JPH0151844B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
- H01H1/0206—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0425—Copper-based alloys
-
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空断続器の電気接点の製造法に関す
るものである。真空断続器は配電系の回路保護装
置として利用されており、電気の接続及びしや断
を行う可動性電気接点を中に備えた密閉した容器
を有する。接点が互に閉じた場合、接点は低い抵
抗値で多量の電流を効率良く流さなけければなら
ない。接点が開いた場合には、接点間にアークが
発生し、接点の若干の部分を蒸気化した後アーク
は急速に消滅して回路をしや断する。接点は容易
に離すことができるものでなければならない。す
なわち、容易に溶着しない特性を有し、操作機構
が接点を離すのに不当な力を必要しないものでな
ければならない。接点材料の若干量の蒸気化はア
ークに耐えるために必要であるが、接点の全体の
侵食は、接点を閉じて電流を流した場合に接点抵
抗を高めるので避けるべきである。
るものである。真空断続器は配電系の回路保護装
置として利用されており、電気の接続及びしや断
を行う可動性電気接点を中に備えた密閉した容器
を有する。接点が互に閉じた場合、接点は低い抵
抗値で多量の電流を効率良く流さなけければなら
ない。接点が開いた場合には、接点間にアークが
発生し、接点の若干の部分を蒸気化した後アーク
は急速に消滅して回路をしや断する。接点は容易
に離すことができるものでなければならない。す
なわち、容易に溶着しない特性を有し、操作機構
が接点を離すのに不当な力を必要しないものでな
ければならない。接点材料の若干量の蒸気化はア
ークに耐えるために必要であるが、接点の全体の
侵食は、接点を閉じて電流を流した場合に接点抵
抗を高めるので避けるべきである。
従つて接点材料の適切な選択は全体の真空断続
器の機能において非常に重要である。広く使用さ
れている接点材料は銅のような高電導性物質とク
ロムまたはタングステンのような高融点耐火性物
質との配合物である。広く使用されている銅を浸
透させたクロム母体物質は米国特許第3818163号
に記載されている。この接点は、クロムを焼結さ
せて多孔性硬化体を作り、しかる後これを溶融し
た銅と接触させてクロム母体の孔に銅を浸透させ
ることによつて作る。米国特許第960554号にはこ
の母体接点の製造法を応用変化させたものが記載
されており、それによると、クロムを焼結させて
母体を作る前に少量の銅粉末をクロム物末を混合
させている。この少量の銅を混入させることによ
つて焼結中このクロム圧縮体の素焼強度が高めら
れ、圧縮体の取扱いが容易になる。この母体接点
にしかる後追加の銅が混入されて接点が完成す
る。
器の機能において非常に重要である。広く使用さ
れている接点材料は銅のような高電導性物質とク
ロムまたはタングステンのような高融点耐火性物
質との配合物である。広く使用されている銅を浸
透させたクロム母体物質は米国特許第3818163号
に記載されている。この接点は、クロムを焼結さ
せて多孔性硬化体を作り、しかる後これを溶融し
た銅と接触させてクロム母体の孔に銅を浸透させ
ることによつて作る。米国特許第960554号にはこ
の母体接点の製造法を応用変化させたものが記載
されており、それによると、クロムを焼結させて
母体を作る前に少量の銅粉末をクロム物末を混合
させている。この少量の銅を混入させることによ
つて焼結中このクロム圧縮体の素焼強度が高めら
れ、圧縮体の取扱いが容易になる。この母体接点
にしかる後追加の銅が混入されて接点が完成す
る。
米国特許第4032301号にはもつと最近の銅−ク
ロム接点材料が記載されている。この場合、銅及
びクロムは粉末として混合され、中間密度に冷間
圧縮される。この圧縮された圧縮体はしかる後銅
の融点より低い温度で真空焼結されて密度が高め
られる。この圧縮体はしかる後熱間圧縮されるか
または熱間で高密度化されて最終的高密度のもの
が得られる。銅及びクロムは約１：１の重量比で
存在する。銅の含有率は良好な接触操作を維持す
るために約60重量％より低く保たれる。
