JPH05101751A - 電極材料の製造方法 - Google Patents
電極材料の製造方法Info
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- JPH05101751A JPH05101751A JP25768291A JP25768291A JPH05101751A JP H05101751 A JPH05101751 A JP H05101751A JP 25768291 A JP25768291 A JP 25768291A JP 25768291 A JP25768291 A JP 25768291A JP H05101751 A JPH05101751 A JP H05101751A
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- chromium
- brazing
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- Manufacture Of Switches (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空インタラプタのリード棒に対し一般的な
ろう材を用いてろう付けすることの可能なアトマイズ法
による銅−クロム合金の電極材料を製造し得る方法を提
供する。 【構成】 アトマイズ法により得られた銅とクロムとの
合金微粉末Ａを非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、
これによって得られる電極素材Ｃのろう付け部分を機械
加工した後、このろう付け部分にろう付け用の表面処理
層Ｅを形成したことを特徴とするものである。
ろう材を用いてろう付けすることの可能なアトマイズ法
による銅−クロム合金の電極材料を製造し得る方法を提
供する。 【構成】 アトマイズ法により得られた銅とクロムとの
合金微粉末Ａを非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、
これによって得られる電極素材Ｃのろう付け部分を機械
加工した後、このろう付け部分にろう付け用の表面処理
層Ｅを形成したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アトマイズ法による銅
−クロム合金の微粉末を原料とするろう付け作業性が良
好な電極材料の製造方法に関し、特に真空インタラプタ
の電極に用いて好適である。
−クロム合金の微粉末を原料とするろう付け作業性が良
好な電極材料の製造方法に関し、特に真空インタラプタ
の電極に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】真空インタラプタの電極材料として要求
される重要な性能の一つに電流遮断性能の高いことが挙
げられる。
される重要な性能の一つに電流遮断性能の高いことが挙
げられる。
【０００３】銅(Cu)−クロム(Cr)合金は、この電流遮断
性能が非常に優れている電極材料として知られており、
従来では電解法等により製造された銅の粉体と、粉砕法
等により製造されたクロムの粉体とを混合したものを圧
縮加圧成形し、これを高温で焼結する粉末冶金法による
製造方法が一般的である。
性能が非常に優れている電極材料として知られており、
従来では電解法等により製造された銅の粉体と、粉砕法
等により製造されたクロムの粉体とを混合したものを圧
縮加圧成形し、これを高温で焼結する粉末冶金法による
製造方法が一般的である。
【０００４】この銅−クロム合金は、銅のマトリックス
中にクロムが分散したものであるが、電極材料としての
電気的特性に着目した場合、微細なクロムが銅マトリッ
クス中に均一に分散している方が好ましい。
中にクロムが分散したものであるが、電極材料としての
電気的特性に着目した場合、微細なクロムが銅マトリッ
クス中に均一に分散している方が好ましい。
【０００５】ところが、粉末冶金法により製造される従
来の銅−クロム合金の場合、粉砕法により機械的に粉砕
して得られるクロム粉末の粒度分布の幅が非常に大き
く、しかもその平均粒径が４０μｍ程度にも達するた
め、銅の粉体とクロムの粉体とを混合する際にこれらの
比重差や粉体の粒度、或いは粒度分布の相違により、均
一に混合され難い欠点を有する。この結果、焼結後にお
ける銅マトリックス中のクロムが微細且つ均一に分散せ
ず、その電気的特性が期待できるほど良好ではなかっ
た。
来の銅−クロム合金の場合、粉砕法により機械的に粉砕
して得られるクロム粉末の粒度分布の幅が非常に大き
く、しかもその平均粒径が４０μｍ程度にも達するた
め、銅の粉体とクロムの粉体とを混合する際にこれらの
比重差や粉体の粒度、或いは粒度分布の相違により、均
一に混合され難い欠点を有する。この結果、焼結後にお
ける銅マトリックス中のクロムが微細且つ均一に分散せ
ず、その電気的特性が期待できるほど良好ではなかっ
た。
【０００６】そこで、本発明者らはアトマイズ法により
得られる銅とクロムとの合金微粉末を焼結させてなる電
極材料を提案し、銅マトリックス中に微細な粒径のクロ
ムが均一に分散した高品質の銅−クロム合金を得ること
に成功した。
得られる銅とクロムとの合金微粉末を焼結させてなる電
極材料を提案し、銅マトリックス中に微細な粒径のクロ
