JPH03503785A - 電力用開閉装置に使用するための特に低圧スイツチにおける接触片用の銀をベースとする焼結接点材料 - 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】 電力用開閉装置に使用するだめの特に低圧スイッチにおける接触片用の銀をベー スとする焼結接点材料 本発明は、銀の他に少なくとも一種の高融点金属、合金及び／又は金属化合物を 有効成分として含む、電力用開閉装置に使用するための、特に低圧スイッチにお ける接触片用の銀をベースとする焼結接点材料に関する。本発明の場合電力用開 閉装置とはもっばら気中開閉装置を意味する。

電力用の低圧開閉装置、例えば電力遮断器並びに直流及び補助接触器における接 触片に対しては、長い開銀−金属（ＡｇＭｅ）系の接点材料が適切なものとして 使用されてきた。この接点材料の木質的な成分は従来銀−ニッケル（ＡｇＮｉ） 系であった。接点系での銀−ニッケルの優れた特性は公知であり、接点材料に対 する試験法と共に例えば「インターナショナル・ジャーナル・オブ・パウダー・ メタルルギー・アン１゛・パウダー・テクノロジ・−」１２巻（１９７６年）、 第２１９〜２２８頁に記載されている。

しかし最近、ニッケル粉は発癌作用を有することが判明した。

従って数年来、ニッケルを他の金属又は合金又は金属化合物にょって代える試み がなされている。しかしこれらの新材料はＡ　ｇ　Ｎ　ｉ材料に類似した接点特 性スペクトルを有していなければならない。

従って本発明の課題は、接点特性を劣化させることなく、作用成分としてのニッ ケルが金属、合金又は金属化合物によって代えられている、最初に記載した形式 の接点材料を提供することにある。

この課題は本発明によれば、接点材料が銀（Ａｇ）の他に有効成分として少なく とも鉄（Ｆｅ）及び／又はチタン（Ｔ　ｉ　）を含むことによって解決される。

作用成分は材料中に５０重量％まで存在していてよい。

鉄又はチタンをそれぞれ単独で銀と組み合わせて存在することは未発明の枠内で 可能である。しかし鉄及びチタンは合金の形で存在することが好ましい。特に５ ０原子％近＜（’］４６重量％）の組成で、鉄及びチタンは、各特性を補足し合 う金属間相を形成する。

本発明の他の実施態様では接点材料は付加的に別の有効成分として金属の窒化物 及び／又は炭化物及び／又は硼化物を含んでいてもよい。これに関し２では特に チタンを、しかしまたジルコニウム又はタンタルも￥げることかできる。金属の 窒化物及び／又は炭化物及び／又は硼化物は主有効成分としての鉄−チータン含 有量に対して１〜５０重置％の含有量であってよい、窒化物、炭化物及び／又は 硼化物によってこれらの卑金属成分の量を増大させることができる。すなわち必 要な銀の量は削減することがでへる。

従ってこの材料は卑金属成分をＭ高５０重量％まで含んでいてよい。

本発明の他の詳細及び利点は次に記載する接触片を製造する実施例から明らかで あり、更に本発明による種々の材料組成に関する個々の例が記載されている表が 参考になる。

表には最高溶接力（Ｎ）９体積焼損（鵬３）及び接触抵抗（ｍ）に関する測定値 が記載されている。これらの測定値は総合的にそれぞれ接点材灯の特性スペクト ルを示し、この場合特に体積焼損は接点の可能な開閉数、すなわち接触片の耐用 寿命の重要な尺度であり、また接触抵抗は接触片における過温度に対する決定的 な基準である。各測定値はそれぞれＡｇ、Ｎｉ１Ｏの測定値と比較して示す。

接点材料を製造するためまず市販の銀粉末及び鉄又はチタン粉末、もしくはＦｅ Ｔｉ合金粉末並びに他の成分の各粉末から湿式混合により粉末混合物を製造する 。粉末の最大粒径は約２５μｍである。粉末混合物から２００ＭＰａの圧力で成 形形材をプレスして接触片にする。この接触片をろ・う付は法により接触片支持 体と確実に接続させる技術に関しては、このプレス過程で純粋な銀からなる第二 層を接触層と一緒にプ■／スすることにより有利に二層接触片にすることができ る。

成形形材の焼結は約８５０°Ｃの温度で真空中でか又は保護ガス下に約１時間行 う６引続きできるだけ少ない空隙率を得るために、焼結体を圧力１０００ＭＰａ で後プレス加工し１、再１１ｆ６５０’ｃで真空中でか又は保護ガス下に約１時 間焼結する。更にこうして製造した接触器の検量を１０００ＭＰａの圧力で行う 。

成形形材法に対して選択的に１、まず接点材料を押出しプレスにより帯状又は線 状に加工することによって接触片を製造することもできる。次いでこの半製品か ら正確な継ぎ目を有する接触片を分離することができる。

一連の実験で純粋なＦｅ粉末又はＴｉ粉末を用いて加工する以外に、特に鉄−チ タン合金粉末を用いて加工した。最良の特性は、鉄及びチタンが金属間相ＦｅＴ ｉを形成するＦｅＴｉ４６合金で得られる。この場合特にチタンは鉄の腐食傾向 を阻止（，７、従ってチタンが存在しない場合には接触片の長い耐用寿命にねた 。って鉄は損傷されることになる。

