JPH03223432A - Ａｇ―ＳｎＯ電気接点材料とその製法 - Google Patents
Ａｇ―ＳｎＯ電気接点材料とその製法Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01H1/00—Contacts
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- H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
- H01H1/0237—Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides
- H01H1/02372—Composite 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
- H01H1/02376—Composite 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
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、開閉器、遮断器、接続器等の電気機器に広く
用いられている電気接点用材料に関するものである。
用いられている電気接点用材料に関するものである。
特に、この発明になる電気接点材料はＡｇとＳｎを溶解
したＡｇ−Ｓｎ合金を内部酸化したものであって、Ａｇ
粉末と酸化Ｓｎ粉末を混合して焼結したものとは異なる
。
したＡｇ−Ｓｎ合金を内部酸化したものであって、Ａｇ
粉末と酸化Ｓｎ粉末を混合して焼結したものとは異なる
。
（ロ）従来の技術と問題点
Ａｇをマトリックスとし、その溶解金属であるＳｎを内
部酸化してＳｎ酸化物としたＡｇ−Ｓｎ酸化物合金は、
上述した種類の電気接点材料として今［Ｉ広く用いられ
ている。
部酸化してＳｎ酸化物としたＡｇ−Ｓｎ酸化物合金は、
上述した種類の電気接点材料として今［Ｉ広く用いられ
ている。
Ｌｍ様な電気接点材料としては、Ａｇ−Ｃｄ酸化物合金
が知られるところであるが、Ｃｄは有害成分であるので
、公害防止の面からみてＡｇ−Ｓｎ酸化物合金の電気接
点材料がより広く使われるようになって来た。
が知られるところであるが、Ｃｄは有害成分であるので
、公害防止の面からみてＡｇ−Ｓｎ酸化物合金の電気接
点材料がより広く使われるようになって来た。
ところが、Ａｇマトリ−７クス中のＳｎが重量比で約５
％以上になるときには、このＳｎの全量をＡｇマトリッ
クスの外方から内方へ浸透、拡散する酸素によって完全
に内部酸化することが難しいことば、つとに知られてい
る。
％以上になるときには、このＳｎの全量をＡｇマトリッ
クスの外方から内方へ浸透、拡散する酸素によって完全
に内部酸化することが難しいことば、つとに知られてい
る。
例えば、１９６６年４月付の西ドイツＤＯＤＵＣＯ社の
インフォメーション（登録番号１−１１）には、５％の
Ｓｎを含むＡｇ−Ｓｎ合金は、内部酸化によってはＳｎ
を酸化することができないと、記載されている。これは
、合金の表面から深部への酸化の進行を阻止するＳｎの
偏析層が合金の表面部に形成されてしまうためであると
、記述されている。このことは、今日でも電気接点材料
の関係業界の人々によって広く認識されているところで
ある。
インフォメーション（登録番号１−１１）には、５％の
Ｓｎを含むＡｇ−Ｓｎ合金は、内部酸化によってはＳｎ
を酸化することができないと、記載されている。これは
、合金の表面から深部への酸化の進行を阻止するＳｎの
偏析層が合金の表面部に形成されてしまうためであると
、記述されている。このことは、今日でも電気接点材料
の関係業界の人々によって広く認識されているところで
ある。
このため、拡散速度のＶい、即ち酸素を担持してＡｇマ
トリックスの内方へ酸素を伝播する能力のある補助溶質
金属を併用することが必須となる。このような補助溶質
金属の代表的なものとしてはＩｎとＢｉがある。
トリックスの内方へ酸素を伝播する能力のある補助溶質
金属を併用することが必須となる。このような補助溶質
金属の代表的なものとしてはＩｎとＢｉがある。
このような補助溶解金属としてＩｎを使った電気接点材
料としては、アメリカ合衆国特ｒ′ｆ−第３９３３４８
５号に記載されるＡｇ−３ｎ−Ｉｎ系合金を内部酸化し
たものがある。この電気接点材料は、５〜１０重量％の
Ｓｎと１．０〜６重量％のＩｎを含む銀合金を内部酸化