ロム接点材料が記載されている。この場合、銅及
びクロムは粉末として混合され、中間密度に冷間
圧縮される。この圧縮された圧縮体はしかる後銅
の融点より低い温度で真空焼結されて密度が高め
られる。この圧縮体はしかる後熱間圧縮されるか
または熱間で高密度化されて最終的高密度のもの
が得られる。銅及びクロムは約１：１の重量比で
存在する。銅の含有率は良好な接触操作を維持す
るために約60重量％より低く保たれる。
粉末金属の混合物を圧縮体にし、その圧縮体を
高圧力で圧縮してある程度高密度化し、しかる後
その粉末金属の融点より低い温度で焼結すること
は粉末冶金技術において従来から公知であつた。
このような接点材料は米国特許第2362007号に記
載されており、この材料は約10％以下のクロム及
び若干のリンを含有し、残余が銅である。米国特
許第2758229号は銅約80％及びクロム約20％から
成る耐摩耗性電流転換器について記載しており、
このものは混合粉末を約2.17トン／cm2（14トン／
平方インチ）で圧縮して圧縮体を作り、しかる後
800〜1000℃で焼結することによつて作られる。
この焼結した接点は好ましくはしかる後耐摩耗性
をさらに改良するために有機油で含浸させる。
高圧力で圧縮してある程度高密度化し、しかる後
その粉末金属の融点より低い温度で焼結すること
は粉末冶金技術において従来から公知であつた。
このような接点材料は米国特許第2362007号に記
載されており、この材料は約10％以下のクロム及
び若干のリンを含有し、残余が銅である。米国特
許第2758229号は銅約80％及びクロム約20％から
成る耐摩耗性電流転換器について記載しており、
このものは混合粉末を約2.17トン／cm2（14トン／
平方インチ）で圧縮して圧縮体を作り、しかる後
800〜1000℃で焼結することによつて作られる。
この焼結した接点は好ましくはしかる後耐摩耗性
をさらに改良するために有機油で含浸させる。
それでもなお、できるだけ高い電導性を有し、
しかも硬い構造で、溶着しない特性を有し、高電
圧に耐えることができ、アーク中接点からのガス
の発生量の少い真空断続器用接点が要求されてい
る。
しかも硬い構造で、溶着しない特性を有し、高電
圧に耐えることができ、アーク中接点からのガス
の発生量の少い真空断続器用接点が要求されてい
る。
本発明の真空断続器用高密度銅−クロム電気接
点の製造方法は、銅粉末の量が全体の60〜90重量
％となるように銅及びクロム粉末を混合し、冷間
圧縮および真空焼結により最終的に得られる接点
の密度を理論密度の97％より高い密度にすること
を特徴とするものである。その第一発明の製造方
法は、銅粉末の量が全体の60〜90重量％となるよ
うに銅及びクロム粉末を混合し、前記混合粉末を
7.75トン／cm2（50トン／平方インチ）で冷間等方
圧縮して圧縮体を形成し、さらにこの圧縮体を
960〜1030℃の温度で真空焼結して理論密度の97
％よりも大きい密度の接点を得る事を特徴とす
る。また、第二発明の製造方法は、銅粉末の量が
全体の60〜90重量％となるように銅及びクロム粉
末を混合し、前記混合粉末を一軸方向に冷間圧縮
して理論密度の少なくとも80％の中間密度の圧縮
体にし、前記中間密度の圧縮体を銅の接点より低
い温度で真空焼結して理論密度の少なくとも90％
の中間密度の圧縮体にし、さらに前記圧縮体を冷
間等方圧縮して理論密度の95％より大きい密度の
圧縮体にし、しかる後、前記圧縮体を銅の融点よ
り低い温度で再び真空焼結して理論密度の97％よ
り大きい密度の接点を得ることを特徴とする。
点の製造方法は、銅粉末の量が全体の60〜90重量
％となるように銅及びクロム粉末を混合し、冷間
圧縮および真空焼結により最終的に得られる接点
の密度を理論密度の97％より高い密度にすること
を特徴とするものである。その第一発明の製造方
法は、銅粉末の量が全体の60〜90重量％となるよ
うに銅及びクロム粉末を混合し、前記混合粉末を
7.75トン／cm2（50トン／平方インチ）で冷間等方
圧縮して圧縮体を形成し、さらにこの圧縮体を
960〜1030℃の温度で真空焼結して理論密度の97
％よりも大きい密度の接点を得る事を特徴とす
る。また、第二発明の製造方法は、銅粉末の量が
全体の60〜90重量％となるように銅及びクロム粉
末を混合し、前記混合粉末を一軸方向に冷間圧縮
して理論密度の少なくとも80％の中間密度の圧縮
