JPH0364425A - 電気接点材料 - Google Patents

電気接点材料

Info

Publication number
JPH0364425A
JPH0364425A JP1198284A JP19828489A JPH0364425A JP H0364425 A JPH0364425 A JP H0364425A JP 1198284 A JP1198284 A JP 1198284A JP 19828489 A JP19828489 A JP 19828489A JP H0364425 A JPH0364425 A JP H0364425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact material
electrical contact
purity
grain size
average grain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1198284A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Watanabe
渡辺 幹男
Mitsuhiro Okumura
奥村 光弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP1198284A priority Critical patent/JPH0364425A/ja
Publication of JPH0364425A publication Critical patent/JPH0364425A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Contacts (AREA)

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〕 本発明は中負荷用遮断器などに好適に使用できる電気接
点材料に関する。
〔従来の技術〕
従来、中負荷用遮断器などの電気接点に用いられる材料
としては、Ag−WC(銀−炭化タングステン)系の接
点材料(たとえば特公昭39−28866号公報に開示
されているもの)が主として使われている。
しかしながら、Ag−1tlc系材料からなる接点は接
触力が小さいときは接触抵抗がかなり増加し、温度上昇
も大きくなるという問題点がある。また、耐溶着性の面
でも充分満足できるものではない。
これらの問題点を第3成分の添加により改良しようとす
る発明が数多くなされている。たとえば、グラファイト
を配合することにより接触抵抗および耐溶着性を改善し
たもの(たとえば特公昭447840号公報に開示され
ているもの)がその代表例としてあげられる。
従来の電気接点材料に用いられているllICは融点が
高く、硬度も大きいため、電気接点の耐アーク性および
耐溶着性の向上に効果があり、さらにグラファイトを含
む電気接点材料からなる電気接点は、開閉時に発生した
アーク熱によりグラファイトが還元性ガスになり、ll
ICの酸化を防止して温度上昇を抑えるとともにグラフ
ァイトの潤滑性により耐溶着性の向上に効果があると考
えられる。
しかし、グラファイトが添加された電気接点材料からな
る電気接点には、開閉を多数回繰返すと、開閉時のアー
クによる熱衝撃および機械的衝撃のためグラファイト粉
末のへき開、剥離などが生じ、接触抵抗および消耗量の
増大、ならびに#1縁特性の低下などが起こりやすくな
るという欠点がある。
したがって、従来の電気接点材料からなる電気接点では
、通電容量および遮断容量を大きくとれないこと、なら
びに接触子の接触圧力を小さくできないことなどのため
、遮断器の小型化や原価低減などが困難である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者らは上記のような問題点を解決するため、銀(
Ag)に種々の金属、合金、金属間化合物などを添加し
た材料を製造し、接点試験機またはノーヒユーズフレー
カに組込み、種々の実験を行った・ この結果、従来よく用いられているAg−1tlc合金
を製造する際に鉄(Fe)、ニッケル(N1)、コバ用
1〜(Co)などの鉄族金属を添加した合金を製造した
場合、これらの合金は耐アーク性はやや向上するものの
、接触抵抗が増大し、最終的に消耗量も増大することが
わかった。さらにこれらの合金では、アークによる昇温
の抑制による遮断性能の向」二や消弧性能の向上に寄与
するものはAgだけであって、uc、 Fe、 Nj、
 Goなどは高温における機械的強度は向上させるが、
遮断性能や消弧性能の向」二には効果がないことがわか
った。
また、−殻内に実施されているように前記の鉄族金属が
添加された合金の製造時に、さらにグラフアイ1−を添
加すると、接触抵抗や温度」二昇を抑制するという点で
効果があるものの、消耗量が増加するため、実用的でな
いことがわかった。このこともまた、Ag以外に消弧性
を発揮するものがないためである。
さらに、前記のグラファイトが添加された合金に、グラ
ファイトと反応して炭化物を生成するチタン(T’i)
、クロム(Cr)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)
などを添加し、Agの融点以上で焼結して合金を製造し
たが、Agとグラファイトの濡れ性が改善されたのみで
、電気接点材料としての基本的特性を向上させるには至
らなかった。
本発明は、」二記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、高価な銀の量をかなり少なくすることによ
って電気接点のコストを下げ、しかも銀の量が少なくて
も耐溶着性、耐消耗性および耐絶縁性を併せ持ち、かつ
温度」二昇が低くて実用性に優れた電気接点材料を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は耐溶着性、耐消耗性および耐絶縁性を併せ持ち
、かつ温度上昇が低い電気接点材料を得るため種々の実
験を行った結果、Ag、 TaN、 Cr2Taおよび
BNを共存させた電気接点材料が非常に優れた特性を示
すことが見出されたことによりなされたものである。
すなわち本発明は、Agを主成分とし、TaN 30〜
55重景%、重量、Ta O,5−5重量%およびBN
0.5〜5−5重量%を含有してなる電気接点材料であ
る。
本発明に用いられるAgは導電性の基材であり、接触の
信頼性を高めるうえで必要なものである。
また、アークの冷却などにも効果がある。たとえばAg
の平均粒径は1〜20μmのものが好ましい。
純度は99.5%以上が好ましく、99.9%以」二が
より好ましい。
本発明に用いられるTaNは接点の骨格として高4 温下での強度の向上に寄与し、さらに他の成分と相互に
作用して消弧能力を発揮する成分である。
たとえばTaNの平均粒径はt〜100μmが好ましく
、20〜40μmがより好ましい。純度は99.5%以
」二が好ましい。
本発明に用いられるCr2Taは他のJ成分、とくにT
aN、 BNと相互に作用して消弧能力を発揮し、遮断
性能を向上させる成分である。たとえばCr2Taの平
均粒径は0.5〜10μmが好ましく、0.5〜1μm
がより好ましい。純度は99%以上が好ましい。
また、本発明に用いられるBNはAg中にごく微細に分
散し、Agの強度を向上させると同時に他の成分と相互
に作用して、消弧能力を発揮する成分である。たとえば
BNの平均粒径は0.1〜1μmが好ましく、0.5〜
