JPH02185938A - 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 - Google Patents

電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料

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JPH02185938A
JPH02185938A JP1295182A JP29518289A JPH02185938A JP H02185938 A JPH02185938 A JP H02185938A JP 1295182 A JP1295182 A JP 1295182A JP 29518289 A JP29518289 A JP 29518289A JP H02185938 A JPH02185938 A JP H02185938A
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mass
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JP1295182A
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Wolfgang Haufe
ウオルフガング、ハウフエ
Bernhard Rothkegel
ベルンハルト、ロートケーゲル
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Siemens AG
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    • H01H1/02376Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides containing as major components one or more oxides of the following elements only: Cd, Sn, Zn, In, Bi, Sb or Te containing as major component SnO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、電力用低圧開閉器具特に電動機用接触器の
ための焼結接点材料に関する。
[従来の技術] 銀(Ag) 、酸化スズ(Sn02) 、酸化ビスマス
(Bi203)及び酸化銅(C:uO)を含み金属の銀
、スズ、ビスマス及び銅の内部酸化合金粉末から作られ
、七の際酸化スズが4〜12質量%で含まれ、内部酸化
合金粉末中の酸化スズ対酸化ビスマスの質量%の比と酸
化スズ対酸化銅の質量%の比がそれぞれ8:1ないし1
2:1であるような、電力用低圧開閉器具特に電動機用
接触器のための焼結接点材料は既に知られている。
電力用低圧開閉器具例えば電動機用接触器又は遮断器に
おいて使用するために、銀・酸化スズから成る接点材料
が特に有利であることが判明している。銀・酸化スズか
ら成る接点チップは電動機用接触器において大きい寿命
開閉回数を達成するが、接触面上にアークが作用する際
に熱的に非常に安定な酸化物層が生じ、この酸化物層が
接触抵抗を高めるという欠点を有する。それにより開閉
器具の連続通電の際に接触子での許容できない高い温度
上昇が生じ、この温度上昇が特にプラスチック部品の損
傷を招くおそれがある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3304837  (
特開昭5!]−148215)号、同ff434217
58  (特開昭611284.1 )号及び同第34
21759  (特開昭81−9541 )号公報には
、内部酸化合金粉末から作られた分子構造A25n02
 B +203 CuOの焼結接点材料が記載されてお
り、この種の接点材料は寿命開閉回数並びに閉路容是に
対する現在提示されている要求を満足する。この材料で
は比較的大きい割合の酸化ビスマスを含むことができ、
この酸化ビスマスは内部酸化合金粉末を介して又は内部
酸化合金粉末への酸化ビスマスの追加混入を介して持ち
込まれる。特にこの材料は温度上昇に関して、酸化物全
体の質量割合が8〜11%に制限されるときだけ許容で
きる値を達成する。
[発明が解決しようとする課題] この発明の課題は、銀の節約のために酸化物割合ができ
るだけ高く、それにもかかわらず温度上昇ができるだけ
低く、その他の特性が相互に最適な状態に留置されるよ
うな、内部酸化合金粉末から作られた分子構造Ag5n
O+ B +20:l CuOの材料を提供することに
ある。
[課題を解決するための手段] この課題はこの発明に基づき、前記の種類の内部酸化合