体にし、前記中間密度の圧縮体を銅の接点より低
い温度で真空焼結して理論密度の少なくとも90％
の中間密度の圧縮体にし、さらに前記圧縮体を冷
間等方圧縮して理論密度の95％より大きい密度の
圧縮体にし、しかる後、前記圧縮体を銅の融点よ
り低い温度で再び真空焼結して理論密度の97％よ
り大きい密度の接点を得ることを特徴とする。
第１図に示した真空断続器１０は両端に密閉し
た末端部材（板）１４及び１６を有する一般に円
筒形の絶縁本体（容器）１２を有する。接点組体
１８は末端板１４を通つており、前記接点組体の
導体柱の末端に銅−クロム接点を配している。他
方の接点組体２２は末端板１６を通じて可動でき
ように取付けられており、前記組体の下側に位置
する下部銅−クロム接点２６の移動を可能にする
下部部材２４を有し、それによつて前記接点２６
は移動して上部接点２０と接触して回路が閉じる
ようになつている。複数個の蒸気遮蔽部材２８，
３０及び３２は接点及びアーク発生領域の周囲の
密閉した円筒絶縁本体中に設けられており、下部
部材２４に対しても遮蔽部材３４が設けられてい
る。遮蔽部材２８は電気的に浮遊して中央部に位
置し、遮蔽部材３０及び３２は対になつており、
それぞれ末端の遮蔽物構成し、末端遮蔽部材３０
及び３２の端部は中央遮蔽部材２８の端部と重な
り合つており、円筒絶縁本体上にアーク物質が析
出するのを防止する。
た末端部材（板）１４及び１６を有する一般に円
筒形の絶縁本体（容器）１２を有する。接点組体
１８は末端板１４を通つており、前記接点組体の
導体柱の末端に銅−クロム接点を配している。他
方の接点組体２２は末端板１６を通じて可動でき
ように取付けられており、前記組体の下側に位置
する下部銅−クロム接点２６の移動を可能にする
下部部材２４を有し、それによつて前記接点２６
は移動して上部接点２０と接触して回路が閉じる
ようになつている。複数個の蒸気遮蔽部材２８，
３０及び３２は接点及びアーク発生領域の周囲の
密閉した円筒絶縁本体中に設けられており、下部
部材２４に対しても遮蔽部材３４が設けられてい
る。遮蔽部材２８は電気的に浮遊して中央部に位
置し、遮蔽部材３０及び３２は対になつており、
それぞれ末端の遮蔽物構成し、末端遮蔽部材３０
及び３２の端部は中央遮蔽部材２８の端部と重な
り合つており、円筒絶縁本体上にアーク物質が析
出するのを防止する。
銅−クロム接点２０及び２６は単純な円板状部
材でも良いが、通常より複雑な形状をしており、
円形アーク推進力を生じさせるためのら旋形に動
くアームを有し、発生するアークを接点の周囲に
動くように保ち、局部的加熱を減少させるように
しても良い。
材でも良いが、通常より複雑な形状をしており、
円形アーク推進力を生じさせるためのら旋形に動
くアームを有し、発生するアークを接点の周囲に
動くように保ち、局部的加熱を減少させるように
しても良い。
本発明の代表的接点は若干構造的に細工を施し
た円板として製造するか、あるいはら旋形のアー
ムを設けるかまたは表面に特徴をもたして工作し
ても良い。本発明の接点は代表的には充分に混合
した銅粉末約75％及びクロム粉末約25％を配合す
ることによつて製造される。銅粉末は代表的には
約300〜400メツシユであり、クロム粉末は代表的
には約100〜200メツシユで銅粉末よりかなり大き
い。。この粉末は予備処理して酸素含有率を減少
させても良い。この銅及びクロムの混合粉末をし
かる後7.75トン／cm2（約50トン／平方インチ）の
圧力で等方冷間圧縮して中間密度の塊まりを作
る。この冷間等圧圧縮は混合粉末を密閉した排気
したバツクに入れ、圧媒液の中に入れ、公知の装
置の中で等方圧縮することによつて行う。得られ
た圧縮体をしかる後銅の融点より低い温度、たと
えば約1030℃で約6.5時間真空焼結して材料の理
論密度の約97％より大きい密度にする。このよう
に製造した接点の100倍に拡大した断面図を第２
図に示す。第２図において、独立した粒子はクロ
ムであり、その間の物質は銅である。比較のため
に従来の方法によつて製造された銅を浸透させた
クロム母体接点（クロム約55重量％、銅約45重量
％）の100倍に拡大した断面図を第３図に示す。
第３図からわかるように、クロム粉末は焼結する
ことによつて形成される母体から成り、この場合
クロム粒子は互に隣接して接触して母体を形成し
ており、銅は銅板をクロム母体と接触させて置