0.7μmがより好ましい。純度は99%以」二が好ま
しい。
本発明の電気接点材料中に含有されるTaNの量は30
〜55重量%であり、45〜50重量%であるのがさら
に好ましい。含有量が30重量%未満ではCr、Taや
BNの含有量に関係なく接点の消耗量が多くなり、逆に
55重重景を越えると接点の温度か上昇しやすくなる。
電気接点材料中に含有されるCr7Taの量は0.5〜
5重量%であり、l〜2重量%であるのがさらに好まし
い。また、電気接点材料中に含有されるBNの量は0.
5〜5重量%であり、0.5〜工重量%であるのがさら
に好ましい。Cr7TaおよびBNの割合がそれぞれ0
.5重量%未満では接点の消耗量が多く、逆に5重量%
を越えると接点の温度上昇、消耗量がともに大きくなる
またTaNの密度は14.1 g /−程度であり、従
来の電気接点材料に用いられているWCの密度15.6
g/−に比べて小さいため、回し体積の電気接点材料を
製造した場合は、本発明の電気接点材料は従来のものよ
りも高価なAgの量を少なくできる。すなわち、たとえ
ばAgが50重組閣のAg−WC合金はAgの体積%が
60であるが、TaNが47重量%以上のAgTaN合
金の緑の体積%は60以ドである。
本発明の電気接点材料は、たとえば次のようにして製造
することができる。
Ag、 TaN、 Cr2Ta、 BNの各粉末を配合
し、均一な組1戊になるように混合した後成形体を製造
する。
この成形体を真空中で900〜980℃に加熱し、圧力
100〜200kg/i、圧力保持時間5〜60分でホ
ットプレスを行うことにより本発明の電気接点材料を製
造することができる。
このようにして得られた本発明の電気接点材料の密度は
、理論密度の95%以」二である。
〔作 用〕
本発明の電気接点材料は、Ag中にTaN、Cr2Ta
およびBNが分散しているものであり、これらの相互作
用により高温強度に優れ、遮断性能、耐アーク性、耐溶
着性および耐消耗性が向」ニする。
〔実施例〕
次に実施例によって本発明の電気接点材料についてさら
に具体的に説明する。
実施例工〜5および比較例1〜6 (電気接点材料の製造) 第1表に示す平均粒径を有する各粒末を第工表に示す割
合で配合し、均一な組成になるように混合した後成形体
を作り、真空中で940’Cに加熱し、圧力200kg
/、ci、圧力保持時間30分でホラ1へプレスを行い
、電気接点材料を製造した。これらのホットプレスの密
度は理論密度の98%以上であった。
第1図は実施例2で製造した電気接点材料の金属組織を
示す倍率100倍の顕微鏡写真であり、第2図は比較例
1で製造した電気接点材料の金属組織を示す倍率100
倍の顕微鏡写真である。第1図および第2図から、従来
の電気接点材料ではUC部分とAg部分が分離して存在
しており、各々骨格と電気特性を受持つ構造になってい
るが、本発明の電気接点材料ではTaNが分散して骨格
をなし、Cr2TaおよびBNがAg中に分散して、各
成分が相互に作用して消弧性能を発揮しやすい構造にな
っていることがわかる。
(電気接点材料の特性評価) 上記の方法で製造された電気接点材料は、接点の評価試
験に適した形状や寸法(φ9mmX1;2nwn)に加
工し、ASTM式の試験装置を用いて性能試験を行った
。試験条件はAC220V、100A、接点の接触圧力
’Jkg/d、力率0.75、開閉頻度60回/分で1
万回の開閉を行った。1万同開閉後の温度上昇と消耗量
を第2表に示す。なお、温度」1昇は接点台金裏面に熱
電対をろう付けして測定し、消耗量はネジ式の台金を装
置から取外して重量測定し、試験前の重量からの減少量
を調べた。
注1.)Grはグラファイトを示す。
1 第2表に示されるように、本発明の電気接点材料である
実施例〕−〜5の電気接点材料は、従来のA V、−V
 Cなどからなる電気接点材料と比較して、温度上昇、
消耗量がともに小さく優れた材料であることがわかる。
本発明の電気接点材料が優れたものである原因について
の詳細は不明であるが、Agと他の添加物との相互作用
やBNが高温で分解する際にアークによる昇温を抑制す
る効果などによって、遮断性能そのものが向上するとと
もに、接点に入る熱が少なくなり、アークによる衝撃が
減少して温度」―昇や消耗などに対する性能が向上する
ものと推定される。このことは電流遮断時のアーク時間
が、従来の電気接点材料よりも短い(平均8m5ec以
下)ことからもわかる。
一般に、ASTMの試験結果と実機での性能が完全には
対応しない。そこで、次に200Aフレームの実機(ノ
ーヒユーズ遮断器)にそれぞれの電気接点材料からなる
接点を組込んで、下記試験条件で過負荷試験、通電耐久
試験、短絡試験および短絡後の耐圧試験を行った。試験
結果を第3表に示12 す。なお、接点寸法は可動側を t 1.6+IfI+
 X 6 mX8IIIT+、固定側をtl、6nwn
X8mmX8mmとした。
(1)過負荷試験 AC470V、138OA、力率0.46.25回(頻
度:2回/分) ○:湿温度1昇が100’C未満 ×:温度」1昇が100℃以上 (2)通電耐久試験 AC470V、230A、力率0.78.4000回(
@度:6回/分) O:温度上昇が100 ’C未満 ×:温度上昇が100℃以上 (3)短絡試験 480V、9.6KA、力率0.35 0:接点が残存し、通電が可能 ×:接点が完全に消耗し、通電が 不可能 (4)短絡後の耐圧試験 2KV−1分 ○:放電なし ×:放電あり 第3表に示されるように本発明の電気接点材料からなる
接点は温度上昇も低く、消耗量も少ないことがわかる。
また試験後の耐圧にも問題はなく、優れた特性を有して
いることがわかる。
5 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の電気接点材料はAg中に所定量
のTaN、Cr2TaおよびBNが分散した構成として
いるので、高価なAgの含有量を少なくでき、しかも接
点の遮断性能が向上し、温度上昇が低く、耐溶着性に優
れ、かつ消耗量の少ない電気接点材料が得られる。
さらに本発明の電気接点材料を用いることにより接点を
小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例2で製造した電気接点材料の金属組織を
示す倍率100倍の顕微鏡写真、第2図は比較例1で製
造した電気接点材料の金属組織を示す倍率100倍の顕
微鏡写真である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Agを主成分とし、TaN30〜55重量%、C
    r_2Ta0.5〜5重量%およびBN0.5〜5重量
    %を含有してなることを特徴とする電気接点材料。
JP1198284A 1989-07-31 1989-07-31 電気接点材料 Pending JPH0364425A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1198284A JPH0364425A (ja) 1989-07-31 1989-07-31 電気接点材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1198284A JPH0364425A (ja) 1989-07-31 1989-07-31 電気接点材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0364425A true JPH0364425A (ja) 1991-03-19

