JPH0336223A - 銀酸化カドミウム系電気接点材料及びその製造方法 - 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） 本発明は銀酸化カドミウム系電気接点材料及びその製造
方法に関する。

（従来の技術） リレー、スイッチ、ブレーカ−等に使用される銀酸化物
系電気接点材料としては、銀酸化カドミウム系、銀酸化
錫系或いは銀酸化インジウム系の材料が実用化されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、銀酸化カドミウム系の材料は、接点表面に酸
化カドミウムの脱落層が形成され、低い温度上昇の値を
示すものの、耐溶着性に劣っていた。従って継電器を設
計する場合、開底アークの発生を抑え、開離力を高める
等の工夫が必要とされていた。また銀酸化錫系の材料は
、酸化物の熱的安定性の為に、銀酸化カドミウム系の材
料のような酸化物の脱落層が接点表面に形成されること
は無いが、酸化錫の凝集層が形成され易く、接触抵抗や
温度上昇の点を考慮し、接触力を上げる等の工夫が必要
であった。銀酸化錫インジウム系の材料に関しても同様
の傾向を示すものである。

一方、銀酸化物系電気接点材料の製造方法には、粉末冶
金法と内部酸化法とがあり、内部酸化法は前酸化法と後
酸化法に大別できる。

接点の最終形状に加工した後に内部酸化を行う後酸化法
では酸化前に発生する回収材の再利用が容易であり、特
に銀等と接合して使用する場合には低コストで製造でき
る方法であることが一般に知られている。然し乍ら、添
加物の含有量が多かったり、特にビスマスを含有する酸
化前の合金では加工性が悪く、粒界に低融点のビスマス
を多く含有する成分が集まる為、加工中に粒界破壊が起
り、従って後酸化法を適用できなかった。また添加物量
が多くなると酸化時に体積膨張による割れが発生し易い
ことも後酸化法を適用できない要因であった。

そこで本発明は、銀酸化物系電気接点材料と同等の耐溶
着性と耐消耗性を有し、従来の銀酸化カドミウム系電気
接点材料に匹敵する温度上昇の低さを合わせ持つ銀酸化
カドミウム系電気接点材料及びその製造方法を提供しよ
うどするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するだめの本発明の銀酸化カドミウム系
電気接点材料の１つは、カドミウム６〜１６重量％と、
ビスマス２〜５重量％と、残部銀より成る材料が内部酸
化されて成るものである。

本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の他の１つは
、カドミウム６〜１６重量％と、ビスマス２〜５重量％
と、ニッケル０．０５〜２重量％又は錫０．１〜３重量
％のいずれか１種と、残部銀より成る材料が内部酸化さ
れて成るものである。

本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の製造方法は
、カドミウム６〜１６重量％と、ビスマス２〜５重量％
と、残部銀より成る材料、又はこの材料にさらにニッケ
ル０．０５〜２重量％、ｉｏ、１〜３重量％のいずれか
１種が添加されて成る材料のビレットを銀の円筒に挿入
し、次にこれを押出加工し、引抜加工により細線化、あ
るいは圧延加工により帯材とした後に内部酸化を行い、
然る後接触部となる面に銀酸化カドミウム系電気接点材
料を露出することを特徴とするものである。

（作用） 前記本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の１つは
、鎖中に６〜１６重量％のカドミウムと２〜５重量％の
ビスマスが酸化されて分散しているので、電気接点とし
て使用した場合、カドミウム及びビスマスの揮発性酸化
物が適度の消耗をもたらし、アーク及びジュール熱によ
って発生する接点表面の変質層が除去されることは勿論
のこと、耐溶着性、加工性に優れるものである。

ここで６〜１６重量％のカドミウム及び２〜５重量％の
ビスマスが酸化されて分散しているのは、夫々６重量％
未満、２重量％未満では耐溶着性が得られず、また夫々
１６重量％、５重量％を超えると加工性が著しく劣化す
るからである。