き、銅の融点より高い温度に加熱することによつ
てクロム母体粒子間の孔に浸透させて充填する。
このようなクロム母体は真空断続器の操作におい
て必要な耐浸食性及び溶着しない特性並びに構造
的強度を得るために必要であると一般に考えられ
ていた。しかしながら、本発明の銅含有率の非常
に高い接点材料は接点導電性が非常に高く、接点
を閉じた場合電流を効率良く流し、しかも意外な
ことにクロムを母体としないにもかかわらず良好
な真空断続器の操作に必要な良好な構造硬度及び
溶着しない特性を備えている。
た円板として製造するか、あるいはら旋形のアー
ムを設けるかまたは表面に特徴をもたして工作し
ても良い。本発明の接点は代表的には充分に混合
した銅粉末約75％及びクロム粉末約25％を配合す
ることによつて製造される。銅粉末は代表的には
約300〜400メツシユであり、クロム粉末は代表的
には約100〜200メツシユで銅粉末よりかなり大き
い。。この粉末は予備処理して酸素含有率を減少
させても良い。この銅及びクロムの混合粉末をし
かる後7.75トン／cm2（約50トン／平方インチ）の
圧力で等方冷間圧縮して中間密度の塊まりを作
る。この冷間等圧圧縮は混合粉末を密閉した排気
したバツクに入れ、圧媒液の中に入れ、公知の装
置の中で等方圧縮することによつて行う。得られ
た圧縮体をしかる後銅の融点より低い温度、たと
えば約1030℃で約6.5時間真空焼結して材料の理
論密度の約97％より大きい密度にする。このよう
に製造した接点の100倍に拡大した断面図を第２
図に示す。第２図において、独立した粒子はクロ
ムであり、その間の物質は銅である。比較のため
に従来の方法によつて製造された銅を浸透させた
クロム母体接点（クロム約55重量％、銅約45重量
％）の100倍に拡大した断面図を第３図に示す。
第３図からわかるように、クロム粉末は焼結する
ことによつて形成される母体から成り、この場合
クロム粒子は互に隣接して接触して母体を形成し
ており、銅は銅板をクロム母体と接触させて置
き、銅の融点より高い温度に加熱することによつ
てクロム母体粒子間の孔に浸透させて充填する。
このようなクロム母体は真空断続器の操作におい
て必要な耐浸食性及び溶着しない特性並びに構造
的強度を得るために必要であると一般に考えられ
ていた。しかしながら、本発明の銅含有率の非常
に高い接点材料は接点導電性が非常に高く、接点
を閉じた場合電流を効率良く流し、しかも意外な
ことにクロムを母体としないにもかかわらず良好
な真空断続器の操作に必要な良好な構造硬度及び
溶着しない特性を備えている。
本発明の接点材料において、銅及びクロムのパ
ーセントは銅が約60〜90重量％で残余をクロムす
る範囲で変えることができ、この量的範囲で所望
する高導電性で高密度の接点が得られる。
ーセントは銅が約60〜90重量％で残余をクロムす
る範囲で変えることができ、この量的範囲で所望
する高導電性で高密度の接点が得られる。
また、第二発明にかかる本発明の第２の製造方
法においては、まず約3.41トン／cm2（約22トン／
平方インチ）の比較的ゆるやかな圧力下で一軸方
向に圧縮して理論密度の少くとも約80％の密度を
有する中間密度の圧縮体を作る。この圧縮体をし
かる後銅の融点より低い温度、たとえば1030℃で
充分な時間真空焼結して理論密度の少くとも約90
％の密度に密度を高める。この圧縮体をしかる後
約7.75トン／cm2（約50トン／平方インチ）の圧力
下で等方に冷間圧縮して理論密度の95％より高い
密度に高密度化する。この圧縮体をしかる後再び
銅の融点より低い温度で短かい時間真空焼結して
理論密度の約97％より高い密度に高密度化して高
密度化を完了する。
法においては、まず約3.41トン／cm2（約22トン／
平方インチ）の比較的ゆるやかな圧力下で一軸方
向に圧縮して理論密度の少くとも約80％の密度を
有する中間密度の圧縮体を作る。この圧縮体をし
かる後銅の融点より低い温度、たとえば1030℃で
充分な時間真空焼結して理論密度の少くとも約90
％の密度に密度を高める。この圧縮体をしかる後
約7.75トン／cm2（約50トン／平方インチ）の圧力
下で等方に冷間圧縮して理論密度の95％より高い
密度に高密度化する。この圧縮体をしかる後再び
銅の融点より低い温度で短かい時間真空焼結して
理論密度の約97％より高い密度に高密度化して高
密度化を完了する。
真空焼結温度は銅の融点より低い温度で変える