したもので、今日使用されている電気接点材料の中では
最も優れたものの一つである。
料としては、アメリカ合衆国特ｒ′ｆ−第３９３３４８
５号に記載されるＡｇ−３ｎ−Ｉｎ系合金を内部酸化し
たものがある。この電気接点材料は、５〜１０重量％の
Ｓｎと１．０〜６重量％のＩｎを含む銀合金を内部酸化
したもので、今日使用されている電気接点材料の中では
最も優れたものの一つである。
しかし、補助溶解金属として優れた役割をこのように果
すＩｎを用いても、５％以］−のＳｎをＡｇマトリック
ス中で均一に内部酸化することは難しく、Ａｇマトリッ
クスの外表面部にＳｎ酸化物が時として過度に偏析し、
エアータイトになってサブスケールを作り、一方銀マト
リックスの内方中心部ではＳｎ酸化物が稀薄になること
がある。
すＩｎを用いても、５％以］−のＳｎをＡｇマトリック
ス中で均一に内部酸化することは難しく、Ａｇマトリッ
クスの外表面部にＳｎ酸化物が時として過度に偏析し、
エアータイトになってサブスケールを作り、一方銀マト
リックスの内方中心部ではＳｎ酸化物が稀薄になること
がある。
また、Ｉｎ％化物やＢｉ酸化物は耐火性が低く、比較的
脆い金属酸化物であるので、できればＩｎやＢｉを使わ
ないでＳｎを内部酸化することが望ましい。
脆い金属酸化物であるので、できればＩｎやＢｉを使わ
ないでＳｎを内部酸化することが望ましい。
更にまた、Ａｇ−Ｓｎ合金に比して、ＩｎやＢｉを使っ
た三元系の合金であるＡｇ−ＳｎＩｎ合金やＡｇ−Ｓｎ
−Ｂｉ金合金電導率が劣るので、この点からしてもでき
ればＩｎやＢｉを内部酸化のための補助溶質金属として
用いないことが望ましい。四元系、三元系のＡｇ合金が
二元系のＡｇ−Ｓｎ合金に比して、更に電導率が劣るこ
とは勿論である。
た三元系の合金であるＡｇ−ＳｎＩｎ合金やＡｇ−Ｓｎ
−Ｂｉ金合金電導率が劣るので、この点からしてもでき
ればＩｎやＢｉを内部酸化のための補助溶質金属として
用いないことが望ましい。四元系、三元系のＡｇ合金が
二元系のＡｇ−Ｓｎ合金に比して、更に電導率が劣るこ
とは勿論である。
（ハ）発明の開示
１、述したところに照して１本光明はＡｇにＳｎを５〜
２０重量％加えた溶解合金を内部酸化した全く新規な電
気接点材料を提供するものである。
２０重量％加えた溶解合金を内部酸化した全く新規な電
気接点材料を提供するものである。
Ｓｎの量は、得られた電気接点材料に耐火性をかえるた
めに、最低限で５重量％が必要であり、２０重量％以上
になると得られた電気接点材料が脆くなるので、２０重
量％が上限値である。
めに、最低限で５重量％が必要であり、２０重量％以上
になると得られた電気接点材料が脆くなるので、２０重
量％が上限値である。
この発明では、ＡｇマトリックスにＳｎのみを加えた二
元系の溶解Ａｇ合金を内部酸化したものであるが、必要
によっては、Ｆｅ族元素金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）の一
つ或は複数を加えてもよい。これは、内部酸化を促進、
補助するものではなく、あくまでも得られる電気接点材
料の合金組織を微細にするためである。この目的のため
に、Ｆｅ族元素金属の添加量は０．００１〜１重量％が
好適である。
元系の溶解Ａｇ合金を内部酸化したものであるが、必要
によっては、Ｆｅ族元素金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）の一
つ或は複数を加えてもよい。これは、内部酸化を促進、
補助するものではなく、あくまでも得られる電気接点材
料の合金組織を微細にするためである。この目的のため
に、Ｆｅ族元素金属の添加量は０．００１〜１重量％が
好適である。
この発明は、上記した新規な電気接点材料の製法をも提
供するものである。
供するものである。
即ち、本発明者は今まで不可能であったＡｇ−５Ｊ１５
〜２０重量％合金の内部酸化が、内部酸化時の酸素雰囲
気を１０ａｔｍ以上にすれば完全に完了できることを多
数の実験を繰返すことにより発見した。これは、全く新
規な本発明者の知見である。
〜２０重量％合金の内部酸化が、内部酸化時の酸素雰囲
気を１０ａｔｍ以上にすれば完全に完了できることを多
数の実験を繰返すことにより発見した。これは、全く新
規な本発明者の知見である。
Ａｇ合金を内部酸化して電気接点材料を作るとき、Ａｇ
マトリックスを活性化して外部の酸素を該Ａｇマトリッ
クスがその中に取り込むように、Ａｇマトリックスを加
