JPH0241571B2 - - Google Patents
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- JPH0241571B2 JPH0241571B2 JP56108535A JP10853581A JPH0241571B2 JP H0241571 B2 JPH0241571 B2 JP H0241571B2 JP 56108535 A JP56108535 A JP 56108535A JP 10853581 A JP10853581 A JP 10853581A JP H0241571 B2 JPH0241571 B2 JP H0241571B2
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Landscapes
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Contacts (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は電流を通電開閉する機器に使用する電
気接点材料に関するものである。 近年、ノーヒユーズブレーカを始めとする気中
しや断器や開閉器等の機器は小型、高性能下のす
う勢にあり、これに伴つて接点材料への負荷が厳
しくなり、接点性能の向上が強く要請されてい
る。又機器の小型化により接点寸法の小型化、接
触圧力の低下の傾向にあり、これによつて電流し
や断時に生ずる消耗、飛散が増大し接点の溶着や
機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に温度上
昇が起り易いといつた問題が生じている。このよ
うな特性改善の要望に答えるものの一つとして
Ag−Ni−窒化物合金が開発されている。しかし
ながら、この合金は、耐消耗性はすぐれているも
のの、接触抵抗が高く、また耐溶着性でも十分満
足するものでなく、その使用範囲は限定されてい
る。 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり
耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、
かつ温度上昇が低い実用性に優れた接点合金を提
供するものである。更に本発明合金は高価な銀量
を可成り少くしても接点として使用可能な安価な
接点合金を提供するものである。 本発明による合金は、鉄族金属と銀にａ，
ａ，ａ族金属マンガン、鉄の窒化物及びグラフ
アイト（Cr）を分散含有せしめ、かつ鉄族金属
中に一部もしくは全ての窒化物を固溶せしめたこ
とを特徴とする電気接点材料である。 以下本発明による合金の特徴を説明する。 既に知られているAg−Ni−窒化物合金につい
て検討を行つた結果、銀の融点以下の焼結体で
は、ニツケル及び窒化物粒子が単独に存在するだ
けであり、接点性能面でもAg−CdOと比べ大電
流下での消耗はむしろ良くない結果となつた。し
かし銀の融点以上で焼結すると、ニツケル金属中
に窒化物の１部または全部が固溶した合金とな
り、電流の開閉時に発生するアーク熱での消耗、
飛散が少く、機器の絶縁劣化も少ない効果がある
ことがわかつた。しかしながら、ニツケルや窒化
物は耐酸化性が悪く、開閉時に発生するアーク熱
によつて酸化し、接触抵抗を増大させ機器の温度
上昇が高くなる欠点があることを確認した。この
ため、使用範囲が狭く実用性に乏しいことがわか
つた。 本発明者らはニツケルを含め、鉄、コバルト等
の鉄族金属や窒化物の酸化防止をはかり、温度上
昇をおさえ、且つ耐溶着性の向上につき種々検討
した結果、還元性に優れたGrを上記接点合金に
添加せしめると、Grは電気開閉時の熱で分解し
て還元ガスを発生し鉄族金属や窒化物を酸化から
防止し接触抵抗を小さく抑え、機器の温度上昇を
低下せしめると共にGrの潤滑性により耐溶着性
を高めることがわかつた。さらに、Grの添加に
より開閉時に発生するアーク熱で窒化物が、分散
されたGrと反応し炭化物を形成するために起こ
る吸熱反応やN2ガス放出により消弧作用により
大幅に耐アーク消耗特性が改善される事が判つ
た。第１図は、この反応の自由エネルギー変化を
示すものでありほとんど1500〓にて、この反応が
進行することがわかる。 鉄族金属はFe，Co，Niであり、２〜60重量％
であり好ましくは20〜50重量％が適当である。２
重量％以下では鉄族金属が銀中に分散し、窒化物
の固溶が起きず耐消耗性が向上しない。また60重
量％以上ではGrを添加しても接触抵抗が低下せ
ず温度上昇特性の向上効果がない。 窒化物としてはチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、バナジ
ウム、タンタル等のａ，ａ，ａ族金属マン
