JPH0623418B2 - 銀―酸化物系の接点材料 - Google Patents
銀―酸化物系の接点材料Info
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- JPH0623418B2 JPH0623418B2 JP2012213A JP1221390A JPH0623418B2 JP H0623418 B2 JPH0623418 B2 JP H0623418B2 JP 2012213 A JP2012213 A JP 2012213A JP 1221390 A JP1221390 A JP 1221390A JP H0623418 B2 JPH0623418 B2 JP H0623418B2
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はAgを主成分とし、その中に金属酸化物を分散し
た銀−酸化物系の接点材料に関するものである。
た銀−酸化物系の接点材料に関するものである。
《従来の技術》 従来、電気接点材料としては、いろいろなものが用いら
れているが、とりわけAg-CdO接点が広く使用されてい
る。
れているが、とりわけAg-CdO接点が広く使用されてい
る。
AgにCdO とSb,Sn,Bi,Cu 等の酸化物を分散させた接点
は、耐溶着性、耐アーク性、耐消耗性、接触安定性など
の諸接点特性が優れているため各種スイッチ、コンタク
ター、ブレーカーなど小から大電流領域まで広く用いら
れている。
は、耐溶着性、耐アーク性、耐消耗性、接触安定性など
の諸接点特性が優れているため各種スイッチ、コンタク
ター、ブレーカーなど小から大電流領域まで広く用いら
れている。
近時各産業分野における合理化、自動化は目覚ましい発
達を遂げているが、これに伴ない装置に大型化、複雑化
する傾向にある一方、これら装置の制御系はむしろ高い
精密度を要求されるため、急速に電子化制御に移行して
いる。
達を遂げているが、これに伴ない装置に大型化、複雑化
する傾向にある一方、これら装置の制御系はむしろ高い
精密度を要求されるため、急速に電子化制御に移行して
いる。
電気回路の継続において、電気化された正確な制御は制
御角が一定となり、接点のONの時期とOFF の時期がずれ
ることなく常に一定の状態にコントロールされることと
なり、この結果接点開閉時には疑似的な直流現象が起こ
ることにより、一方の極から他方の極へ接点材質が層状
に維持し始め、接触安定が著しく損なわれ、時間の経過
とともにその堆積物が欠落し急激な接点消耗へと発展す
ることとなる。
御角が一定となり、接点のONの時期とOFF の時期がずれ
ることなく常に一定の状態にコントロールされることと
なり、この結果接点開閉時には疑似的な直流現象が起こ
ることにより、一方の極から他方の極へ接点材質が層状
に維持し始め、接触安定が著しく損なわれ、時間の経過
とともにその堆積物が欠落し急激な接点消耗へと発展す
ることとなる。
そこで、本願人は、思考基盤は、電気接点の表面の清浄
作用やアークに対する諸現象、たとえば消弧作用など添
加する酸化物の物性特にその蒸気圧の温度特性に最も関
係が深いとする考え方に基づいて研究をすすめていた
が、Ag中にCd,Sb,Sn,Bi,Cu等の酸化物を分散させた電気
接点材料について種々な回路条件で試験を行ったところ
前述のようなある条件下で接点を開閉するとどちらか一
方の極に接点材料が堆積し始め、その堆積物にアークが
集中して異常消耗に発展することがわかった。
作用やアークに対する諸現象、たとえば消弧作用など添
加する酸化物の物性特にその蒸気圧の温度特性に最も関
係が深いとする考え方に基づいて研究をすすめていた
が、Ag中にCd,Sb,Sn,Bi,Cu等の酸化物を分散させた電気
接点材料について種々な回路条件で試験を行ったところ
前述のようなある条件下で接点を開閉するとどちらか一
方の極に接点材料が堆積し始め、その堆積物にアークが
集中して異常消耗に発展することがわかった。
《発明が解決しようとする課題》 そこで、上記の異常消耗につき、その原因を追求した。
ここで、通常電気接点を開閉すると、接点間には激しい
アークが発し、接点表面はかなりの高温にさらされる。
アークが発し、接点表面はかなりの高温にさらされる。
このとき接点表面が、接点特性に有効な成分が逸散して
消耗するのであり、この際失われた効果的な成分が接点
内部から表層部へ間断なく補われるのが理想的な接点材
料といえる。
消耗するのであり、この際失われた効果的な成分が接点
内部から表層部へ間断なく補われるのが理想的な接点材
料といえる。
ところで、前掲のAg-Cd-Sb-Cu-Bi-Sn 系については、こ
の効果的成分が順調に供給されないため前述のような現
象が起こったものと考えられる。
の効果的成分が順調に供給されないため前述のような現
象が起こったものと考えられる。
これらについて詳細な検討を進めた結果接点内部から表