熱する。この温度は通常５００〜７５０℃である。
マトリックスを活性化して外部の酸素を該Ａｇマトリッ
クスがその中に取り込むように、Ａｇマトリックスを加
熱する。この温度は通常５００〜７５０℃である。
上述したように、Ａｇ−３ｎ５〜２０％合金の内部酸化
は１０ａｔｍ以上の酸素雰囲気中で行なえば可能である
が、酸素気圧が高いほど加熱温度を低めにすることが望
ましいことが分った。
は１０ａｔｍ以上の酸素雰囲気中で行なえば可能である
が、酸素気圧が高いほど加熱温度を低めにすることが望
ましいことが分った。
これは、酸素気圧が高くしかも加熱温度も高くしてＡｇ
マトリックスが過度に活性化されると。
マトリックスが過度に活性化されると。
Ａｇマトリックス中への酸素の取り込み量が過度に多く
なり、Ａｇマトリックス中のＳｎの酸化速度が早過ぎて
合金の表面部分にＳｎ酸化物が偏析してサブスケールが
できてしまうことを避けるためである。
なり、Ａｇマトリックス中のＳｎの酸化速度が早過ぎて
合金の表面部分にＳｎ酸化物が偏析してサブスケールが
できてしまうことを避けるためである。
即ち、酸素気圧が１０ａｔｍ以上で比較的に低い時には
、加熱温度を上記した約−５００〜７５０℃の範囲内で
比較的高くし、反対に酸素気圧が１０ａｔｍ以上で比較
的に高い時には、加熱温度を上記した範囲内で比較的低
くすることが望ましい。
、加熱温度を上記した約−５００〜７５０℃の範囲内で
比較的高くし、反対に酸素気圧が１０ａｔｍ以上で比較
的に高い時には、加熱温度を上記した範囲内で比較的低
くすることが望ましい。
また、このようにして上記した合金を内部酸化するとき
１合金を液相を含まない固相で内部酸化することが好ま
しい、これは、もし合金が液相を帯びると、内部酸化さ
れた金属酸化物が合金表面に移行してサブスケールを作
る虞れがあるからである。
１合金を液相を含まない固相で内部酸化することが好ま
しい、これは、もし合金が液相を帯びると、内部酸化さ
れた金属酸化物が合金表面に移行してサブスケールを作
る虞れがあるからである。
従って、加熱温度が上記した範囲の下限の約５００℃で
あるときに、酸素気圧は高いほどよいが、合金の液相化
を避けかつ工業的に実施可能な酸素気圧として約２００
ａｔ腸までが望ましい。
あるときに、酸素気圧は高いほどよいが、合金の液相化
を避けかつ工業的に実施可能な酸素気圧として約２００
ａｔ腸までが望ましい。
これらを換言すれば、この発明において、Ａｇ−３ｎ５
〜２０％の溶解合金を内部酸化するとき、酸素気圧の下
限と上限は１０ａｔｍと２００ａｔ層であり、その時の
加熱温度はこれに対応して上述した如く約り５０℃〜約
５００℃であることが望ましい。
〜２０％の溶解合金を内部酸化するとき、酸素気圧の下
限と上限は１０ａｔｍと２００ａｔ層であり、その時の
加熱温度はこれに対応して上述した如く約り５０℃〜約
５００℃であることが望ましい。
以下、この発明を実施例を参照して更に詳細に説明する
。
。
（ニ）実施例
（１）Ａｇ−３Ｈ６％
（２）Ａｇ−Ｓｎ６％−Ｎ ｉ Ｏ，２％−上記した組
成分Ｃ％は重量％、以下同じ）の合金を溶解してインゴ
ット（径１２０ｍ５で長さ４０■）とし、これを熱間押
出しで厚さ３０謬層で輻５０−腸の角棒とした。これを
長さ５００■に切断し、そのＬ下両面の３ｍｍをシェー
バ−で機械研削して、厚さ２４■璽で輻５１０腸■、長
さ５００層鳳０角棒を得た。
成分Ｃ％は重量％、以下同じ）の合金を溶解してインゴ
ット（径１２０ｍ５で長さ４０■）とし、これを熱間押
出しで厚さ３０謬層で輻５０−腸の角棒とした。これを
長さ５００■に切断し、そのＬ下両面の３ｍｍをシェー
バ−で機械研削して、厚さ２４■璽で輻５１０腸■、長
さ５００層鳳０角棒を得た。
この角棒の下面に２．５■厚さの純銀を裏張りして、厚
さが１．２腸■となるように圧延し、更にこれを径６１
ポンチで打抜いて、銀が裏張りされた径６１で厚さ１．
２Ｈのディスク型接点材を得、この接点材を酸素気圧２
５ａｔｍ、加熱温度７００℃で４８時間酸化焙焼した。
さが１．２腸■となるように圧延し、更にこれを径６１
ポンチで打抜いて、銀が裏張りされた径６１で厚さ１．
２Ｈのディスク型接点材を得、この接点材を酸素気圧２
５ａｔｍ、加熱温度７００℃で４８時間酸化焙焼した。
得られた接点材の縦断面を顕微鏡で観察したところ、表
面部にサブスケールが生じることなく、Ｓｎが完全に内
部酸化されていることが認められた。