ガン、鉄の窒化物が効果があり、その量としては
５〜50重量％が好ましく、特に10〜25重量％が特
性が良い。窒化物が５重量％以下では銀中の窒化
物量が少な過ぎて耐消耗性が不充分であり、50重
量％以上ではGrを添加しても接触抵抗が低下せ
ず温度上昇特性の向上が認められない。次にGr
の有効範囲は１〜11重量％であり好ましくは３〜
７重量％である。１重量％以下では鉄族金属や窒
化物が上記範囲内であつても温度上昇特性の向上
が認められず、また11重量％以上では合金製造が
困難であり実用性がない。 次に実施例によつて本発明による接点合金の特
徴を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表、第２表、第３表及び第４表に示した割
合で各粉末を配合し、混合後成型体を作り、該成
型体を水素雰囲気中で1150℃の温度で焼結した。
この焼結体を再加圧して気孔率が殆んど零の合金
を作製した。合金中第４表のものは比較材として
の従来の合金である。
気接点材料に関するものである。 近年、ノーヒユーズブレーカを始めとする気中
しや断器や開閉器等の機器は小型、高性能下のす
う勢にあり、これに伴つて接点材料への負荷が厳
しくなり、接点性能の向上が強く要請されてい
る。又機器の小型化により接点寸法の小型化、接
触圧力の低下の傾向にあり、これによつて電流し
や断時に生ずる消耗、飛散が増大し接点の溶着や
機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に温度上
昇が起り易いといつた問題が生じている。このよ
うな特性改善の要望に答えるものの一つとして
Ag−Ni−窒化物合金が開発されている。しかし
ながら、この合金は、耐消耗性はすぐれているも
のの、接触抵抗が高く、また耐溶着性でも十分満
足するものでなく、その使用範囲は限定されてい
る。 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり
耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、
かつ温度上昇が低い実用性に優れた接点合金を提
供するものである。更に本発明合金は高価な銀量
を可成り少くしても接点として使用可能な安価な
接点合金を提供するものである。 本発明による合金は、鉄族金属と銀にａ，
ａ，ａ族金属マンガン、鉄の窒化物及びグラフ
アイト（Cr）を分散含有せしめ、かつ鉄族金属
中に一部もしくは全ての窒化物を固溶せしめたこ
とを特徴とする電気接点材料である。 以下本発明による合金の特徴を説明する。 既に知られているAg−Ni−窒化物合金につい
て検討を行つた結果、銀の融点以下の焼結体で
は、ニツケル及び窒化物粒子が単独に存在するだ
けであり、接点性能面でもAg−CdOと比べ大電
流下での消耗はむしろ良くない結果となつた。し
かし銀の融点以上で焼結すると、ニツケル金属中
に窒化物の１部または全部が固溶した合金とな
り、電流の開閉時に発生するアーク熱での消耗、
飛散が少く、機器の絶縁劣化も少ない効果がある
ことがわかつた。しかしながら、ニツケルや窒化
物は耐酸化性が悪く、開閉時に発生するアーク熱
によつて酸化し、接触抵抗を増大させ機器の温度
上昇が高くなる欠点があることを確認した。この
ため、使用範囲が狭く実用性に乏しいことがわか
つた。 本発明者らはニツケルを含め、鉄、コバルト等
の鉄族金属や窒化物の酸化防止をはかり、温度上
昇をおさえ、且つ耐溶着性の向上につき種々検討
した結果、還元性に優れたGrを上記接点合金に
添加せしめると、Grは電気開閉時の熱で分解し
て還元ガスを発生し鉄族金属や窒化物を酸化から
防止し接触抵抗を小さく抑え、機器の温度上昇を
低下せしめると共にGrの潤滑性により耐溶着性
を高めることがわかつた。さらに、Grの添加に
より開閉時に発生するアーク熱で窒化物が、分散
されたGrと反応し炭化物を形成するために起こ
る吸熱反応やN2ガス放出により消弧作用により
大幅に耐アーク消耗特性が改善される事が判つ
た。第１図は、この反応の自由エネルギー変化を
示すものでありほとんど1500〓にて、この反応が
進行することがわかる。 鉄族金属はFe，Co，Niであり、２〜60重量％
であり好ましくは20〜50重量％が適当である。２
重量％以下では鉄族金属が銀中に分散し、窒化物
の固溶が起きず耐消耗性が向上しない。また60重
量％以上ではGrを添加しても接触抵抗が低下せ
ず温度上昇特性の向上効果がない。 窒化物としてはチタン、ジルコニウム、ニオ
ブ、クロム、モリブデン、マンガン、鉄、バナジ
ウム、タンタル等のａ，ａ，ａ族金属マン
ガン、鉄の窒化物が効果があり、その量としては
５〜50重量％が好ましく、特に10〜25重量％が特
性が良い。窒化物が５重量％以下では銀中の窒化
