JPH0153337B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、接点材料についての技術分野に属
する。 〔従来の技術〕 従来、銀−酸化カドミウム系、銀−酸化スズ系
の接点材料が知られている。これらの接点材料は
溶着、消耗共に少ない接点を与えるものとして知
られている。また、銀−ニツケル系接点材料も知
られている。これは消耗が少なく加工性に富む材
料として知られている。さらに、銀−酸化リチウ
ム系接点材料も知られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 以上の接点材料のうちで、銀−酸化リチウム系
以外のもは、たとえばノーヒユーズブレーカ等に
使用する接点を形成すると、短絡時に流れる大電
流のため接点間にアークが生じ、このアークの切
れが敏速に行なわれず、短絡遮断性能に劣る欠点
があつた。一方、銀−酸化リチウム系接点では、
アーク特性は優れているものの、耐溶着性、耐消
耗性が充分ではなかつた。 本発明は、以上のような実情に鑑みてなされた
ものであつて、耐溶着性、耐消耗性を少なくとも
悪化させずに、アーク特性の改善された接点材料
を提供することを目的としてなされた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、以上の目的を達成するための鋭
意研究の結果、銀を主体とし、これに酸化リチウ
ムを含有させ、さらに第３成分として酸化アルミ
ニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化ケイ素からなる群から選ばれた金属酸化物を含
ませた接点材料がアーク特性に顕著な効果を示
し、かつ耐溶着性も耐消耗性も低下させないこと
を見出し、本発明に到達した。 さらに、前記接点材料を得るために、あらかじ
め銀（Ag）およびリチウム（Li）および、アル
ミニウム（Al）、カルシウム（Ca）、マグネシウ
ム（Mg）、ケイ素（Si）かるなる群から選ばれた
金属を配合した合金を用意し、これを内部酸化す
ることにより目的の接点材料を得る方法を提供す
るものである。 以上により得られる接点材料は、たとえば短絡
時の電磁力によりアークを走らせ、グリツドでア
ークを分割して限流する、いわゆる限流型のブレ
ーカの如く、アークの走行性ないし切れの良い接
点を必要とする電気機器等の接点として有用であ
る。 以下、この発明を詳細に説明する。 この発明に係る接点材料は、銀が量的に大部分
を占め、これに微量の酸化リチウムを必須構成物
質として含み、さらに第３成分として酸化アルミ
ニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化ケイ素からなる群から選ばれた金属酸化物を配
合することにより構成された。 この材料は、銀と酸化リチウムと第３成分とし
ての前記金属酸化物を混合し、これを焼結するこ
とによつても得られ、あるいは銀およびリチウム
および第３成分として含ませる金属酸化物を構成
する金属単体を含ませた銀合金を調整し、これを
内部酸化しても得られる。 ここで酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、酸化ケイ素は金属換算量で含有
量を表わすと0.03〜0.4重量％でアーク特性に顕
著な効果を発揮する。上記第３成分のさらに好ま
しい含有量を選択すると耐溶着性、耐消耗性の性
能を低下させることなく、アーク特性の向上をは
かることができる。すなわち第３成分は、Caを
使用する場合には金属換算で0.04〜0.4重量％、
Al、Mg、Si等を使用する場合には0.03〜0.3重量
％のときに耐溶着性、耐消耗性を犠牲にすること
なくアーク特性が向上するのである。また酸化リ
チウムは、Liの含有量で0.1〜３重量％が望まし
い。0.1重量％未満ではアーク特性の向上に効果
がなく、３重量％を超えると接点の消耗特性が低
下する傾向がある。 なお、鉄、コバルトを第４成分として微量含有
させると耐溶着性の改善に一層効果的である。 第２の発明は、銀およびリチウムおよび、アル
ミニウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素の
群から選ばれた金属を含む合金を内部酸化する点
に特徴を有する。ここで銀を主体とし、金属リチ
ウムおよび、アルミニウム、カルシウム、マグネ
シウム、ケイ素等を金属として加えて成る銀合金
としては、前記の酸化物の配合範囲になるように
選ばれた銀合金の組成が適当である。この銀合金
は、たとえばアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気
中で金属単体を溶解し、金型で鋳造し、焼鈍圧延
して所望の形状に賦形して合金を得る。より具体
的な条件としては公知の方法が適用できる。 つぎに、銀合金の内部酸化について説明する。 内部酸化は酸素ガス雰囲気中で、前記銀合金を
長時間、高温に加熱してなされる。処理時間は酸