各側では有効成分の組成は主として、材＄４ＡｇＮｉｌｏ山のニッケルに相当す る約１容量部に匹敵するように選択する。

別の個々の例ではＦｅＴｉ４６含Ｔｉ４して窒化チタン及び／又は炭化チタンを 加える。その重量部は鉄−チタン含有量に対して１〜５０％であるように測定す る。全体として各側では、材料が卑金属成分を最高５０重量％含むように考慮す べきである。

上記の処方に基づいて製造した前記材料からなる接触片により、試験用スイッチ で一定の試験条件下に投入電流１０００Ａ及び遮断電流１０００Ａで公知のよう にして開閉数５００回にわたり、体積焼損の溶接力及び接触抵抗が確認された。

この結果を表にまとめ、通常のＡｇＮｉ１Ｏ材料の測定値と比較する。

表は、最高溶接力がすべての例において公知のＡｇＮｉ１Ｏ比較柑料での最高溶 接力を著しくは凌駕し、ないことを示す。これに対し体積焼損は例外なく比較材 料のそれ以下である。接触抵抗はそれぞれ同しオーダー内にあるが、一部は一層 高い値を示す。

しかし個々の値を組み合わせることによって得られる接点特性スベク）・ルはそ れぞれ、Ａ　ｇ　Ｎ　ｉ　］、　Ｏと比較可能の値を示す。従って上記の接点材 料はＡ　ｇ　Ｎ　！　＃料と代えることができ、その結果発癌性ニッケルは完全 に排除することができる。

別の例では上記の各金属化合物の他に付加的な有効成分として硼化物も使用する ことができる。特に硼化ジルコニウム又は硼化タンタルは良好な特性を期待する ことができ、この場合それぞれ硼化物は炭化物及び／又は窒化物と組み合わせる ことが可能である。

表 例　　　　組　成　　　　最大溶接力　体積焼損　　　　接触抵抗Ｆｓ、、、　 （Ｎ）　　ΔＶｓｏｏ（ｍ’）　　　ＲＫＩ　（ｍΩ）比較材料　ＡｇＮｉ１Ｏ ５５０４５０，０３Ｉ　　　ＡｇＦｅ９　　　　　　７２３　　　１２　　　　 　　０．０３２　　　ＡｇＦｅ２Ｏ４０３７０，０５３ＡｇＦｅ５０　　　　　 　１６０　　　　２　　　　　　０．０９４　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ２０）７．９ 　　２９７　　　２１　　　　　　０．　Ｏ５５Ａｇ（ＦｅＴｉ３０）７．５　 　３３２　　　１９　　　　　　０．０５６　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ４６）６．７ 　　３６３　　　２１　　　　　　０．０３７　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ４０）６． ４　　４５６　　　３　Ｂ　　　　　　　０．０４８　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ３０ ）７　　　６２６　　　３３　　　　　　０．０５９　　　ＡｇＴｉ５．３　　 　　　　　Ｂ４６　　　２３　　　　　　０．０５１０　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ２ ０）１５　　　１７９　　　１　Ｂ　　　　　　　０．０８１　１　　　　　　 Ａｇ（ＦｅＴｉ４６）５．６　　　　　２　５　０　　　　　　　１　７　　　 　　　　　　　　　　０．０　４１Ｎ１ １２　　　Ａｇ（ＦｅＴｉ４６）６　　　３８２　　　２１　　　　　　０．０ ６ＴｉＣ０，５ ＺｒＢｔＯ，２５ １３Ａｇ（ＦｅＴｉ４６）５．５　　３５１　　　２７　　　　　　０．０４Ｔ ａＣ０，５ 国際Ａ虐ｆ報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．銀の他に少なくとも一種の高融点金属、合金又は金属化合物を有効成分とし て含む電力用開閉装置に使用するための、特に低圧スイッチにおける接触片用の 銀をベースとする焼結接点材料において、銀（Ａｇ）の他に有効成分として少な くとも鉄（Ｆｅ）及び／又はチタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする焼結接点材 料。
2. ２．有効成分の量が２〜５０重量％であることを特徴とする請求項１記載の焼結 接点材料。
3. ３．有効成分の量が４０％より少ないことを特徴とする請求項２記載の焼結接点 材料。
4. ４．有効成分の量が３０％より少ないことを特徴とする請求項３記載の焼結接点 材料。
5. ５．有効成分の量が２０％より少ないことを特徴とする請求項４記載の焼結接点 材料。
6. ６．鉄（Ｆｅ）及びチタン（Ｔｉ）が合金化された形で存在することを特徴とす る請求項１記載の焼結接点材料。
7. ７．鉄（Ｆｅ）及びチタン（Ｔｉ）が約５４〜４６重量％存在し、金属間化合物 ＦｅＴｉを形成することを特徴とする請求項２記載の焼結接点材料。
8. ８．他の有効成分として金属の窒化物及び／又は炭化物及び／又は硼化物が存在 することを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の焼結接点材料。
9. ９．窒化物及び／又は炭化物及び／又は硼化物の量が、鉄及び／又はチタンの量 に対して１〜５０重量％であることを特徴とする請求項８記載の焼結接点材料。
10. １０．窒化物、炭化物及び／又は硼化物を形成する金属がチタンであることを特 徴とする請求項４記載の焼結接点材料。
11. １１．窒化物、炭化物及び／又は硼化物を形成する金属がジルコニウムであるこ とを特徴とする請求項４記載の焼結接点材料。
12. １２．窒化物、炭化物及び／又は硼化物を形成する金属がタンタルであることを 特徴とする請求項４記載の焼結接点材料。