ムが均一に分散した高品質の銅−クロム合金を得ること
に成功した。
【０００７】このアトマイズ法により得られる銅とクロ
ムとの合金微粉末を焼結させてなる電極材料は、焼結可
能な温度の範囲が狭く、得られる電極材料は微小な空隙
部分を有する多孔質であることから、真空インタラプタ
等を製造する際のろう付け作業時に一般的なろう材で
は、その一部が電極材料の内部に浸透してしまい、ろう
付け不良を招く虞があるため、これらを機械的にかしめ
て一体化したり、或いは特殊なろう材を使用してこれら
を接合することが試みられている。
ムとの合金微粉末を焼結させてなる電極材料は、焼結可
能な温度の範囲が狭く、得られる電極材料は微小な空隙
部分を有する多孔質であることから、真空インタラプタ
等を製造する際のろう付け作業時に一般的なろう材で
は、その一部が電極材料の内部に浸透してしまい、ろう
付け不良を招く虞があるため、これらを機械的にかしめ
て一体化したり、或いは特殊なろう材を使用してこれら
を接合することが試みられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】真空インタラプタの電
極とリード棒とを機械的にかしめて一体化する方法の場
合、そのかしめ工程が新たに必要となって生産性が悪く
なり、製造コストの上昇を招来する上に、これらをろう
付けする方法と比較すると、長期的な信頼性に劣る欠点
を有する。
極とリード棒とを機械的にかしめて一体化する方法の場
合、そのかしめ工程が新たに必要となって生産性が悪く
なり、製造コストの上昇を招来する上に、これらをろう
付けする方法と比較すると、長期的な信頼性に劣る欠点
を有する。
【０００９】又、真空インタラプタの電極とリード棒と
をろう付けする方法の場合、特殊なろう材を用いる必要
があるため、このようなろう材の使用に伴う製造コスト
の上昇を招く等の欠点がある。
をろう付けする方法の場合、特殊なろう材を用いる必要
があるため、このようなろう材の使用に伴う製造コスト
の上昇を招く等の欠点がある。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、真空インタラプタのリード棒
に対し一般的なろう材を用いてろう付けすることの可能
なアトマイズ法による銅−クロム合金の電極材料を製造
し得る方法を提供することを目的とする。
に対し一般的なろう材を用いてろう付けすることの可能
なアトマイズ法による銅−クロム合金の電極材料を製造
し得る方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による電極材料の
製造方法は、アトマイズ法により得られた銅とクロムと
の合金微粉末を非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、
これによって得られる電極素材のろう付け部分を機械加
工した後、このろう付け部分にろう付け用の表面処理層
を形成したことを特徴とするものである。
製造方法は、アトマイズ法により得られた銅とクロムと
の合金微粉末を非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、
これによって得られる電極素材のろう付け部分を機械加
工した後、このろう付け部分にろう付け用の表面処理層
を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】ここで、ろう付け用の表面処理層として
は、１〜５０μｍの厚さの銅或いはニッケルをめっきや
蒸着或いは溶射等で形成することが好適であり、この電
極材料を用いて真空インタラプタを製造する場合、この
電極材料の表面処理層を形成した部分とリード棒とを一
般的なろう材を用いてろう付けする。
は、１〜５０μｍの厚さの銅或いはニッケルをめっきや
蒸着或いは溶射等で形成することが好適であり、この電
極材料を用いて真空インタラプタを製造する場合、この
電極材料の表面処理層を形成した部分とリード棒とを一
般的なろう材を用いてろう付けする。
【００１３】なお、上述した銅或いはニッケルの厚さが
１μｍ未満の場合には、この表面処理層を形成したこと
によるろう材の浸入抑制効果を余り得ることができな
い。逆に、この銅或いはニッケルが５０μｍを越える厚
さの場合には、このための処理時間が嵩むことに伴うコ
スト上昇を避けることができず、しかも表面処理層を形
成した部分とろう材との界面での接触抵抗値が増大す
る。
１μｍ未満の場合には、この表面処理層を形成したこと
によるろう材の浸入抑制効果を余り得ることができな
い。逆に、この銅或いはニッケルが５０μｍを越える厚
さの場合には、このための処理時間が嵩むことに伴うコ
スト上昇を避けることができず、しかも表面処理層を形
成した部分とろう材との界面での接触抵抗値が増大す
る。
【００１４】
【作用】アトマイズ法により得られる銅−クロム合金の
微粉末を非酸化性雰囲気にて焼結し、これによって得ら
れる電極素材のろう付け部分を機械加工した後、このろ
う付け部分にろう付け用の表面処理層を形成ことによ
り、電極素材のろう付け部分に存在していた微小な空隙
部分が埋められた状態となる。
微粉末を非酸化性雰囲気にて焼結し、これによって得ら
れる電極素材のろう付け部分を機械加工した後、このろ
う付け部分にろう付け用の表面処理層を形成ことによ
