JPH03215639A - 銀―酸化物系の接点材料 - Google Patents

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》 本発明はＡｇを主成分とし、その中に金属酸化物を分散
した銀一酸化物系の接点材料に関するものである。

《従来の技術》 従来、電気接点材料としては、いろいろなものが用いら
れているが、とりわけＡｇ−Ｃ：ｄＯ接点が広く使用さ
れている． ＡｇにＣｄＯ　とＳｂ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｃｕ等の酸
化物を分散させた接点は、酎溶着性、酎アーク性、酎消
耗性、接触安定性などの諸接点特性が優れているため各
種スイッチ、コンタクター、ブレーカーなど小から大電
流領域まで広く用いられている。

近時各産業分野における合理化、自動化は目覚ましい発
達を遂げているが、これに伴ない装置に大型化、複雑化
する傾向にある一方、これら装置の制御系はむしろ高い
精密度を要求されるため、急速に電子化制御に移行して
いる。

電気回路の断続において、電子化された正確な制御は制
御角が一定となり、接点のＯＮの時期とＯＦＦの時期が
ずれることなく常に一定の状態にコントロールされるこ
ととなり、この結果接点開閉時には疑似的な直流現象が
起こることにより、方の極から他方の極へ接点材質が層
状に維持し始め、接触安定性が著しく損なわれ、時間の
経過とともにその堆積物が欠落し急激な接点消耗へと発
展することとなる。

そこで、本願人は、思考基盤は、電気接点の表面の清浄
作用やアークに対する諸現象、たとえば消弧作用などが
添加する酸化物の物性特にその八気圧の温度特性に最も
関係が深いとする考え方に基づいて研究をすすめていた
が、Ａｇ中にＣｄ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｃｕ等の
酸化物を分散させた電気接点材料について種々な回路条
件で試験を行ったところ前述のようなある条件下で接点
を開閉するとどちらか一方の極に接点材料が堆積し始め
、その堆積物にアークが集中して異常消耗に発展するこ
とがわかった。

《発明が解決しようとする課題》 そこで、上記の異常消耗につき、その原因を追求した。

ここで、通常電気接点を開閉すると、接点間には激しい
アークが発生し、接点表面はかなりの高温にさらされる
。

このとき接点表面が、接点特性に有効な成分が逸散して
消耗するのであり、この際失われた効果的な成分が接点
内部から表層部へ間断なく補われるのが理想的な接点材
料といえる。

ところで、前掲のＡｇ−Ｃｄ−Ｓｂ−Ｃ：ｕ−１ｎ−Ｍ
ｎ−Ｓｎ系ついては、この効果的成分が順調に供給され
ないため前述のような現象が起こったものと考えられる
。

これらについて詳細な検討を進めた結果接点内部から表
層への順調な有効成分の供給力はアークによる表層成分
の揮発によって促がされる点に着目し、各種酸化物につ
いて実験を繰り返した結果、Ａ８にＣｄ，ＳｂとＣｕ，
Ｉｎ，Ｍｎの各酸化物およびＳｎとＴｅの各酸化物とを
複合添加することによって有効成分の表層への供給が順
調になり層状堆積防止に極めて大きい効果があることを
見い出したものであり，本願請求項（１）の接点材料に
あっては、このようにすることで、種々な回路条件に適
合し、しかも層状の堆積物や欠落などによる異常な消耗
のない電気接点材料を提供しようとするものであり、請
求項（２）では、さらに適量のＦｅ，Ｎｉ、Ｃｏ酸化物
を一種以上添加することで、さらにその特性の向上を意
図したものである。

《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）で
は、銀を主成分とし、これに金属成分が１〜１０重量％
となるＣｄ酸化物と、金属成分が０．１〜６．２重量％
となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５重量％と
なるＣｕ，Ｉｎ，Ｍｎの酸化物と、金属成分が０．０５
〜５重量％となるＳｎの酸化物と更に金属成分が０．０
１〜２重量％Ｔｅ酸化物とが分散されていることを特徴
とする銀一酸化物系の接点材料を提供しようとしており
、さらに請求項（２）では、上記請求項（１）に、０．
０１〜０．５重量％となるＦｅ，Ｎｉ，ＣＯ酸化物の一
種以上をも分散させるようにしたことを特徴とする銀一
酸化物系の接点材料を提供しようとしている。