金粉末から成る接点材料において、少なくとも酸化ジル
コニウム(Z r02)が添加されることにより解決さ
れる。その際酸化ジルコニウムのWffi割合は0,1
〜5%である。場合によっては内部酸化合金粉末の酸化
ビスマスのほかに、補助的に酸化ビスマスが化合物粉末
粒子の外部に含まれる。その際酸化ジルコニウムと場合
によっては酸化ビスマスの質量割合が0.1〜5%であ
るのが有利であり、その際酸化物の全含有量は最大20
質量%となる。
この種の材料の製造のために所定の組成の内部酸化合金
粉末に、酸化ジルコニウム粉末と場合によっては液相に
よる焼結のために補助的に酸化ビスマス粉末とが添加混
合され、その際内部酸化合金粉末と添加酸化物の粉末と
を湿式混合する際に、有機溶媒特にプロパツールが用い
られる。
[発明の効果] この発明により少なくとも酸化ジルコニウム粉末をAg
5n02B 1203 CLIOから成る内部酸化合金
粉末に添加することにより、特に酸化物全体の質量割合
が約12%の場合に、従来の技術に比べて一層低い温度
上昇と匹敵する又は−層大きい寿命開閉回数とが得られ
ることが判明した。
[実施例] 次にこの発明に基づく材料から成る接点チップの製造方
法を述べることにより、この発明の詳細な説明する。そ
の際種々の材料組成に対する個々の例を記載した明細書
末尾の表を引用する。
表には寿命開閉回数と温度上昇とに対する測定値が記載
されている。寿命開閉回数は周知のように接点材料の焼
損体積に対応し、温度上昇は接触抵抗に対応する。四つ
の従来例とこの発明の四つの実施例とが対比されている
表に示された薄側のための内部酸化合金粉末を製造する
ために、A45nBiCuから成る合金が約1323K
(1050℃)の温度で溶解して作られた。溶湯を水と
共に圧力噴霧装置の中で噴霧することにより、溶湯から
−様な組成の合金粉末が得られた。乾燥後に粉末は30
0 pm未満にふるい分けられた。この粉末は酸素を含
む雰囲気中で773K(500℃)〜873K(Boo
oC)の温度で定量的に内部酸化させられ、それにより
下記の組成(質量%)のAg5n02B 1203 C
uO粉末が得られた。
例     Ag    SnO2Bi2O5Cu01
    8B、84 9.3 0.93 0.9327
4   89.44   B、8  0.88  0.
883      91、QQ  7.5  0.75
  0.75上記のAg5n02B iz 03 Cu
O粉末には、酸化ジルコニウム及び場合によっては補助
的に酸化ビスマスの粉末が、プロパツールと鋼球とを用
いながら攪拌ボールミルの中で湿式混合することにより
添加された。乾燥後に鋼球がそれぞれの混合粉末からふ
るい分けにより分離された0表に記載の材料例の接点チ
ップ製造のための原料粉末は次の組成であった・ 1 、  Ag5nO29,3Bi20tO,93Cu
0Q、93     rOLP+ Zr020.8  
           −PH2、Ag5n02B、8
  Bi2030.88  Cu00.88     
  10LP+ Zr021.3          
   −PH3、Ag5nO??、5 Bi2030.
75 Cu00.75    10LP+ Zr021
.4             −PH4、Ag5nO
28,8Bi2O+0.88 GuOO,8810LP
+ Zr02Q、8 + Bi2032.4     
  −PM(IOLP:内部酸化合金粉末、PM;粉末
混合)この表では内部酸化合金粉末は100質量%を有
する基材を形成するものであり、添加酸化物はこの合金
粉末に合金粉末100賀量%に対する表の質量%でそれ
ぞれ添加混合されるものである。
接点チップの製造のために原料混合粉末が例えば600
MPaの圧力で圧縮され、得られた圧縮体は1123K
(850℃)〜1148K(875℃)の温度で2時間
にわたり空気中で焼結された。残留空孔率を小さくする
ために、焼結された接点チップが823K(650°C
)の温度で例えば1000MPaの圧力で熱間再加圧さ
れた。−層の緻密化と固化とが2時間にわたり1123
K(850℃)〜1148K(875℃)の温度での第
2の焼結により達成された。続いて最後の製造段階とし
て最終形状への冷間修正が例えば1000MPa O’
)圧力で行われた。
電力用低圧開閉器具に接点チップとして使用するために
、ろう付は可能な純銀層を備えた二層の完成成形部品が
作られるのが合目的である。この成形部品は例えば電動
機用接触器の接点支持体上に直接ろう付けできる。
上記の処方により製造された接点チップにより寿命試験
と温度上昇試験とが電動機用接触器で実施された。25
0AのAC−3定格運転電流を有するシーメンス社製接
触器が用いられた。その際対象となった特性値は4倍の
AC−3定格運転電流(4X Ienc−s=100O
A)の場合の寿命開閉回数と、AC−1定格運転電流(