り、電極素材のろう付け部分に存在していた微小な空隙
部分が埋められた状態となる。
【００１５】この結果、ろう材は表面処理層によって電
極素材の内部には浸入できなくなり、ろう材の不足等に
伴うろう付け不良を招来することなく、良好なろう付け
がなされる。
極素材の内部には浸入できなくなり、ろう材の不足等に
伴うろう付け不良を招来することなく、良好なろう付け
がなされる。
【００１６】
【実施例】真空インタラプタは、その概略構造の一例を
表す図２に示すようなものであり、相互に一直線状をな
す一対のリード棒１１,１２の対向端面には、それぞれ
電極１３,１４が図示しないろう材を介して一体的に設
けてある。これら電極１３,１４を囲む筒状のシールド
１５の外周中央部は、このシールド１５を囲む一対の絶
縁筒１６,１７の間に挟まれた状態で保持されている。
一方の前記リード棒１１は、一方の絶縁筒１６の一端に
接合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この
金属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆
動装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁
筒１７の他端に気密に接合された他方の金属端板１９に
ベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴っ
て電極１３,１４の対向方向に往復動可能に可動側の電
極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するように
なっている。
表す図２に示すようなものであり、相互に一直線状をな
す一対のリード棒１１,１２の対向端面には、それぞれ
電極１３,１４が図示しないろう材を介して一体的に設
けてある。これら電極１３,１４を囲む筒状のシールド
１５の外周中央部は、このシールド１５を囲む一対の絶
縁筒１６,１７の間に挟まれた状態で保持されている。
一方の前記リード棒１１は、一方の絶縁筒１６の一端に
接合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この
金属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆
動装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁
筒１７の他端に気密に接合された他方の金属端板１９に
ベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴っ
て電極１３,１４の対向方向に往復動可能に可動側の電
極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するように
なっている。
【００１７】本実施例における前記電極１３,１４は、
アトマイズ法による原料を焼結してなる銅−クロム合金
で主要部が構成される。
アトマイズ法による原料を焼結してなる銅−クロム合金
で主要部が構成される。
【００１８】本発明によるこの電極材料の製造方法の一
例を以下に記すと、銅とクロムとの混合物を真空等の非
酸化性雰囲気にて溶融し、その溶湯を５〜８ＭPa（メガ
パスカル）の圧力のアルゴン(Ar)ガスを用いたガスアト
マイズ法により急冷凝固させて微粉末化し、銅マトリッ
クス中にクロムが分散した銅−クロム合金の微粉末を得
る。
例を以下に記すと、銅とクロムとの混合物を真空等の非
酸化性雰囲気にて溶融し、その溶湯を５〜８ＭPa（メガ
パスカル）の圧力のアルゴン(Ar)ガスを用いたガスアト
マイズ法により急冷凝固させて微粉末化し、銅マトリッ
クス中にクロムが分散した銅−クロム合金の微粉末を得
る。
【００１９】上記方法を実施するに際し、溶融前の銅と
クロムとの混合物における銅とクロムとの重量割合を
４：１に設定した。なお、クロムの重量割合がこれより
も多くなると、クロムのマトリックス中に銅が分散した
ものが生成してしまい、目標とする銅−クロム合金粉末
が得られない。
クロムとの混合物における銅とクロムとの重量割合を
４：１に設定した。なお、クロムの重量割合がこれより
も多くなると、クロムのマトリックス中に銅が分散した
ものが生成してしまい、目標とする銅−クロム合金粉末
が得られない。
【００２０】又、銅とクロムとの混合物を溶融する際に
は、溶湯の酸素含有量を低減するために酸素含有量の低
い銅及びクロムを選定する一方、上述した非酸化性雰囲
気にて溶融するか、或いは脱酸して酸素含有量を１００
０ppm以下に抑えた。この場合、原料等に混入している
不可避の不純物、例えば鉄(Fe)やニッケル(Ni)等の存在
は許容した。
は、溶湯の酸素含有量を低減するために酸素含有量の低
い銅及びクロムを選定する一方、上述した非酸化性雰囲
気にて溶融するか、或いは脱酸して酸素含有量を１００
０ppm以下に抑えた。この場合、原料等に混入している
不可避の不純物、例えば鉄(Fe)やニッケル(Ni)等の存在
は許容した。
【００２１】これにより得られた銅−クロム合金微粉末
の粒径は１５０μｍ以下であり、その成分割合も元の銅
とクロムとの混合物の割合と同等であった。又、この銅
−クロム合金微粉末を電子顕微鏡にて観察した結果、５
