JPH10223075A - クロム銅接点材料成型品、その製造方法及びその使用方法 - Google Patents
クロム銅接点材料成型品、その製造方法及びその使用方法Info
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- JPH10223075A JPH10223075A JP9331448A JP33144897A JPH10223075A JP H10223075 A JPH10223075 A JP H10223075A JP 9331448 A JP9331448 A JP 9331448A JP 33144897 A JP33144897 A JP 33144897A JP H10223075 A JPH10223075 A JP H10223075A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 細孔や疵あるいは空洞が無く、真空スイッチ
の高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子のミクロ構造を有す
るクロム銅接点材料の成型品を提供する。 【解決手段】 粉末冶金法に従って、２０〜６０重量％
のＣｒと、その残部を占めるＣｕ及び不可避不純物から
製造される成型品の少なくとも一つの主要面に、高エネ
ルギー放射線を幾何学的パターン状に照射するという処
理により、粉末冶金基礎材料よりも粒子が微細である微
細構造を持つ領域を形成する。本発明の成型品は、電気
真空スイッチとして使用することができる。
の高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子のミクロ構造を有す
るクロム銅接点材料の成型品を提供する。 【解決手段】 粉末冶金法に従って、２０〜６０重量％
のＣｒと、その残部を占めるＣｕ及び不可避不純物から
製造される成型品の少なくとも一つの主要面に、高エネ
ルギー放射線を幾何学的パターン状に照射するという処
理により、粉末冶金基礎材料よりも粒子が微細である微
細構造を持つ領域を形成する。本発明の成型品は、電気
真空スイッチとして使用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気スイッチング
接点用の、表面を変質した微粒子を有するクロム銅接点
材料成型品に関し、さらに詳しくは、粉末冶金学的プロ
セスに従ってクロム銅接点材料から製造する成型品に関
する。その成型品の少なくとも一面上は微粒子変質した
ミクロ構造（テクスチャー）を有する幾何学的模様領域
になっている。更にいえば、本発明は、その製造方法及
びそれを電気真空スイッチのアーキングチェンバ内のス
イッチング接点として使用する方法に関する。
接点用の、表面を変質した微粒子を有するクロム銅接点
材料成型品に関し、さらに詳しくは、粉末冶金学的プロ
セスに従ってクロム銅接点材料から製造する成型品に関
する。その成型品の少なくとも一面上は微粒子変質した
ミクロ構造（テクスチャー）を有する幾何学的模様領域
になっている。更にいえば、本発明は、その製造方法及
びそれを電気真空スイッチのアーキングチェンバ内のス
イッチング接点として使用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空接点は、電気真空スイッチのアーキ
ングチェンバの中心的部品である。そのような接点材料
は、以下に示す高い要件を満たす必要がある。 ・材料ロスが低い ・スイッチング電力が十分である ・溶接傾向が低い ・電気抵抗が低い ・破壊強度(電気強度)が高い ・遮断電流が低い ＣｕＣｒ材料は真空電気スイッチに特に適していること
が証明されている。この材料は、溶接安全性と切断電力
が高く接点加熱が低いという特徴を合わせて考慮すれば
満足のいくものである。このような材料は、粉末冶金法
に従って製造された低ガス金属複合物であり、２５０μ
ｍ未満、特に１６０μｍ未満のＣｒ粒子がＣｕマトリッ
クスに埋め込まれている。
ングチェンバの中心的部品である。そのような接点材料
は、以下に示す高い要件を満たす必要がある。 ・材料ロスが低い ・スイッチング電力が十分である ・溶接傾向が低い ・電気抵抗が低い ・破壊強度(電気強度)が高い ・遮断電流が低い ＣｕＣｒ材料は真空電気スイッチに特に適していること