IeAc−+−30OA )の連続通電の場合の開閉器
具の接続レールの最大温度上昇とであった。温度上昇の
測定は寿命試験中に5・104の開閉回数まで実施され
た。関連する測定値が表に記載されている。
内部酸化合金粉末の焼結により作られた四つの従来の比
較材料が表の初めにまとめられている。温度上昇に関す
る測定値は、分子構造Ag5nO2B iz 03Cu
O及びAg5nO2B 1203 CuO+ B iz
 03 (1)分子構造の材料が80Kを下回る値に達
しないことを示し、このことは実際上多くの場合に不満
足なものと見なされる。
酸化ジルコニウム粉末及び場合によっては酸化ビスマス
粉末を混ぜながら、周知の組成の内部酸化合金粉末を焼
結することにより作られたこの発明による材料は、特に
酸化物の全質量割合が約12%の場合に温度上昇特性の
要求された改善をもたらす、70に〜80にの値が測定
されたが、寿命開閉回数は従来と同様の水準にとどまっ
ていた。それにより総合特性が全体として改善され、あ
らゆる場合に銀の節約がもたらされた。
例番号    材料 5  、   Ag5n0210Bi2031Gu01
(特開昭59−148215号公報参照)6、  Ag
5n02B、5Bi20+0.B6Cu00.?4(特
開昭81−9541号公報参照) 7 、  Ag5n02B、47Bi2033.51C
uOO,?18、  Ag5n02B、33Bi203
0−84CuCJ0.72十Bi2032.83 (特開昭Ell−12841号公報参照)この 明に基
づく材料: 1 、  Ag5n029.3Bi203θ、93Cu
OO,93+Zr020.8 2、  Ag5nOz8.88i2030.88cu0
0.8B+ ZrTo 1.3 3、  Ag5n027.5Biz030.75CuO
Q、75+ ZrO21,4 4、Ag5n028.8Bi2030.88CuOO,
88+ ZrO20,Ei + Bi2032.4製法 0LP 0LP OLP 0LP PM 0LP PH 0LP PM 0LP PM 0LP PM 例番号 寿命開閉回数 4 X Ie^c−a−100OA(7)際約140,
000 約so 、oo。
約120.000 約120.000 約146,000 約140,000 約115,000 約120 、(to。
温度上昇 K IeAc−+”300A 〜120 〜90 〜80 〜90 〜80 〜80 〜80 〜80 の際

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)銀(Ag)、酸化スズ(SnO_2)、酸化ビスマ
    ス(Bi_2O_3)及び酸化銅(CuO)を含み金属
    の銀、スズ、ビスマス及び銅の内部酸化合金粉末から作
    られ、その際酸化スズが4〜12質量%で含まれ、内部
    酸化合金粉末中の酸化スズ対酸化ビスマスの質量%の比
    と酸化スズ対酸化銅の質量%の比がそれぞれ8:1ない
    し12:1であるような、電力用低圧開閉器具のための
    焼結接点材料において、少なくとも酸化ジルコニウム(
    ZrO_2)が添加されることを特徴とする電力用低圧
    開閉器具のための焼結接点材料。 2)酸化ジルコニウムの質量割合が0.1〜5%である
    ことを特徴とする請求項1記載の接点材料。 3)酸化ジルコニウムの質量割合が0.5〜4%である
    ことを特徴とする請求項2記載の接点材料。 4)酸化ジルコニウムの質量割合が0.5〜3%である
    ことを特徴とする請求項3記載の接点材料。 5)酸化ジルコニウムの質量割合が0.5〜2%である
    ことを特徴とする請求項4記載の接点材料。 6)化合物粉末粒子を形成し内部酸化させられた合金粉
    末の酸化ビスマスのほかに、補助的に酸化ビスマスが化
    合物粉末粒子の外部に含まれることを特徴とする請求項
    1ないし5の一つに記載の接点材料。 7)酸化ビスマスの質量割合が0.1〜5%であること
    を特徴とする請求項6記載の接点材料。 8)酸化ビスマスの質量割合が0.5〜4%であること
    を特徴とする請求項7記載の接点材料。 9)酸化ビスマスの質量割合が0.5〜3%であること
    を特徴とする請求項8記載の接点材料。 10)酸化物の全含有量が最大20質量%であることを
    特徴とする請求項1ないし9の一つに記載の接点材料。 11)全酸化物の質量割合が約12%であることを特徴
    とする請求項10記載の接点材料。
JP1295182A 1988-11-17 1989-11-15 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 Pending JPH02185938A (ja)

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