また前記本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の他
の１つは、鎖中に６〜１６重量％のカドミウムと２〜５
重量％のビスマスが酸化されて分散している外、ニッケ
ル０．０５〜２重量％と錫０．１〜３重量％が酸化され
て分散しているので、上記と同様の特性を有するほか、
酸化物粒子が小さく、消耗量が少なくて耐消耗性に優れ
るものである。

ここで０．０５〜２重量％のニッケル及び０．１〜３重
量％の錫が酸化されて分散しているのは、夫々０．０５
重量％、０．１重量％未滴では耐消耗性が得られず、ニ
ッケル２重量％を超えると固溶範囲を超えたＮ１が粗大
に析出して耐消耗性が劣化するからであり、錫３重量％
を超えると接点開閉時に接点表面層に酸化物の凝集がみ
られ、温度上昇と接触抵抗の増加をもたらすからである
。

さらに前記本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の
製造方法は、線又は帯材に加工中及び内部酸化時に接点
材料を銀で保護しているので、加工時の断線及び内部酸
化時の体積膨張による酸化割れを防止できる。接触部と
なる面の銀を取除き、一方の面に銀を残しておくことに
より、接点溶接時の溶接性及びろう付は性を確保するこ
とが可能で、接点材料及びバッキングプレートを個別に
製作した後でクラッドする方法に比べ安価に製作できる
。

（実施例） 本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料及びその製造
方法の実施例を比較例および従来例と共に説明する。

先ず実施例について説明すると、下記の表に示す実施例
１〜４の成分組成の合金をカーボンるつぼで溶解後、銅
鋳型に鋳造し、直径４０ｍｍ、長さ８０ｍｍのビレット
を得た。次にこのビレットを一端面を封じた外径５０ｍ
ｍ、内径４０ｍｍ、長さ８０＋ｎｍの銀の筒に挿入後３
５０〜６００℃の範囲の温度で熱間押出加工を行い直径
５ｍｍの線材を得た。次いでこの線材を１５〜３５％の
加工率で引抜加工を行って直径３ｍｎ＋の線材を得た。

次にこの線材を厚さ１．５ｍｍ、幅３．５ｍｍまで圧延
加工して帯材を得た。尚、この間焼鈍のため４００〜６
５０℃の範囲の温度で熱処理し、組織の粗大化を防ぐた
め急冷する操作を数回行った。

こうして得られた帯材を５００〜７００℃、６気圧で内
部酸化した後、帯材の一方の面の銀を切削加工して接点
材料を露出した。そして最終仕上げ圧延加工を行って、
厚さ１　ｍｍ、幅３．２ｍｍの銀酸化カドミウム系電気
接点帯材を得た。

また比較例として下記の表に示す比較例１〜５の成分組
成の合金から実施例と同様の方法で直径５ｍｍの銀クラ
ツド線材を得た。次いでこの線材を１５〜３５％の加工
率で引抜加工を行ったところ、比較例２の線材は加工率
１５％の第１回目の引抜加工中に破断したが、他の材料
は直径３ｍｍの線材とすることができた。次いで比較例
２の成分を除く組成の線材より、実施例と同様の加工に
よって厚さ１　ｍｍ、幅３．２ｍｍの銀酸化カドミウム
系電気接点材料を得た。

次に従来例について説明すると、下記の表に示す従来例
１．２の成分組成の合金をカーボンるつぼで溶解後、Ｎ
２ガス５ａｔｍ／ｃｎｔの圧力で水中に噴霧し、粉末を
得た。次にこの粉末を乾燥後、１５〜＋２００メツシー
の粉末を得てこれを直径５０肛、長さ８０ｍｍのビレッ
トに圧ｍ成形した。次いで５００〜７００℃、６気圧で
内部酸化した後、焼結、圧縮を４回繰り返した。次にこ
のビレットを押出、引抜加工１．て、直径３ｍｎ＋の線
材を得た。次いでこの線材を厚さ０．９ｍｍ、幅３．２
ｍｍまで圧延加工して帯材となし、この帯材を別途作成
した厚さ０１ｍｍの銀の帯材に接合し、幅３．２ｍｍ、
厚さ１　ｍｍの銀酸化カドミウム系及び銀酸化銀系の電
気接点帯材を得た。