が証明されている。この材料は、溶接安全性と切断電力
が高く接点加熱が低いという特徴を合わせて考慮すれば
満足のいくものである。このような材料は、粉末冶金法
に従って製造された低ガス金属複合物であり、２５０μ
ｍ未満、特に１６０μｍ未満のＣｒ粒子がＣｕマトリッ
クスに埋め込まれている。
【０００３】Ｃｒ粒子の粒径がＣｕＣｒ材料のスイッチ
ング特性に及ぼす影響に関する実験によれば、Ｃｒ粒子
が細かい方が遮断電流や電気強度にとって好都合である
（リーダーらによる「ＣｕＣｒ接点の成分及びＣｒ粒径
が真空電流断続器のチョッピング電流、接点抵抗及び破
壊電圧に及ぼす影響」、IEEE Trans, Vol. CHMT−12,(1
989), pp. 273−283参照）。微粒子変質した標準的な材
料の製造方法としては以下の方法が知られている。
ング特性に及ぼす影響に関する実験によれば、Ｃｒ粒子
が細かい方が遮断電流や電気強度にとって好都合である
（リーダーらによる「ＣｕＣｒ接点の成分及びＣｒ粒径
が真空電流断続器のチョッピング電流、接点抵抗及び破
壊電圧に及ぼす影響」、IEEE Trans, Vol. CHMT−12,(1
989), pp. 273−283参照）。微粒子変質した標準的な材
料の製造方法としては以下の方法が知られている。
【０００４】ドイツ特許出願第 ３０ ５０ ６５１ 号公
開公報には、１０4〜１０6Ｗ／ｃｍ 2の熱流によって大
きな微粒子表面を生成することが記載されている。実際
は、ＣｕＣｒ材料は広い面積に集中的に熱を加えると極
端に細孔を生じ易く、それが欠点であることが分かって
いる。これは、真空材料においてはいかなる場合でも避
けなければならない。それゆえ、この方法は技術的見地
からいえば成功したとはいえない。
開公報には、１０4〜１０6Ｗ／ｃｍ 2の熱流によって大
きな微粒子表面を生成することが記載されている。実際
は、ＣｕＣｒ材料は広い面積に集中的に熱を加えると極
端に細孔を生じ易く、それが欠点であることが分かって
いる。これは、真空材料においてはいかなる場合でも避
けなければならない。それゆえ、この方法は技術的見地
からいえば成功したとはいえない。
【０００５】欧州特許出願第 １１５ ２９２ 号公開公
報には、ＣｕＣｒブロックを溶解しそれを水冷却した銅
鋳型の中で急冷する方法が記載されている。その材料は
疵や空洞を生じること無く細かく分散した沈殿クロムの
樹枝状結晶を含んで凝固する。この製造方法の欠点は、
実施する上で複雑な技術を要しそれゆえコストが非常に
かかる恐れがあるということである。この方法は工業的
にはまれにしか用いられない。
報には、ＣｕＣｒブロックを溶解しそれを水冷却した銅
鋳型の中で急冷する方法が記載されている。その材料は
疵や空洞を生じること無く細かく分散した沈殿クロムの
樹枝状結晶を含んで凝固する。この製造方法の欠点は、
実施する上で複雑な技術を要しそれゆえコストが非常に
かかる恐れがあるということである。この方法は工業的
にはまれにしか用いられない。
【０００６】スイッチの製造にあたって、現在用いられ
ている方法では、いわゆる二次成形よって粗粒子ＣｕＣ
ｒ接点面を準備する。仕上げ装着・排気したアーキング
チェンバにスイッチング条件下で電力を供給する。これ
により、正常な位置に、いわば、微粒子ＣｕＣｒ表面を
生じる。
ている方法では、いわゆる二次成形よって粗粒子ＣｕＣ
ｒ接点面を準備する。仕上げ装着・排気したアーキング
チェンバにスイッチング条件下で電力を供給する。これ
により、正常な位置に、いわば、微粒子ＣｕＣｒ表面を
生じる。
【０００７】この方法も技術的に複雑で、スイッチメー
カーによって実施されねばならず、特殊な電気化学スイ
ッチング手段を必要とする。その結果、販売される製品
の値段が上がる。
カーによって実施されねばならず、特殊な電気化学スイ
ッチング手段を必要とする。その結果、販売される製品
の値段が上がる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
の一つは、細孔や疵あるいは空洞が無く真空スイッチに
求められる高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子の微細構造
を有するクロム銅接点材料の成型品を供給することであ
る。
の一つは、細孔や疵あるいは空洞が無く真空スイッチに