面部にサブスケールが生じることなく、Ｓｎが完全に内
部酸化されていることが認められた。
Ｓｎ酸化物の粒子は微細でＡｇ粒界に関係なく銀マトリ
ツクス中に均一に析出していることが認められた。また
、Ｓｎ＃化物の析出分布と組織は誠にきれいで、あたか
も粉末冶金法によって作られたＡｇ粉末−３ｎ酸化物粉
末合金の如くに均一できれいであった。
ツクス中に均一に析出していることが認められた。また
、Ｓｎ＃化物の析出分布と組織は誠にきれいで、あたか
も粉末冶金法によって作られたＡｇ粉末−３ｎ酸化物粉
末合金の如くに均一できれいであった。
対比のために、次の合金（３）を作り、これを内部酸化
して接点材を作った。この接点材は、今日使われる接点
材のうちで最も優秀な接点性能をもつものの一つである
。
して接点材を作った。この接点材は、今日使われる接点
材のうちで最も優秀な接点性能をもつものの一つである
。
（３）Ａｇ−Ｓｎ６％−Ｉｎ１％−Ｎ ｉ Ｏ，２％上
記したと同様にしてディスク型接点材を得、この接点材
を酸素気圧が常圧のＬａｔｉｎ、加熱温度６２０℃で２
４時間酸化焙焼した。
記したと同様にしてディスク型接点材を得、この接点材
を酸素気圧が常圧のＬａｔｉｎ、加熱温度６２０℃で２
４時間酸化焙焼した。
この内部酸化した接点材（３）を顕微鏡で同様に観察し
た。その結果、Ｓｎは完全に内部酸化されていることが
認められたが、Ｓｎ酸化物はＡｇ粒界に沿って鱗片状に
析出し、その析出粒子は上記した（１）と（２）に比し
てはるかに粗いものであった。
た。その結果、Ｓｎは完全に内部酸化されていることが
認められたが、Ｓｎ酸化物はＡｇ粒界に沿って鱗片状に
析出し、その析出粒子は上記した（１）と（２）に比し
てはるかに粗いものであった。
上記した接点材（１） 、 （２） 、 （３）の
硬ざ（ＨＲＦ）と電導率（ＩＡＣ３％）は以下の通りで
あつた。
硬ざ（ＨＲＦ）と電導率（ＩＡＣ３％）は以下の通りで
あつた。
硬さ 電導率
（１） ７８ ７２
（２） ８０ ７０
（３） ９５ ５５
耐溶着試験［電圧ＤＣ２４０Ｖ、初期電流（コンデンサ
ー電流からの放電電流）７００Ａ、接触圧力２００ｇ、
試験回数２０回］による溶着回数は以下の通りであった
。
ー電流からの放電電流）７００Ａ、接触圧力２００ｇ、
試験回数２０回］による溶着回数は以下の通りであった
。
（１） ０
（２）０
（３）Ｏ
また、ＡＳＴＭ法テストによる消耗ｔ（Ｉｉ位：■ｇ）
は１次の通りであった。
は１次の通りであった。
試験条件：電圧ＡＣ２００Ｖ、電波５０Ａ、接触圧力４
００ｇ、開離力６００ｇ （＋） １０ （２）８ （３） １５ （ホ）発明の効果 この発明は、−Ｌ述したように内部酸化したＡｇＳｎ５
〜２０％合金になる全く新規な電気接点材料を提供する
ものであり、上記した結果からも分る通り、該電気接点
材料は電気接点特性に優れ、金属酸化物が超微細で均一
に分散した内部酸化した実質的に二元系のＡｇ−Ｓｎ合
金になる電気接点材料を提供することができるのである
。
００ｇ、開離力６００ｇ （＋） １０ （２）８ （３） １５ （ホ）発明の効果 この発明は、−Ｌ述したように内部酸化したＡｇＳｎ５
〜２０％合金になる全く新規な電気接点材料を提供する
ものであり、上記した結果からも分る通り、該電気接点
材料は電気接点特性に優れ、金属酸化物が超微細で均一
に分散した内部酸化した実質的に二元系のＡｇ−Ｓｎ合
金になる電気接点材料を提供することができるのである
。
Claims (8)
- （１）Ａｇ−Ｓｎ（５〜２０重量％）の溶解合金を内部
酸化したＡｇ−ＳｎＯ電気接点材料。 - （２）前記溶解合金にはＦｅ族元素金属（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ）の一或は複数を０．００１〜１重量％で含有する
特許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 - （３）酸素気圧１０ａｔｍ以上の雰囲気下で前記溶解合
金が液相を含まない固相の状態で内部酸化した特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の電気接点材料。 - （４）酸素気圧１０ａｔｍ以上２００ａｔｍまでの雰囲
気下で温度７５０〜５００℃で加熱して内部酸化した特
許請求の範囲第１項，第２項又は第３項記載の電気接点
材料。 - （５）Ａｇ−Ｓｎ（５〜２０重量％）の溶解合金を酸素
