JPH0435546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

溶質金属としてCd、Sn、Zn、In等の一種また
は複数を銀に対する固溶限内で含む銀合金を内部
酸化して、溶質金属を銀マトリツクス中に酸化物
として析出させた電気接点材料は広く知られると
ころであり、その産業上での有利な利用は近年富
みに盛んである。 この種の電気接点材料に共通して認められると
ころは： (イ) 内部酸化前の合金に鍛造、圧延性があるこ
と、 (ロ) 内部酸化後の合金中に銀結晶粒界があるこ
と、 (ハ) 金属酸化物が銀結晶粒界に析出しているこ
と、 (ニ) 内部酸化後には、特に溶質金属の濃度が高い
時には、銀結晶粒界に欠陥をもたらすために、
冷間加工性がないこと、 (ホ) 上記した(ロ)と(ハ)により析出酸化物の存在は銀
結晶粒界により左右され、その濃度は内部酸化
の進行方向に従つて薄くなること、 等々である。 これに反して、本願発明の目的とする選択内部
酸化したビスマスを含む銀・錫系合金になる電気
接点材料は次の通りのものである。 (イ′) 内部酸化前の合金に鍛造、圧延性はない、 (ロ′) 内部酸化後の合金中中に銀結晶粒界がな
い、 (ハ′) 金属酸化物が従つて銀結晶粒界に析出せず
に、銀マトリツクス中に特に析出する。 (ハ′) 析出酸化物粒子は冒頭に述べた種類の電気
接点材料中のものよりも更に微細で、銀粒界が
認められず、表層部より深部に至るまで均一の
組織のため、内部酸化後はそれ以前よりも伸展
延性が逆に回復し、内部酸化後にも冷間加工性
があること、 (ホ′) 銀と金属酸化物粉末を使つた粉末治金的な
組織を呈し、しかも粉末治金法によつてつくら
れたものよりも遥かに組織が密であり、かつ前
述した如くに銀結晶粒界が存在せず、銀マトリ
ツクス中の全般にわたつて球状の酸化物の析出
がみられること。 上述した（イ′）の特性は、これまでの電気接
点材料の有する上述した(イ)の特性に比して、内部
酸化前における合金の接点形状への加工方法の複
雑さにおいて不利であるが、（ロ′）乃至（ホ′）
の特性はこの不利を十二分に償うものである。 上述の（ロ′）乃至（ホ′）の特性は、次に述べ
るところによつて生じるものである。 ビスマスを含む銀−錫系合金において、銀・ビ
スマス及び錫−ビスマスの平衡状態図にみられる
如く、ビスマスは常温ではほとんど固溶できず、
銀−錫基質中に析出される。従つて、ビスマスの
析出欠陥を無数に多発させることによつて上述の
（ロ′）乃至（ホ′）の特性を得るものである。 このようにして、銀−錫系合金の内部酸化に当
つて、この合金の基質中にビスマス析出欠陥を無
数に多発させることに伴なう優れた効果、即ち(a)
内部酸化後の合金中に銀結晶粒界がなく、(b)金属
酸化物が従つて銀結晶粒界に全く析出せずに、銀
マトリツクス中に析出し、(c)析出酸化物粒子は今
までの種類の電気接点材料中のものよりも更に微
細で、銀粒界が認められず、表層部より深部に至
るまで均一な組織のため、内部酸化後はそれ以前
よりも伸展延性が逆に回復し、内部酸化後にも冷
間加工性があり、かつ(d)銀と金属酸化物粉末を使
つた粉末治金的な組織を呈し、しかも粉末治金法
によつて作られたものよりも遥かに組織が密であ
り、上記の如く銀結晶粒界が全く存在せず、銀マ
トリツクス中の全般にわたつて球状の酸化物が析
出するためには、ビスマスの量は最低限で合金の
１重量％を越える必要があり、特に上記した効果
を完全に保証するためには２重量％を越えること
が望ましく、一方ビスマスが5.5重量％を越える
ときはたとえ高温でも合金の銀母金中に固溶しな
いので、ビスマスの上限値は合金の5.5重量％未
満である。 また、本願発明の銀−錫系合金における錫は、
該合金が電気接点材料とて用いられるときに錫酸
化物によつて充分な耐火性が与えられるように６
重量％を越えることが好ましいので、その下限値
は６重量％を越える量である。一方、その上限値
は、錫の量が20重量％を越えると材料が極端にブ
リツトルになつて電気接点としての使用に適さな
くなるので、20重量％以下である。 この発明になる材料を得るための工程は、例え
ば次の通りである。 (1) 合金成分（金属単体又は一部にその酸化物を
含む）の粉末配合→（還元）焼結→成型→内部
酸化 (2) 合金の鋳造→粉末化→成型→（無酸化雰囲気
中で）焼結→成型→内部酸化 (3) 合金の鋳造→デイスク化→内部酸化→成型→
焼鈍 なお、いずれの工程においても、得られた材料
の加工性を増すために溶態化処理を施すことが望