こうして得た実施例１〜４、比較例１〜５及び従来例１
．２の電気接点帯材を長さ３ｍｍにカットし、可動及び
固定接点用燐青銅の合材に溶接し、リレー６９台ずつに
より下記の条、件で接点試験を行い、溶着に至る迄の開
閉回数を測定し、また各リレーの固定接点に熱電対を取
付け、温度測定を行うと共に１０万回開閉後の消耗量を
測定した処下記の表に示すような結果を得た。なお、１
０万回までに溶着した接点は強制的に開離し、再度１０
万回に至る迄開閉を行った。

試験条件 電 流 ４０〜ｌ０Ａ （ＣＯ３− １） 電 圧 ００ ■ 接触圧 ０ｇ 開離圧 ５ｇ （以下余白） ■ ■ 上記の表で明らかなように実施例の電気接点帯材は、比
較例１．４および従来例の電気接点帯材よりも溶着に至
る迄の開閉回数が多く耐溶着性に優れていることが判る
。また実施例の電気接点帯材は、従来例１のＡｇ−Ｃｃ
ｉ０１２％の電気接点帯材ど同等に温度上昇が少なく、
比較例５および従来例２のＡｇ　　５ｎ０２１２％の電
気接点帯材のような温度上昇がないので、接触抵抗が増
加せず、安定していることが判る。さらに実施例の電気
接点帯材は、従来例１のＡｇ−Ｃｃｉ○１２％の電気接
点帯材よりも消耗量が著しく少なく、従来例２のＡｇ−
３ｎＯ□１２％の電気接点帯材と同等に消耗量が少なく
て耐消耗性に優れていることがわかる。

なお、比較例３ではＳ　ｎ　０．０１％の添加によって
も実施例１と同様の結果しか得られなかった。

（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の銀酸化カドミウム系電
気接点材料は、従来の銀酸化錫系電気接点材料と同等の
優れた耐溶着性と耐消耗性を有し、且つ従来の銀酸化カ
ドミウム系電気接点材料に匹２ 敵する温度上昇の低さを有し、安定した低い接触抵抗を
示すので、リレー、スイッチ、ブレーカ−等に使用する
電気接点材料として極めて効用がある。

また本発明の銀酸化カドミウム系電気接点材料の製造方
法によれば、上記の優れた銀酸化カドミウム電気接点材
料を酸化割れを防止し乍ら安価に容易に製造できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カドミウム６〜１６重量％と、ビスマス２〜５重
   量％と、残部銀より成る材料が内部酸化されて成る銀酸
   化カドミウム系電気接点材料。
2. （２）カドミウム６〜１６重量％と、ビスマス２〜５重
   量％と、ニッケル０．０５〜２重量％又は錫０．１〜３
   重量のいずれか１種と、残部銀より成る材料が内部酸化
   されて成る銀酸化カドミウム系電気接点材料。
3. （３）カドミウム６〜１６重量％と、ビスマス２〜５重
   量％と、残部銀より成る材料、又はこの材料にさらにニ
   ッケル０．０５〜２重量％、錫０．１〜３重量％のいず
   れか１種が添加されて成る材料のビレットを銀の円筒に
   挿入し、次にこれを押出加工し、引抜加工により細線化
   、あるいは圧延加工により帯材とした後に内部酸化を行
   い、然る後接触部となる面に銀酸化カドミウム系電気接
   点材料を露出させる加工を施すことを特徴とする銀酸化
   カドミウム系電気接点材料の製造方法。