JPH03219032A

JPH03219032A - 銀―酸化物系の接点材料

Info

Publication number: JPH03219032A
Application number: JP2012216A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Yamamoto; 博信山本; Takashi Nara; 奈良　喬; Sadao Sato; 貞夫佐藤; Yasuhiro Sagara; 相良　康博
Original assignee: Tokuriki Honten Co Ltd
Current assignee: Tokuriki Honten Co Ltd
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1991-09-26

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−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−ＣｄＯ接点が広く使用され
ている。

ＡｇにＣｄＯを１０％程度分散させた接点は、耐溶着性
、耐アーク性、耐消耗性、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−、ブレー
カ−など小から大電流領域まで広く用いられている。

へ８マトリックスにＣｄＯを分散させることは、接点表
面の清浄作用や溶着力の軽減などの電気的緒特性を改善
するものとして確かに効果的である。

しかしこのような効果を充分果してきたのは特に交流回
路であり、極性の変化しない直流回路で使用したときは
一方の極から他方の極へ転移が起こり易くなり接触状態
が非常に不安定になる。

また、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蒸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既に次のような研究
をすすめてさている。

即ち、当該蒸気圧に関し、約５００〜ｌ　、５００℃の
温度範囲でＣｄＯの蒸気圧より高いＳｂ酸化物に着目し
、これをＡｇ中に分散させることによりＡｇ−Ｃｄ０系
のものと同等以上の接点表面清浄作用が発揮し得たこと
は、特願昭４８−６１１８８（特公昭５３−５９８３）
に明示の如く確認され、更にＣｕ、Ｂｉ、Ｓｎ酸化物を
分散させた系においても、耐アーク消耗性、耐溶着性に
効果的なことを確認している。

ところがこのＡｇにＳｂ酸化物あるいはＳｂ酸化物とＣ
ｕ、Ｂｉ、Ｓｎ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、−１−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−５ｂ−Ｃｕ−Ｂ　１−９ｎ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酸化物の蒸気圧と
深い関係があると推定した。

そこでＳｂ酸化物の茂気圧を基準とし、それより高い蒸
気圧を有する各種酸化物とＳｂ酸化物とを共存した系で
実験を繰り返した結果、ＡｇにＳｂとＣｕ。

Ｂ１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、Ｂｉ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−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主情％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−酸化物系の接点材料を提供しようとして
いる。

（実施例）本発明を後記具体例を示して、さらに詳記すると、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、Ｃｕ、Ｂｉ。

Ｔｅ、Ｓｎその他の元素を選択的に酸化するものであり
、長時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ＳｂとＴｅとＣｕ−Ｂ１−Ｍｎおよび
Ｓｎの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、　３０
０°Ｃで６．２重量％であり、この添加量を超過するＳ
ｂ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八ｇに対し、Ｃ
ｕ−Ｂ１の添加は３０％程度の量でも充分可能だが、上
記の通り既に八８に最大６．２重量％のＳｂを含んだ合
金系に更に５ｎ−Ｃｕ−Ｂｉ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の八ｇに対する溶解度が低いことに加え、これ以
Ｆの添加では塑性加工が極めて困難なためである。

一方、Ｓｂ、丁ｅ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｎの添加量が夫＃０
．１重量％、０．０１重量％、０．０５重量％未未渦場
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、Ｏ
１〜０．５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．Ｏ１重量％未湯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、　９’１．５重量％以上の純度
を有するＳｂ、丁ｅ、Ｃｕ、Ｂｉ、ＳｎおよびＦｅ、Ｘ
ｉ、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−面にＡｇ板を熱圧着して、ろう
行用のＡｇ層を形成する。

次に当該素材を冷間圧延して厚さ２履厘の板にした後直
径６１■の円盤状に打抜き、これを７２０℃の酸化雰囲
気中でＳｂ、Ｔｅ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（ＡＣ２００
Ｖ、５０Ａ）　、！ニア　−り消耗試験機（ＡＣ２００
Ｖ、ｌ０Ａ）オよび市販スイッチによる実機テスト（Ａ
Ｃ２００Ｖ、３５＾）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＜
　、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、これは八ｇ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。

さらに、請求項（２）のように第■族元素のＦｅ。

Ｎｉ、Ｃｏの一種または二種以上を添加することは、Ａ
ｇマトリックス中に析出するＳｂとＴｅの酸化物とＣｕ
、Ｂｉ酸化物およびＳｎ酸化物を均一に分散せしむると
共に結晶粒を微細化するのに効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）銀を主成分とし、これに金属成分が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、Ｂｉ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）銀を主成分とし、これに金属成分が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、Ｂｉ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。