層への順調な有効成分の供給力はアークによる表層成分
の揮発によって促がされる点に着目し、各種酸化物につ
いて実験を繰り返した結果、AgにCd,Sb とCu,Bi の各酸
化物およびSnとTeの各酸化物とを複合添加することによ
って有効成分の表層への供給が順調になり層状堆積防止
に極めて大きい効果があることを見い出したものであ
り、本願請求項(1) の接点材料にあっては、このように
することで、種々な回路条件に適合し、しかも層状の堆
積物や欠落などによる異常な消耗のない電気接点材料を
提供しようとするものであり、請求項(2) では、さらに
適量のFe,Ni,Co酸化物を一種以上添加することで、さら
にその特性の向上を意図したものである。
層への順調な有効成分の供給力はアークによる表層成分
の揮発によって促がされる点に着目し、各種酸化物につ
いて実験を繰り返した結果、AgにCd,Sb とCu,Bi の各酸
化物およびSnとTeの各酸化物とを複合添加することによ
って有効成分の表層への供給が順調になり層状堆積防止
に極めて大きい効果があることを見い出したものであ
り、本願請求項(1) の接点材料にあっては、このように
することで、種々な回路条件に適合し、しかも層状の堆
積物や欠落などによる異常な消耗のない電気接点材料を
提供しようとするものであり、請求項(2) では、さらに
適量のFe,Ni,Co酸化物を一種以上添加することで、さら
にその特性の向上を意図したものである。
《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するために、請求項(1) で
は、銀を主成分とし、これに金属成分が 1〜10重量％と
なるCd酸化物と、金属成分が 0.1〜6.2 重量％となるSb
酸化物と、金属成分が各々0.05〜5 重量％となるCu及び
Biの酸化物と、金属成分が0.05〜5 重量％となるSnの酸
化物と更に金属成分が0.01〜2 重量％Te酸化物とが分散
されていることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料を
提供しようとしており、さらに請求項(2) では、上記請
求項(1) に、0.01〜0.5 重量％となるFe,Ni,Co酸化物の
一種以上をも分散させるようにしたことを特徴とする銀
−酸化物系の接点材料を提供しようとしている。
は、銀を主成分とし、これに金属成分が 1〜10重量％と
なるCd酸化物と、金属成分が 0.1〜6.2 重量％となるSb
酸化物と、金属成分が各々0.05〜5 重量％となるCu及び
Biの酸化物と、金属成分が0.05〜5 重量％となるSnの酸
化物と更に金属成分が0.01〜2 重量％Te酸化物とが分散
されていることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料を
提供しようとしており、さらに請求項(2) では、上記請
求項(1) に、0.01〜0.5 重量％となるFe,Ni,Co酸化物の
一種以上をも分散させるようにしたことを特徴とする銀
−酸化物系の接点材料を提供しようとしている。
《実施例》 先ず、請求項(1) につき後記具体例を示して、さらにこ
れを詳記すると、先ずこのような電気接点材料を製造す
るには既知のように、焼結法によっても内部酸化法によ
ってもよいが、溶製内部酸化法ではSbとTeおよびSnを添
加したAg合金を酸化雰囲気中で高温に保持してその表面
より酸素を侵入させ、Sb,Cu,Te,Sn その他の元素を選択
的に酸化するものであり、長時間該酸化を続けるとによ
りAgマトリックス中に当該酸化物を分散せしめて電気接
点材料を製するものである。
れを詳記すると、先ずこのような電気接点材料を製造す
るには既知のように、焼結法によっても内部酸化法によ
ってもよいが、溶製内部酸化法ではSbとTeおよびSnを添
加したAg合金を酸化雰囲気中で高温に保持してその表面
より酸素を侵入させ、Sb,Cu,Te,Sn その他の元素を選択
的に酸化するものであり、長時間該酸化を続けるとによ
りAgマトリックス中に当該酸化物を分散せしめて電気接
点材料を製するものである。
ここで、AgへのCd添加量を 1〜10重量％に限定した理由
は、 1重量％未満の添加であると、アーク発生時の接点
表面清浄作用が期待できず、10重量％を越えた添加にな
ると耐消耗性が劣化する傾向にあるからである。
は、 1重量％未満の添加であると、アーク発生時の接点
表面清浄作用が期待できず、10重量％を越えた添加にな
ると耐消耗性が劣化する傾向にあるからである。
また、SbとTeとCu-Bi およびSnの添加量の上限を夫々
6.2重量％と 2重量％および 5重量％に限定しなければ
ならない理由は、Ag−Sb合金のα固溶体におけるSbの最
大固溶限が、 300℃で 6.2重量％であり、この添加量を
超過するSbを添加した場合には著しく加工性を阻害する
こととなり、量産的加工が不能となるからでありAgに対