物量が少な過ぎて耐消耗性が不充分であり、50重
量％以上ではGrを添加しても接触抵抗が低下せ
ず温度上昇特性の向上が認められない。次にGr
の有効範囲は１〜11重量％であり好ましくは３〜
７重量％である。１重量％以下では鉄族金属や窒
化物が上記範囲内であつても温度上昇特性の向上
が認められず、また11重量％以上では合金製造が
困難であり実用性がない。 次に実施例によつて本発明による接点合金の特
徴を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表、第２表、第３表及び第４表に示した割
合で各粉末を配合し、混合後成型体を作り、該成
型体を水素雰囲気中で1150℃の温度で焼結した。
この焼結体を再加圧して気孔率が殆んど零の合金
を作製した。合金中第４表のものは比較材として
の従来の合金である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第２図は本発明による合金の１実施例（Ａ−
２）の1000倍拡大の顕微鏡組織写真である。第２
図で白色の部分が銀相、薄灰色部がニツケル相、
そのニツケル層周辺の濃い灰色の粒子がTiN相、
不規則形状で黒色部がグラフアイト相である。図
でわかるように本発明合金は焼結過程中に鉄族金
属と窒化物が反応し、鉄族金属中に窒化物が固溶
し、析出した合金組織構造になつている。上記硬
質相が骨格形成するために耐熱性に富んだ耐アー
ク消耗の少い特性を示すものと考えられる。 上述のようにして作成した合金について
ASTM試験機により通電特性と消耗特性の評価
を行つた。条件としては、AC100V，50A，
Pf1.0、接触圧力200gr、開離力200gr、接点形状
５×５×1.5mmとし、２万回の開閉を行つた。２
万回開閉での電圧のバラツキ巾と消耗量の結果を
第５表に示す。
２）の1000倍拡大の顕微鏡組織写真である。第２
図で白色の部分が銀相、薄灰色部がニツケル相、
そのニツケル層周辺の濃い灰色の粒子がTiN相、
不規則形状で黒色部がグラフアイト相である。図
でわかるように本発明合金は焼結過程中に鉄族金
属と窒化物が反応し、鉄族金属中に窒化物が固溶
し、析出した合金組織構造になつている。上記硬
質相が骨格形成するために耐熱性に富んだ耐アー
ク消耗の少い特性を示すものと考えられる。 上述のようにして作成した合金について
ASTM試験機により通電特性と消耗特性の評価
を行つた。条件としては、AC100V，50A，
Pf1.0、接触圧力200gr、開離力200gr、接点形状
５×５×1.5mmとし、２万回の開閉を行つた。２
万回開閉での電圧のバラツキ巾と消耗量の結果を
第５表に示す。
【表】
【表】
ASTMテスト前后の接点につき、Ｘ線回析に
より表面に形成されている相につき分析をした結
果、第６表の結果を得た。 これより、Ag−Ni−TiNにGrが入ることによ
りNiO，TiO2の形成がほとんどなくなり、この
ため電圧降下が低くなつたものと考えられる。
より表面に形成されている相につき分析をした結
果、第６表の結果を得た。 これより、Ag−Ni−TiNにGrが入ることによ
りNiO，TiO2の形成がほとんどなくなり、この
ため電圧降下が低くなつたものと考えられる。
【表】
実施例 ２
実施例１で作成した合金、A6，B2，C2及び比
較材D1，D2，D3，D4の合金から可動接点４×
７×２mmの寸法に、固定接点８×８×２mmの寸法
に切削加工したのち台金に抵抗鑞付けで接合せし
めこれを50A定格の配線用しや断器に組込み下記
に示す試験条件にて接点性能評価をした結果、第
７表を得た。 試験条件： 過負荷試験：AC220V，200Apf 50回 耐久試験：AC220V，50Apf 54回 温度上昇試験：AC220V，50A 2H 短絡試験：AC220V，7.5KA Pf0.5 1PO−CO，2PO−CO
較材D1，D2，D3，D4の合金から可動接点４×
７×２mmの寸法に、固定接点８×８×２mmの寸法
に切削加工したのち台金に抵抗鑞付けで接合せし
めこれを50A定格の配線用しや断器に組込み下記
に示す試験条件にて接点性能評価をした結果、第
７表を得た。 試験条件： 過負荷試験：AC220V，200Apf 50回 耐久試験：AC220V，50Apf 54回 温度上昇試験：AC220V，50A 2H 短絡試験：AC220V，7.5KA Pf0.5 1PO−CO，2PO−CO
【表】
第７表で示すように本発明合金は消耗量が少く
温度上昇が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特
性を有していることがわかる。 本発明合金は上述の通り接点性能が優れている
のみでなく、鉄族金属、窒化物を多量に含有して
おり高価な銀量を大巾に節減できるので工業的価
値の高いものである。