こができるが、高密度化は温度及び時間によつて
左右され、実用的焼結温度は960〜1030℃である。
こができるが、高密度化は温度及び時間によつて
左右され、実用的焼結温度は960〜1030℃である。
第１図は真空断続器組体の部分断面立面図であ
る。第２図は本発明の接点材料の100倍の拡大図
である。第３図は従来技術のクロム母体型接点材
料の100倍の拡大図である。 １２……円筒形絶縁容器；１４，１６……密閉
末端部材；１８，２２……接点組体；２０，２６
……銅−クロム接点；２８，３０，３２……遮蔽
部材。
る。第２図は本発明の接点材料の100倍の拡大図
である。第３図は従来技術のクロム母体型接点材
料の100倍の拡大図である。 １２……円筒形絶縁容器；１４，１６……密閉
末端部材；１８，２２……接点組体；２０，２６
……銅−クロム接点；２８，３０，３２……遮蔽
部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空断続器用高密度銅−クロム電気接点の製
造方法において、銅粉末の量が全体の60〜90重量
％となるように銅及びクロム粉末を混合し、前記
混合粉末を7.75トン／cm2（50トン／平方インチ）
で冷間等方圧縮して圧縮体を形成し、さらにこの
圧縮体を960〜1030℃の温度で真空焼結して理論
密度の97％よりも大きい密度の接点を得る事を特
徴とする高密度銅−クロム電気接点の製造方法。 ２ 銅のクロムに対する重量比が75：25であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造
方法。 ３ 真空断続器用高密度銅−クロム電気接点の製
造方法において、銅粉末の量が全体の60〜90重量
％となるように銅及びクロム粉末を混合し、前記
混合粉末を一軸方向に冷間圧縮して理論密度の少
なくとも80％の中間密度の圧縮体にし、前記中間
密度の圧縮体を銅の融点より低い温度で真空焼結
して理論密度の少なくとも90％の中間密度の圧縮
体にし、さらに前記圧縮体を冷間等方圧縮して理
論密度の95％より大きい密度の圧縮体にし、しか
る後、前記圧縮体を銅の融点より低い温度で再び
真空焼結して理論密度の97％より大きい密度の接
点を得ることを特徴とする高密度銅−クロム電気
接点の製造方法。 ４ 銅のクロムに対する重量比が75：25であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製造
方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/895,832 US4190753A (en) | 1978-04-13 | 1978-04-13 | High-density high-conductivity electrical contact material for vacuum interrupters and method of manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54137670A JPS54137670A (en) | 1979-10-25 |
| JPH0151844B2 true JPH0151844B2 (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=25405157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4371979A Granted JPS54137670A (en) | 1978-04-13 | 1979-04-12 | Method of producing electric contact for vacuum breaker |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4190753A (ja) |
| JP (1) | JPS54137670A (ja) |
| CA (1) | CA1118823A (ja) |
| DE (1) | DE2914186A1 (ja) |
| GB (1) | GB1603370A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115728A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-09 | 三菱電機株式会社 | 真空しや断器用接点 |