化反応の平衡状態に至る限度で定められる。この
内部酸化は、いくつかの酸化反応段階を経て終了
する。すなわち、銀合金中に侵入した酸素は金属
リチウムを酸化する前に、前記酸化リチウムより
生成自由エネルギーの小さい酸化アルミニウム、
酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素
を生成させるアルミニウム、カルシウム、マグネ
シウム、ケイ素等の単体を酸化し、ついで金属リ
チウムを酸化する。すなわち、最初に酸化された
第３成分を構成する金属単体の酸化物は、銀合金
中において核となり、この核のまわりで２次的に
生ずる金属リチウムの酸化反応によつて酸化リチ
ウムが析出する。すなわち酸化リチウムが銀マト
リクス中に微細に析出するのである。このように
して生成した酸化リチウムの微細化された粒子に
より耐溶着性、耐消耗性、アーク特性が向上する
のである。 実施例１〜12、比較例１〜５ 銀およびリチウムと、第３成分を構成するアル
ミニウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素、
さらに鉄またはコバルトを第１表の組成になるよ
うに秤量し、アルゴンガス雰囲気中で高周波炉を
使用し、約1300℃で加熱溶解した。これを鉄製の
金型を用いて鋳造し、12×18×70mmのサイズのイ
ンゴツト合金を得た。この合金を窒素雰囲気中で
750℃で焼鈍を行い、その後面切削を行つて表面
スケールを除去した。さらにロウ付けを容易にす
るための銀板クラツドと圧延工程を経て１mmの板
材とした。この板材に抜き成形加工を施し、つぎ
に内部酸化処理を施して接点材料を得た。内部酸
化の条件は750℃で４気圧の酸素雰囲気中で100時
間とした。この接点材料をアルゴンガス雰囲気中
で銅リベツトに750℃でロウ付けし、ASTM法に
よる短絡試験に供した。試験結果は、各実施例の
配合と共に第１表に示した。

〔試験方法〕

(1) アーク特性 限流型ブレーカを用いて短絡試験を行い、こ
のときのアーク膠着時間を測定して評価した。
ここでアーク膠着時間とは、短絡と共に生ずる
接点間のアークが変動することなく停滞する時
間であつて、この時間が短縮されることはアー
ク特性の向上を意味する。なお短絡電流は
5.2KAである。 (2) 耐消耗性、耐溶着性 ASTM試験方法に基づいて行つた。具体的
条件は次のとおりである。 負荷：交流単相で100V、40A 接点形状：固定接点はフラツトな形状でφ＝５
mm 可動接点は12Rの球面形状でφ＝５mm 開閉回数：５万回（ただし接触力は200ｇ、解
離力は340ｇ） 試験数：３個 消耗量は平均値で示し、溶着回数は３個の接
点に生じた溶着回数の総和で示した。接点材料
の耐消耗性、耐溶着性の向上は消耗量、溶着回
数の減少によつて判別される。 〔発明の効果〕 本発明は、酸化アルミニウム、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素からなる群か
ら選ばれた金属酸化物の１種および酸化リチウム
および銀からなる接点材料であつて、かつ前記酸
化リチウムおよび金属酸化物の配合量が、金属量
換算でリチウムが0.1〜３重量％、カルシウムは
0.04〜0.4重量％、アルミニウム、マグネシウム
およびケイ素は0.03〜0.3重量％、残部が銀であ
ることを特徴するので、耐溶着性、耐消耗性、ア
ーク特性の共に優れた接点材料を提供することが
できる。 また、第２の発明は、アルミニウム、カルシウ
ム、マグネシウム、ケイ素からなる群から選ばれ
た金属の１種およびリチウムおよび銀からなる銀
合金を、内部酸化処理することを特徴とするの
で、前記金属の酸化物が微細に分散された接点材
料を効率的に製造することができると共に、耐溶
着性、耐消耗性、アーク特性の向上が認められ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マ
   グネシウム、酸化ケイ素からなる群から選ばれた
   金属酸化物の１種および酸化リチウムおよび銀か
   らなる接点材料であつて、前記酸化リチウムおよ
   び金属酸化物の配合量が、金属換算量でリチウム
   が0.1〜３重量％、カルシウムは0.04〜0.4重量％、
   アルミニウム、マグネシウムおよびケイ素は0.03
   〜0.3重量％、残部が銀であることを特徴とする
   接点材料。 ２ アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、
   ケイ素からなる群から選ばれた金属の１種および
   リチウムおよび銀からなる銀合金を内部酸化する
   ことを特徴とする接点材料の製法であつて、前記
   銀合金の組成が前記金属の配合量が、リチウムが
   0.1〜３重量％、カルシウムは0.04〜0.4重量％、
   アルミニウム、マグネシウムおよびケイ素は0.03
   〜0.3重量％、残部が銀であることを特徴とする
   接点材料の製法。