μｍ以下のクロム粒子が銅マトリックス中に均一に分散
していることを確認できた。
の粒径は１５０μｍ以下であり、その成分割合も元の銅
とクロムとの混合物の割合と同等であった。又、この銅
−クロム合金微粉末を電子顕微鏡にて観察した結果、５
μｍ以下のクロム粒子が銅マトリックス中に均一に分散
していることを確認できた。
【００２２】本実施例による製造手順を表す図１に示す
ように、この銅−クロム合金微粉末Ａを内径が７０mmの
アルミナセラミックス製の容器Ｂ内に３００ｇ充填した
後、５×１０-5Torrの真空中にて１０８０℃に３０分間
加熱して焼結させ、充填密度率が８５％の電極素材Ｃを
得た。なお、この充填密度率は単位体積当たりの銅−ク
ロム合金の実際の質量を、気泡等を含まない理想的な銅
−クロム合金における単位体積当たりの理論的な質量で
除算し、これに１００を乗算した値である。
ように、この銅−クロム合金微粉末Ａを内径が７０mmの
アルミナセラミックス製の容器Ｂ内に３００ｇ充填した
後、５×１０-5Torrの真空中にて１０８０℃に３０分間
加熱して焼結させ、充填密度率が８５％の電極素材Ｃを
得た。なお、この充填密度率は単位体積当たりの銅−ク
ロム合金の実際の質量を、気泡等を含まない理想的な銅
−クロム合金における単位体積当たりの理論的な質量で
除算し、これに１００を乗算した値である。
【００２３】このようにして得られたクロムが２０重量
％含まれる銅−クロム合金製の電極素材Ｃ中に占めるク
ロムの平均粒径は１０μｍでその粒径の分布幅も狭く、
均一に分散していることを確認した。
％含まれる銅−クロム合金製の電極素材Ｃ中に占めるク
ロムの平均粒径は１０μｍでその粒径の分布幅も狭く、
均一に分散していることを確認した。
【００２４】しかる後、この電極素材Ｃを直径が６０mm
で厚さが１０mmの円盤Ｄに機械加工し、図１に示すリー
ド棒１１,１２がろう付けされる一方の端面に５μｍの
厚さの銅めっきＥを施し、最終的に図２に示す如き電極
１３,１４の形状に仕上げた。そして、０.１mmの厚さの
銅−マンガン(Mn)−ニッケル(Ni)系のろう材を用い、５
×１０-4Torrの真空中にて９６０℃で１５分間加熱処理
を施し、リード棒１１,１２と電極１３,１４とをろう付
けした。
で厚さが１０mmの円盤Ｄに機械加工し、図１に示すリー
ド棒１１,１２がろう付けされる一方の端面に５μｍの
厚さの銅めっきＥを施し、最終的に図２に示す如き電極
１３,１４の形状に仕上げた。そして、０.１mmの厚さの
銅−マンガン(Mn)−ニッケル(Ni)系のろう材を用い、５
×１０-4Torrの真空中にて９６０℃で１５分間加熱処理
を施し、リード棒１１,１２と電極１３,１４とをろう付
けした。
【００２５】このようにしてろう付けされたリード棒１
１,１２と電極１３,１４とをろう付け部分を交差するよ
うに切断し、このろう付け部分の状態を観察したとこ
ろ、電極１３,１４の内部へのろう材の浸入が抑制され
ていることを確認できた。
１,１２と電極１３,１４とをろう付け部分を交差するよ
うに切断し、このろう付け部分の状態を観察したとこ
ろ、電極１３,１４の内部へのろう材の浸入が抑制され
ていることを確認できた。
【００２６】上述した実施例と同一の条件で５μｍの厚
さのニッケルめっきを施した電極１３,１４について
も、同様な結果を得ることができた。
さのニッケルめっきを施した電極１３,１４について
も、同様な結果を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】本発明の電極材料の製造方法によると、
アトマイズ法により得られた銅とクロムとの合金微粉末
を非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、これによって
得られる電極素材のろう付け部分を機械加工した後、こ
のろう付け部分にろう付け用の表面処理層を形成したの
で、この表面処理層によって電極素材のろう付け部分に
存在していた微小な空隙部分が埋められた状態となる結
果、ろう材はこの表面処理層によって電極素材の内部に
は浸入できなくなり、ろう材の不足等に伴うろう付け不
良を招来することなく、良好なろう付けを行うことがで
きる。
アトマイズ法により得られた銅とクロムとの合金微粉末
を非酸化性雰囲気にて加熱して焼結させ、これによって
得られる電極素材のろう付け部分を機械加工した後、こ
のろう付け部分にろう付け用の表面処理層を形成したの
で、この表面処理層によって電極素材のろう付け部分に
存在していた微小な空隙部分が埋められた状態となる結
果、ろう材はこの表面処理層によって電極素材の内部に
は浸入できなくなり、ろう材の不足等に伴うろう付け不
良を招来することなく、良好なろう付けを行うことがで
きる。
【００２８】従って、アトマイズ法による銅−クロム合
金を原料とするその焼結体を何ら問題なく真空インタラ
プタの電極として使用することが可能となり、従来の焼
結冶金法等による銅−クロム合金と比べて、しゃ断電流
値や接触抵抗値、或いは耐溶着力等の優れた電極材料を
提供することができる。
金を原料とするその焼結体を何ら問題なく真空インタラ
プタの電極として使用することが可能となり、従来の焼
結冶金法等による銅−クロム合金と比べて、しゃ断電流
値や接触抵抗値、或いは耐溶着力等の優れた電極材料を
提供することができる。