し、Cu-Bi の添加は３０％程度の量でも充分可能だが、
上記の通り既にAgに最大10重量％のCdと 6.2重量％のSb
を含んだ合金系に更にCu-Bi-Snを添加する場合である
と、Agへの固溶度が急に減少すると共に各添加元素が 5
重量％を越えた添加であると展延性が著しく低下し、所
望形状までの加工が極めて困難となるからである。
6.2重量％と 2重量％および 5重量％に限定しなければ
ならない理由は、Ag−Sb合金のα固溶体におけるSbの最
大固溶限が、 300℃で 6.2重量％であり、この添加量を
超過するSbを添加した場合には著しく加工性を阻害する
こととなり、量産的加工が不能となるからでありAgに対
し、Cu-Bi の添加は３０％程度の量でも充分可能だが、
上記の通り既にAgに最大10重量％のCdと 6.2重量％のSb
を含んだ合金系に更にCu-Bi-Snを添加する場合である
と、Agへの固溶度が急に減少すると共に各添加元素が 5
重量％を越えた添加であると展延性が著しく低下し、所
望形状までの加工が極めて困難となるからである。
またTeの上限を上記の如く 2重量％に限定した理由は、
TeのAgに対する溶解度が低いことに加え、これ以上の添
加では塑性加工が極めて困難なためである。
TeのAgに対する溶解度が低いことに加え、これ以上の添
加では塑性加工が極めて困難なためである。
一方、Sb,Te,Cu,Bi,Snの添加量が夫々 0.1重量％、0.01
重量％、0.05重量％未満の場合は後述する添加効果が得
られない。
重量％、0.05重量％未満の場合は後述する添加効果が得
られない。
次に請求項(2) においてFe族元素の添加量を0.01〜0.5
重量％に限定した理由は、Agに対するFe族元素の越溶度
が 0.5重量％を超えると急激に減少するためAgマトリッ
クス中に偏在、偏析して加工性を阻害し0.01重量％未満
の添加では内部酸化組織の調整に対する効果が低いため
である。
重量％に限定した理由は、Agに対するFe族元素の越溶度
が 0.5重量％を超えると急激に減少するためAgマトリッ
クス中に偏在、偏析して加工性を阻害し0.01重量％未満
の添加では内部酸化組織の調整に対する効果が低いため
である。
ここで具体例を示せば、99.5重量％以上の純度を有する
Cd,Sb,Te,Cu,In,Sn およびFe,Ni,Coを原料とし下記
（表）に示す組成合金を次の工程で製作した。
Cd,Sb,Te,Cu,In,Sn およびFe,Ni,Coを原料とし下記
（表）に示す組成合金を次の工程で製作した。
高周波誘導溶解炉で、溶解、鋳造したインゴットを熱間
鍛造表面切削後、その一面にAg板を熱圧着して、ろう付
用のAg層を形成する。
鍛造表面切削後、その一面にAg板を熱圧着して、ろう付
用のAg層を形成する。
次に当該素材を冷間圧延して厚さ2mm の板にした後直径
6mm の円盤状に打抜き、これを 720℃の酸化雰囲気中で
Cd,Sb その他の添加金属を内部酸化して夫々本発明合金
（(A)〜(H)）を得た。
6mm の円盤状に打抜き、これを 720℃の酸化雰囲気中で
Cd,Sb その他の添加金属を内部酸化して夫々本発明合金
（(A)〜(H)）を得た。
比較のため Ag-10重量％Cd他の従来例合金をつくり実験
に供した。
に供した。
接点試験は、接触抵抗とアーク消耗量および層状堆積の
傾向について、夫々ASTM接点試験機(AC20V,50A)とアー
ク消耗試験機(AC200V,10A)および市販スイッチによる実
機テスト(AC200V,35A)を行って評価した結果が別表であ
る。
傾向について、夫々ASTM接点試験機(AC20V,50A)とアー
ク消耗試験機(AC200V,10A)および市販スイッチによる実
機テスト(AC200V,35A)を行って評価した結果が別表であ
る。
《発明の効果》 請求項(1)(2)によるときは、別表に示される如く、Ag-1
0Cd 等従来例の層状堆積物に対し、本発明になる (A)〜
(H) 合金は何れも 0.1mm3以下の極く微小であり、SbとT
eの複合添加が極めて効果的であることを示している。
0Cd 等従来例の層状堆積物に対し、本発明になる (A)〜
(H) 合金は何れも 0.1mm3以下の極く微小であり、SbとT
eの複合添加が極めて効果的であることを示している。
しかし、これはAgに対するSbとTeの複合添加が条件であ
り、Te酸化物のみの添加では層状堆積物防止に対する効
果が著しく低いことを念のため述べておく。
り、Te酸化物のみの添加では層状堆積物防止に対する効
果が著しく低いことを念のため述べておく。
また、アーク消耗量についても、本発明合金は何れも低
く、アークに対する耐消耗性即ち消弧特性にも効果的に
作用している。
く、アークに対する耐消耗性即ち消弧特性にも効果的に
作用している。
さらに請求項(2) ように第VIII族元素のFe,Ni,Coの一種
または二種以上を添加することは、Agマトリックス中に
析出するCd,Sb とTeの酸化物とCu,Bi 酸化物およびSn酸