《実施例》 先ず、請求項（１）につき後記具体例を示して、さらに
これを詳記すると、先ずこのような電気接点材料を製造
するには既知のように、焼結法によっても内部酸化法に
よってもよいが、溶製内部酸化法ではＳｂとＴｅおよび
Ｓｎを添加したＡｇ合金を酸化雰囲気中で高温に保持し
てその表面より酸素を侵入させ、Ｓｂ，Ｃ：ｕ，Ｉｒ＋
，Ｍｎ，Ｔｅ，Ｓｎその他の元素を選択的に酸化するも
のであり、長持間該酸化を続けることによりＡｇマトリ
ックス中に当該酸化物を分散せしめて電気接点材料を製
するものである．ここで、ＡｇへのＣｄ添加量を１−１
０重量％に限定した理由は、　１重量％未渦の添加であ
ると、アーク発生時の接点表面清浄作用が期待できず、
１０重量％を越えた添加になると耐消耗性が劣化する傾
向にあるからである． また、ＳｂとＴｅ．！−Ｃｕ−Ｉｎ−ＭｎおよびＳｎｃ
７）添加量の上限を夫々６．２重量％と２重量％および
５重量％に限定しなければならない理由は．　Ａｇ−Ｓ
ｂ合金のα固溶体におけるＳｂの最大固溶限が、３００
℃で６．２重量％であり、この添加量を超過．するＳｂ
を添加した場合には著しく加工性を阻害することとなり
、量産的加工が不能となるからでありＡｇに対し、Ｃｕ
−Ｉｎ−Ｍｎの添加は３０％程度の量でも充分可能だが
、上記の通り既にＡｇに最大ＩＯ重量％のＣｄと６．２
重量％のＳｂを含んだ合金系に更にＣｕ−Ｉｎ−Ｍｎ−
Ｓｎを添加する場合であると、Ａｇへの固溶度が急に減
少すると共に各添加元素が５重量％を越えた添加である
と展延性が著しく低下し、所望形状までの加工が極めて
困難となるからである． またＴｅの上限を上記の如く２重量％に限定した理由は
、ＴｅのＡｇに対する溶解度が低いことに加え、これ以
上の添加では塑性加工が極めて困難なためである。

一方、Ｓｂ，Ｔｅ，Ｃ：ｕ，Ｉｎ，Ｍｒ＋，Ｓｎの添加
量が夫々０．１重量％、０．０１重量％、０．０５重量
％未渦の場合は後述する添加効果が得られない． 次に請求項（２）においてＦｅ族元素の添加量を０．０
ｌ〜０．５重量％に限定した理由は、Ａｇに対するＦｅ
族元素の固溶度が０．５重量％を超えると急激に減少す
るためＡｇマトリック中に偏在、偏析して加工性を阻害
し０．０ｌ重量％未満の添加では内部酸化組織の調整に
対する効果が低いためである．ここで具体例を示せば、
９９．５重量％以上の純度を有するＣｄ，Ｓｂ，Ｔｅ，
Ｃｕ，Ｉｎ，Ｍｎ，ＳｎおよびＦｅ，Ｎｉ　，Ｃｏを原
料とし下記（表）に示す組成合金を次の工程で製作した
。

高周波誘導溶解炉で、溶解、鋳造したインゴットを熱間
鍛造表面切削後、その一面にＡｇ板を熱圧着して、ろう
付用のＡｇ層を形成する．次に当該素材を冷間圧延して
厚さ２ｍ鵬の板にした後直径６＋＋＋ｓの円盤状に打抜
き、これを７２０℃の酸化雰囲気中でＣｄ，Ｓｂその他
の添加金属を内部酸化して夫々本発明合金（（Ａ）〜（
Ｈ））を得た．比較のためＡｇ−１０重量％Ｃｄ他の従
来例合金をつくり実験に供した． 接点試験は、接触抵抗とアーク消耗量および層状堆積の
傾向について、夫々ＡＳＴＭ接点試験機（ＡＣ：２００
Ｖ，５０Ａ）とアーク消耗試験機（ＡＣ２００Ｖ，ＩＯ
Ａ）オよび市販スイッチによる実機テスト（ＡＣ２００
Ｖ，３５Ａ）を行って評価した結果が別表である． 《発明の効果》 請求項（１）（２）によるときは、別表に示される如く
、Ａｇ−１０Ｃｄ等従来例の層状堆積物に対し、本発明
になる　（Ａ）〜（Ｈ）合金は何れも０．１ｍｍ”以下
の極〈微小であり、ＳｂとＴｅの複合添加が極めて効果
的であることを示している。

しかし、これはＡｇに対するＳｂとＴｅの複合添加が条
件であり、Ｔｅ酸化物のみの添加では層状堆積物防止に
対する効果が著しく低いことを念のため述べておく。

また、アーク消耗量についても、本発明合金は何れも低
く，アークに対する耐消耗性即ち消弧特性にも効果的に
作用している．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀を主成分とし、これに金属成分が１〜１０重量
   ％となるＣｄ酸化物と、金属成分が０．１〜６．２重量
   ％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５重量％
   となるＣｕ、Ｉｎ、Ｍｎの酸化物と、金属成分が０．０
   ５〜５重量％となるＳｎの酸化物と更に金属成分が０．
   ０１〜２重量％Ｔｅ酸化物とが分散されていることを特
   徴とする銀−酸化物系の接点材料。
2. （２）銀を主成分とし、これに金属成分が１〜１０重量
   ％となるＣｄ酸化物と、金属成分が０．１〜６．２重量
   ％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５重量％
   となるＣｕ、Ｉｎ、Ｍｎの酸化物と、金属成分が０．０
   ５〜５重量％となるＳｎの酸化物と、金属成分が０．０
   １〜２重量％Ｔｅ酸化物と、さらに金属成分として０．
   ０１〜０．５重量％となるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ酸化物の一
   種以上とが分散されていることを特徴とする銀−酸化物
   系の接点材料。