温度上昇が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特
性を有していることがわかる。 本発明合金は上述の通り接点性能が優れている
のみでなく、鉄族金属、窒化物を多量に含有して
おり高価な銀量を大巾に節減できるので工業的価
値の高いものである。
第１図は炭化物と窒化物との反応エネルギーを
示す図、第２図は本発明合金の一実施例の合金組
織を示す顕微鏡写真である。
示す図、第２図は本発明合金の一実施例の合金組
織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 元素周期律表のａ、ａ、ａ族金属、マ
ンガン、鉄の窒化物が５〜50重量％、グラフアイ
ト１〜11重量％、鉄族金属２〜60重量％、残部銀
の焼結材からなることを特徴とする電気接点材
料。 ２ 窒化物がチタン、ジルコニウム、ニオブ、ク
ロム、モリブデン、マンガン、鉄、バナジウム、
タンタルのうち少なくとも１種の窒化物であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲１項記載の電気接
点材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108535A JPS589952A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 電気接点材料 |
| DE19823213265 DE3213265A1 (de) | 1981-04-10 | 1982-04-08 | Elektrisches kontaktmaterial |
| FR8206295A FR2503926B1 (fr) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Materiaux de contact electrique |
| US06/367,603 US4457780A (en) | 1981-04-10 | 1982-04-12 | Electric contact materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108535A JPS589952A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 電気接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589952A JPS589952A (ja) | 1983-01-20 |
| JPH0241571B2 true JPH0241571B2 (ja) | 1990-09-18 |
Family
ID=14487267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56108535A Granted JPS589952A (ja) | 1981-04-10 | 1981-07-10 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589952A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0414709B1 (de) * | 1988-04-20 | 1993-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Sinterkontaktwerkstoff auf silberbasis zur verwendung in schaltgeräten der energietechnik, insbesondere für kontaktstücke in niederspannungsschaltern |
| DE3813310A1 (de) * | 1988-04-20 | 1989-11-02 | Siemens Ag | Sinterkontaktwerkstoff auf silberbasis zur verwendung in schaltgeraeten der energietechnik, insbesondere fuer kontaktstuecke in niederspannungsschaltern |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP56108535A patent/JPS589952A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS589952A (ja) | 1983-01-20 |
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