化物を均一に分散せしむると共に結晶粒を微細化するの
に効果がある。
または二種以上を添加することは、Agマトリックス中に
析出するCd,Sb とTeの酸化物とCu,Bi 酸化物およびSn酸
化物を均一に分散せしむると共に結晶粒を微細化するの
に効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相良 康博 東京都千代田区鍛冶町２丁目９番12号 株 式会社徳力本店内 (56)参考文献 特開 昭58−110639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−18027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158839（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】銀を主成分とし、これに金属成分が 1〜10
重量％となるCd酸化物と、金属成分が 0.1〜6.2 重量％
となるSb酸化物と、金属成分が各々0.05〜5 重量％とな
るCu及びBiの酸化物と、金属成分が0.05〜5 重量％とな
るSnの酸化物と更に金属成分が0.01〜2 重量％Te酸化物
とが分散されていることを特徴とする銀−酸化物系の接
点材料。 - 【請求項２】銀を主成分とし、これに金属成分が1 〜10
重量％となるCd酸化物と、金属成分が 0.1〜6.2 重量％
となるSb酸化物と、金属成分が各々0.05〜5 重量％とな
るCu及びBiの酸化物と、金属成分が0.05〜5 重量％とな
るSnの酸化物と、金属成分が0.01〜2 重量％Te酸化物
と、さらに金属成分として0.01〜0.5 重量％となるFe,N
i,Co酸化物の一種以上とが分散されていることを特徴と
する銀−酸化物系の接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012213A JPH0623418B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 銀―酸化物系の接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012213A JPH0623418B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 銀―酸化物系の接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215640A JPH03215640A (ja) | 1991-09-20 |
| JPH0623418B2 true JPH0623418B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=11799104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012213A Expired - Fee Related JPH0623418B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 銀―酸化物系の接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623418B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58110639A (ja) * | 1981-12-23 | 1983-07-01 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 摺動接点材料 |
| JPS62158839A (ja) * | 1985-12-30 | 1987-07-14 | Tokuriki Honten Co Ltd | 銀一酸化物系の接点材料 |
| JPH06104873B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1994-12-21 | 富士電機株式会社 | 銀―金属酸化物系接点用材料及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2012213A patent/JPH0623418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215640A (ja) | 1991-09-20 |
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| JPS6367536B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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