Family

ID=16388564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1198284A Pending JPH0364425A (ja) 1989-07-31 1989-07-31 電気接点材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0364425A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211979A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Sumitomo Electric Ind Ltd フラットケーブルの製造方法
CN102163505A (zh) * 2011-01-05 2011-08-24 河北工业大学 银-氮化硼开关电器触点材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009211979A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Sumitomo Electric Ind Ltd フラットケーブルの製造方法
CN102163505A (zh) * 2011-01-05 2011-08-24 河北工业大学 银-氮化硼开关电器触点材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6551374B2 (en) Method of controlling the microstructures of Cu-Cr-based contact materials for vacuum interrupters and contact materials manufactured by the method
US5160366A (en) Silver-metal oxide composite material and process for producing the same
Biyik Effect of cubic and hexagonal boron nitride additions on the synthesis of Ag–SnO2 electrical contact material
JPS5848021B2 (ja) 銀−金属酸化物系電気接点材料
US4008081A (en) Method of making vacuum interrupter contact materials
US5286441A (en) Silver-metal oxide composite material and process for producing the same
JPH0364425A (ja) 電気接点材料
US4834939A (en) Composite silver base electrical contact material
JPS6383242A (ja) 耐ア−ク性導電材料
US4874430A (en) Composite silver base electrical contact material
JP4129304B2 (ja) 真空遮断器用接点材料,その製造方法および真空遮断器
JPS5912734B2 (ja) 銀−ニツケル−金属酸化物系電気接点材料
JPH02270926A (ja) 電気接点材料
JPS63293127A (ja) 電気接点材料
JPH036211B2 (ja)
JPS63293128A (ja) 電気接点材料
JPS5914218A (ja) 真空しや断器用接点材料
JPS63293126A (ja) 電気接点材料
KR0171607B1 (ko) 진공회로 차단기용 전극 및 진공회로 차단기
JPS58100650A (ja) 電気接点材料
JPH03236443A (ja) 電流遮断用焼結接点材料
JPH09231881A (ja) 真空遮断器及びそれに用いる真空バルブと電気接点並びに製造法
JPS5823119A (ja) 電気接点材料の製造法
JPS6120616B2 (ja)
JPS5877541A (ja) 接点材料