された製品が、高められた温度、好ましくは少なくとも１０００℃での熱処理を受けることを特徴とする先行する請求項１乃至３のいずれかに記載の銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法。
5. 前記銀母材への埋め込みが、銀の粉と混合し、次いで銀の粉を焼結することによって行われることを特徴とする先行する請求項１乃至４のいずれかに記載の銀錫酸化物又は銀亜鉛酸化物ベースの接点材料の製造方法。