| US4513186A (en) * | 1982-12-22 | 1985-04-23 | Westinghouse Electric Corp. | Vacuum interrupter contact structure and method of fabrication |
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| DE3336516C2 (de) * | 1983-10-07 | 1985-09-05 | Bayerische Metallwerke GmbH, 7530 Pforzheim | Auskleidung und Belegung für Hohl-, Flach- und Projektilladungen |
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| WO2011021990A1 (ru) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Smirnov Yuriy Iosifovitch | Способ изготовления композиционного материала на основе меди для электрических контактов |
| JP6090388B2 (ja) * | 2015-08-11 | 2017-03-08 | 株式会社明電舎 | 電極材料及び電極材料の製造方法 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4953510A (ja) * | 1972-08-17 | 1974-05-24 | ||
| JPS5055870A (ja) * | 1973-09-13 | 1975-05-16 |
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| GB1194674A (en) * | 1966-05-27 | 1970-06-10 | English Electric Co Ltd | Vacuum Type Electric Circuit Interrupting Devices |
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- 1978-04-13 US US05/895,832 patent/US4190753A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-31 GB GB25791/78A patent/GB1603370A/en not_active Expired
-
1979
- 1979-03-21 CA CA000323879A patent/CA1118823A/en not_active Expired
- 1979-04-07 DE DE19792914186 patent/DE2914186A1/de active Granted
- 1979-04-12 JP JP4371979A patent/JPS54137670A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4953510A (ja) * | 1972-08-17 | 1974-05-24 | ||
| JPS5055870A (ja) * | 1973-09-13 | 1975-05-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54137670A (en) | 1979-10-25 |
| CA1118823A (en) | 1982-02-23 |
| US4190753A (en) | 1980-02-26 |
| DE2914186C2 (ja) | 1990-06-13 |
| GB1603370A (en) | 1981-11-25 |
| DE2914186A1 (de) | 1979-10-31 |
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