【図１】本発明による電極材料の製造方法の一実施例を
表す工程図である。
表す工程図である。
【図２】真空インタラプタの一例を表す断面図である。
【符号の説明】 Ａは銅−クロム合金微粉末、Ｂは容器、Ｃは電極素材、
Ｄは円盤、Ｅは銅めっき、１１,１２はリード棒、１３,
１４は電極である。
Ｄは円盤、Ｅは銅めっき、１１,１２はリード棒、１３,
１４は電極である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深井 利真 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式会 社明電舍内
Claims (3)
- 【請求項１】 アトマイズ法により得られた銅とクロム
との合金微粉末を非酸化性雰囲気にて加熱して焼結さ
せ、これによって得られる電極素材のろう付け部分を機
械加工した後、このろう付け部分にろう付け用の表面処
理層を形成したことを特徴とする電極材料の製造方法。 - 【請求項２】 ろう付け用の表面処理層が１〜５０μｍ
の厚さの銅であることを特徴とする請求項１に記載した
電極材料の製造方法。 - 【請求項３】 表面処理層が１〜５０μｍの厚さのニッ
ケルであることを特徴とする請求項１に記載した電極材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03257682A JP3106598B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03257682A JP3106598B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101751A true JPH05101751A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3106598B2 JP3106598B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=17309646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03257682A Expired - Fee Related JP3106598B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106598B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7793820B2 (en) * | 2005-09-15 | 2010-09-14 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder preform and a process for its manufacture |
| US8790472B2 (en) | 2004-06-08 | 2014-07-29 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Process for producing a solder preform having high-melting metal particles dispersed therein |
| US10081852B2 (en) | 2005-09-15 | 2018-09-25 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder preform and a process for its manufacture |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP03257682A patent/JP3106598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8790472B2 (en) | 2004-06-08 | 2014-07-29 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Process for producing a solder preform having high-melting metal particles dispersed therein |
| US7793820B2 (en) * | 2005-09-15 | 2010-09-14 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder preform and a process for its manufacture |
| US10081852B2 (en) | 2005-09-15 | 2018-09-25 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder preform and a process for its manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3106598B2 (ja) | 2000-11-06 |
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