ましい。 また、この発明においては更にCdとInを添加
する。 この場合、これらの元素の添加の最大値は、そ
れらの銀に対する固溶限内でなければならず、し
かも銀・錫系合金の錫酸化物による固有の優れた
耐熱性等の特性を失なわせないために、CdとIn
の和が錫（６重量％を越え20重量％まで）の50重
量％までとする。 Cdの添加は、合金に展延性と粘性を与え、得
られる電気接点材料の接触抵抗を向上させると共
に、消耗量を若干低下させることができる。この
目的のためには、Cdの下限値は0.01重量％であ
る。Cdの銀に対する固溶限は25重量％であるが、
上述したところにより10重量％を上限値とする。 また、Inは冷間加工性を向上して伸率を高める
もので、このための下限値は0.5重量％であり、
６重量％を越えると内部酸化が困難になる。 更にまた、本願発明にあつては、鉄族金属を添
加してもよい。鉄族金属の添加は、内部酸化組織
の結晶微細化並びに均一化の効果をもたらす。鉄
族金属は銀に対する固溶限界から0.5重量％が上
限で、下限は上記効果をもたらすために銀合金の
再結晶速度に影響を与える量の0.01重量％であ
る。 実施例 黒鉛坩堝（500ｇ）式高周波加熱炉にて、Ag−
Sn8％（重量％、以下同じ）−Bi2.2％−Cd2％−
In2％の溶融合金をつくり、これを5.5mmφ×2.5mm
深さの多数のキヤビテイを有する黒鉛鋳造型の該
キヤビテイ内に注いだ。得られた鋳造物の表面を
バレルにて研磨した。 その後、これをO₂−7atmで600℃の雰囲気で48
時間内部酸化した。これを５〓／cm²の圧力でプレ
スして6φ×2.0tに成型した。更に、これをO₂、
800℃で２時間焼鈍した。 かくして得られた接点材料をＢ−CuP5番を使
用して銅片にろう付して接点とした。 上記した接点材の組織を顕微鏡で観察したとこ
ろ、前記した（ロ′）、（ハ′）及び（ホ′）の特徴
が明らかであつた。 これに対して、Sn8％−In3％−Ni0.2％を内部
酸化した接点材料で優れた接点材（中外電気工業
(株)の商品名「NEOSILCON」）の組織は前記した
(ロ)、(ハ)及び(ホ)の特徴が明らかであつた。 上記と同様の方法で下記の(ロ)〜(ホ)の溶融合金よ
り電気接点をつくつた。 以上の５種類の電気接点、即ち (イ) Ag−Sn8％−Bi2.2％−Cd2％−In2％ (ロ) Ag−Sn8％−Bi2.2％−Cd2％−In2％−
Ni0.2％ (ハ) Ag−Sn10％−Bi2.2％−Cd4％−In1％−
Ni0.1％−Fe0.1％ (ニ) Ag−Sn10％−Bi2.2％−Cd4％−In1％−
Co0.1％ (ホ) Ag−Sn8％−In3％−Ni0.2％ 上記した在来の優秀品） について以下のテストを行つた。(イ)〜(ニ)は本発明
品である。その結果は、それぞれ以下の通りであ
つた。 なお、それらの硬度と電導度IACS（％）は次の
通りであつた。 硬度(HRF) 電導度 (イ) 97 67 (ロ) 89 69 (ハ) 89 69 (ニ) 94 66 (ホ) 99 60 ASTM消耗量テスト： 電圧 A.C.200V 50Hz 電流 90A 力率 0.22（誘導性） 開閉頻度 60T／Ｍ 開閉回数 15000回 接触力 400ｇ 開離力 600ｇ ランプ投入溶着試験： 電圧 A.C.200V 50Hz 負荷 ランプ（タングステン電球） 200V 200W 50個 電流 定常電流 50A 突入電流 514〜565A 接点ギヤツプ 1.8mm 接触力 60ｇ 回数 50回

【表】 即ち、上記(イ)〜(ニ)に示される通り、本発明品は
高い電導度を有し、特に耐溶着性において優れて
いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ６重量％を越え20重量％以下の錫と、２重量
   ％を越え5.5重量％未満のビスマスと、0.01〜10
   重量％のCdと、0.5〜６重量％のInと、残部銀と
   からなり、CdとInの和が上記錫の50重量％以下
   であつて、内部酸化を含む工程を経てつくられた
   銀−錫系合金の電気接点材料。 ２ ６重量％を越え20重量％以下の錫と、２重量
   ％を越え5.5重量％未満のビスマスと、0.01〜10
   重量％のCdと、0.5〜６重量％のInと、0.01〜0.5
   重量％の鉄族金属の少なくとも一種以上と、残部
   銀とからなり、CdとInの和が上記錫の50重量％
   以下であつて、内部酸化を含む工程を経てつくら
   れた銀−錫系合金の電気接点材料。