求められる高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子の微細構造
を有するクロム銅接点材料の成型品を供給することであ
る。
【０００９】本発明のさらなる目的は、そのようなクロ
ム銅接点材料の成型品を簡単にそして経済的に供給する
方法を提供することである。
ム銅接点材料の成型品を簡単にそして経済的に供給する
方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、以下に
述べる驚くべき発見に基づく本発明により達成された。
すなわち、細孔や疵あるいは空洞の無い微細Ｃｒ粒構造
の領域を持ち表面構造の質が高いクロム銅接点材料を成
型するには、粉末冶金法で製造された基礎材料を変質す
る際に広い面積上にエネルギーを導入するのではなく、
幾何学的パターン(線状)に導入すればよい。疵の無い微
粒領域を生成できる重要な理由は、おそらく材料に供給
されるエネルギーがその変質領域の周辺にすばやく排出
され易いからであろう。
述べる驚くべき発見に基づく本発明により達成された。
すなわち、細孔や疵あるいは空洞の無い微細Ｃｒ粒構造
の領域を持ち表面構造の質が高いクロム銅接点材料を成
型するには、粉末冶金法で製造された基礎材料を変質す
る際に広い面積上にエネルギーを導入するのではなく、
幾何学的パターン(線状)に導入すればよい。疵の無い微
粒領域を生成できる重要な理由は、おそらく材料に供給
されるエネルギーがその変質領域の周辺にすばやく排出
され易いからであろう。
【００１１】よって、この発明の主題は、成型品、特に
平坦なもので、粉末冶金法によりクロム銅真空接点材料
から製造したものである。そのクロム銅真空接点材料は
２０〜６０重量％のＣｒと、その残りを占めるＣｕ及び
不可避不純物で構成され、その成型品の少なくとも一つ
の主要面にはミクロ構造(テクスチャー)の幾何学的パタ
ーン領域があり、それは粉末冶金法の基礎材料よりも粒
子が細かくなっている。
平坦なもので、粉末冶金法によりクロム銅真空接点材料
から製造したものである。そのクロム銅真空接点材料は
２０〜６０重量％のＣｒと、その残りを占めるＣｕ及び
不可避不純物で構成され、その成型品の少なくとも一つ
の主要面にはミクロ構造(テクスチャー)の幾何学的パタ
ーン領域があり、それは粉末冶金法の基礎材料よりも粒
子が細かくなっている。
【００１２】本発明の別の主題は、前記成型品の製造方
法である。それによると、幾何学的パターン形状の高エ
ネルギー放射を成型品の少なくとも一つの主要面上にあ
てる。その成型品は粉末冶金学的プロセスによってクロ
ム銅真空接点材料から製造したものである。その材料は
２０〜６０重量％のＣｒとその残りを占めるＣｕ及び不
可避不純物で構成されている。
法である。それによると、幾何学的パターン形状の高エ
ネルギー放射を成型品の少なくとも一つの主要面上にあ
てる。その成型品は粉末冶金学的プロセスによってクロ
ム銅真空接点材料から製造したものである。その材料は
２０〜６０重量％のＣｒとその残りを占めるＣｕ及び不
可避不純物で構成されている。
【００１３】最後になるが、本発明の目的は前記成型品
を電気真空スイッチとして使用することでもある。
を電気真空スイッチとして使用することでもある。
【００１４】本発明の望ましい実施態様は下位請求項に
記載されている。例えば、前記成型品は、ディスク形状
または平坦なリング形状を有することが好ましい。また
例えば、前記基礎材料が、銅マトリックス中の粒径２５
０μｍ未満のクロム金属粉末を固相焼結または液相焼結
することで得られることが好ましい。また例えば、微粒
子微細構造を持つ前記領域が、成型品の表面から内部に
向かって楔型に延びていることが好ましい。また例え
ば、微粒子微細構造を持つ前記領域が、成型品の厚みの
約９０％の深さにまで延びていることが好ましい。また
例えば、微粒子微細構造を持つ前記領域の幅が０．３ｍ
ｍ以上、前記基礎材料の構造を有する領域の幅が１０ｍ
ｍ以下であり、微粒子微細領域の、基礎材料領域に対す
る比が、表面で最大１：１０であることが好ましい。ま
た例えば、微粒子微細構造を持つ前記領域が重なりあっ
ている好ましい。また例えば、前記微粒子微細構造に細
孔や空洞が無く、直径０．５〜１００μｍのＣｒ樹枝状
結晶を含むことが好ましい。また例えば、前記微粒子微
細構造を持つ領域のビッカース硬さが１２０〜１８０で