気圧１０ａｔｍ以上の雰囲気下で該溶解合金が液相を含
まない固相の状態で内部酸化することを特徴とするＡｇ
−ＳｎＯ電気接点材料の製法。 - （６）前記溶解合金にはＦｅ族元素金属（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ）の一或は複数を０．００１〜１重量％で含有して
なる特許請求の範囲第５項記載の電気接点材料の製法。 - （７）前記酸素気圧が１０ａｔｍ以上２００ａｔｍまで
である特許請求の範囲第５項又は第６項記載の電気接点
材料の製法。 - （８）７５０〜５００℃の温度下で加熱してなる特許請
求の範囲第７項記載の電気接点材料の製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1751490A JPH03223432A (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Ａｇ―ＳｎＯ電気接点材料とその製法 |
| CA 2009671 CA2009671A1 (en) | 1990-01-26 | 1990-02-09 | Ag-sno electrical contact materials and manufacturing method thereof |
| US07/726,314 US5147728A (en) | 1990-01-26 | 1991-07-05 | Ag-SnO2 electrical contact materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1751490A JPH03223432A (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Ａｇ―ＳｎＯ電気接点材料とその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223432A true JPH03223432A (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=11946078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1751490A Pending JPH03223432A (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Ａｇ―ＳｎＯ電気接点材料とその製法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03223432A (ja) |
| CA (1) | CA2009671A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102401A (ja) * | 2011-11-09 | 2012-05-31 | Tokuriki Honten Co Ltd | Ａｇ−酸化物系電気接点材料 |
| CN110802224A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 三菱电机株式会社 | 银镍氧化锡复合粉体及银镍氧化锡电接触材料的制备方法 |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP1751490A patent/JPH03223432A/ja active Pending
- 1990-02-09 CA CA 2009671 patent/CA2009671A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012102401A (ja) * | 2011-11-09 | 2012-05-31 | Tokuriki Honten Co Ltd | Ａｇ−酸化物系電気接点材料 |
| CN110802224A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 三菱电机株式会社 | 银镍氧化锡复合粉体及银镍氧化锡电接触材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2009671A1 (en) | 1991-07-26 |
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