あることが好ましい。また例えば、微粒子微細構造を持
つ前記領域が螺旋状に配置されていることが好ましい。
記載されている。例えば、前記成型品は、ディスク形状
または平坦なリング形状を有することが好ましい。また
例えば、前記基礎材料が、銅マトリックス中の粒径２５
０μｍ未満のクロム金属粉末を固相焼結または液相焼結
することで得られることが好ましい。また例えば、微粒
子微細構造を持つ前記領域が、成型品の表面から内部に
向かって楔型に延びていることが好ましい。また例え
ば、微粒子微細構造を持つ前記領域が、成型品の厚みの
約９０％の深さにまで延びていることが好ましい。また
例えば、微粒子微細構造を持つ前記領域の幅が０．３ｍ
ｍ以上、前記基礎材料の構造を有する領域の幅が１０ｍ
ｍ以下であり、微粒子微細領域の、基礎材料領域に対す
る比が、表面で最大１：１０であることが好ましい。ま
た例えば、微粒子微細構造を持つ前記領域が重なりあっ
ている好ましい。また例えば、前記微粒子微細構造に細
孔や空洞が無く、直径０．５〜１００μｍのＣｒ樹枝状
結晶を含むことが好ましい。また例えば、前記微粒子微
細構造を持つ領域のビッカース硬さが１２０〜１８０で
あることが好ましい。また例えば、微粒子微細構造を持
つ前記領域が螺旋状に配置されていることが好ましい。
【００１５】なお、ここで使用される高エネルギー放射
の形態としては、電子ビーム、電気アーキング、それに
レーザービームなどが考えられる。
の形態としては、電子ビーム、電気アーキング、それに
レーザービームなどが考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて、本発明をさ
らに詳細に説明する。図１は、本発明の望ましい実施態
様中での高エネルギービーム(電子ビーム)の使用法を示
す略図であり、微粒子微細構造を持つ螺旋領域が、粉末
冶金法に従って製造されたクロム銅材のディスク表面に
設けられている。
らに詳細に説明する。図１は、本発明の望ましい実施態
様中での高エネルギービーム(電子ビーム)の使用法を示
す略図であり、微粒子微細構造を持つ螺旋領域が、粉末
冶金法に従って製造されたクロム銅材のディスク表面に
設けられている。
【００１７】図２は、粉末冶金法に従って製造された材
料の例の写真(倍率１００：１)であり、銅マトリックス
にクロム金属粒子が分散しているのが分かる。図３は、
微粒子ミクロ構造を有する領域の例の写真(倍率５０
０：１)であり、微細Ｃｒ樹枝状結晶がＣｕマトリック
スに埋め込まれている。
料の例の写真(倍率１００：１)であり、銅マトリックス
にクロム金属粒子が分散しているのが分かる。図３は、
微粒子ミクロ構造を有する領域の例の写真(倍率５０
０：１)であり、微細Ｃｒ樹枝状結晶がＣｕマトリック
スに埋め込まれている。
【００１８】図４は、本発明の成型品の例の断面写真
(倍率１３：１)であり、微粒子ミクロ構造の領域が粉末
冶金法により製造された基礎材料に楔型に貫通している
のが分かる。
(倍率１３：１)であり、微粒子ミクロ構造の領域が粉末
冶金法により製造された基礎材料に楔型に貫通している
のが分かる。
【００１９】図５は、本発明による成型品の例の表面の
写真(倍率５：１)で、微粒子微細構造を持った螺旋形の
領域が見られる。
写真(倍率５：１)で、微粒子微細構造を持った螺旋形の
領域が見られる。
【００２０】本発明について更に詳しく説明する。本発
明の成型品を製造する上で最初のステップは、粉末冶金
法に沿ってクロム銅成型品を製造することである。一般
的な形状は中心が凹んでいるディスクのような平らな物
体、あるいはリングで、直径は最大約１３０ｍｍ、厚さ
は最大約２０ｍｍである。これを得るために、銅粉末と
クロム粉末の金属原料を、当業者にとって周知の方法で
混合する。Ｃｒの比率は２０〜６０重量％、望ましくは
２５〜５０重量％で、残りはＣｕとし、その後プレスし
て所定の成型品とし、真空下で固相焼結または液相焼結
する。密に焼結した材料には、粒径２５０μｍ未満のク
ロム金属粒子が含まれており(図２参照)、それらの粒子
は銅マトリックスに均等に分散している。最終ステップ
として、その成型品を機械加工する。
明の成型品を製造する上で最初のステップは、粉末冶金
法に沿ってクロム銅成型品を製造することである。一般
的な形状は中心が凹んでいるディスクのような平らな物
体、あるいはリングで、直径は最大約１３０ｍｍ、厚さ
は最大約２０ｍｍである。これを得るために、銅粉末と
クロム粉末の金属原料を、当業者にとって周知の方法で
混合する。Ｃｒの比率は２０〜６０重量％、望ましくは
２５〜５０重量％で、残りはＣｕとし、その後プレスし
て所定の成型品とし、真空下で固相焼結または液相焼結
する。密に焼結した材料には、粒径２５０μｍ未満のク
ロム金属粒子が含まれており(図２参照)、それらの粒子
は銅マトリックスに均等に分散している。最終ステップ
として、その成型品を機械加工する。
【００２１】このようにして得た成型品は、接点側で線
状あるいは幾何学的パターンになるよう再溶解され、基
礎材料の焼結領域と微粒子を有するミクロ構造が隣り合
わせになる。これは、表面からの高エネルギー密度が１
０6〜１０8、望ましくは約１０7Ｗ／ｃｍ2という高エネ
ルギーの放射線の作用、望ましくは電子ビームを使用す
ると発生する。ビーム幅は０．３から０．５ｍｍの間が
好ましい。
状あるいは幾何学的パターンになるよう再溶解され、基
礎材料の焼結領域と微粒子を有するミクロ構造が隣り合
わせになる。これは、表面からの高エネルギー密度が１
０6〜１０8、望ましくは約１０7Ｗ／ｃｍ2という高エネ
ルギーの放射線の作用、望ましくは電子ビームを使用す
ると発生する。ビーム幅は０．３から０．５ｍｍの間が
好ましい。
【００２２】高エネルギー放射線の作用によって得られ
た微粒子微細構造は、基礎材料の表面から内部まで(図
４参照)、楔型方向に延びている。その深さは成型品の
厚みの最大９０％、望ましくは６０％である。表面で
は、微粒子微細構造の幅は０．３ｍｍ以上、望ましくは
１〜３ｍｍで、ベース材料の構造を有する領域の幅は最
大１０ｍｍ、望ましくは０．５〜３ｍｍである。微粒子
領域の表面積とベース材料の面積の比率は最大１：１０
である(望ましくは１：１)。実施可能な態様では、微粒
子微細構造の領域が表面で重なっている。すなわち、処
理済の表面は完全に微細になっているのに対し、楔型の
微粒子領域はその下の粉末冶金法基礎材料内に見られ
る。
た微粒子微細構造は、基礎材料の表面から内部まで(図
４参照)、楔型方向に延びている。その深さは成型品の
厚みの最大９０％、望ましくは６０％である。表面で
は、微粒子微細構造の幅は０．３ｍｍ以上、望ましくは
１〜３ｍｍで、ベース材料の構造を有する領域の幅は最
大１０ｍｍ、望ましくは０．５〜３ｍｍである。微粒子
領域の表面積とベース材料の面積の比率は最大１：１０
である(望ましくは１：１)。実施可能な態様では、微粒
子微細構造の領域が表面で重なっている。すなわち、処
理済の表面は完全に微細になっているのに対し、楔型の
微粒子領域はその下の粉末冶金法基礎材料内に見られ
る。
【００２３】驚いたことに、微粒子微細構造は溶融管(m
elting channel)内でより広い面積を溶融する方法に比
べ、均一に、粒子が細かく細孔が無い状態で凝固する。
熱の大部分が通常一点に供給されるので、細孔の形成が
防止される。材料がこのように加熱されるので、供給さ
れる熱は、この熱が直接当たらない周辺領域にすばやく
伝導されていく。生成途上(developing)の微粒子微細構
造には、連続的Ｃｕマトリックス中に直径０．５〜１０
０μｍのＣｒ樹枝状結晶が含まれる。１〜３μｍという
非常に微細な粒子Ｃｒ沈殿が現れるのが望ましい(図３
参照)。微細粒子のＣｒが沈殿すると、元々９０ビッカ
ース硬さ（ＨＶ）前後であった硬度(基礎材料)が１２０
〜１７０ＨＶ(微粒子構造)へと予想以上に増加する。全
体的な硬度が高ければ、その材料が高いスイッチングサ
イクルで変形に対してより抵抗性を持つのであるから、
技術上の進歩ということになる。
elting channel)内でより広い面積を溶融する方法に比
べ、均一に、粒子が細かく細孔が無い状態で凝固する。
熱の大部分が通常一点に供給されるので、細孔の形成が
防止される。材料がこのように加熱されるので、供給さ
れる熱は、この熱が直接当たらない周辺領域にすばやく
伝導されていく。生成途上(developing)の微粒子微細構
造には、連続的Ｃｕマトリックス中に直径０．５〜１０
０μｍのＣｒ樹枝状結晶が含まれる。１〜３μｍという
非常に微細な粒子Ｃｒ沈殿が現れるのが望ましい(図３
参照)。微細粒子のＣｒが沈殿すると、元々９０ビッカ
ース硬さ（ＨＶ）前後であった硬度(基礎材料)が１２０
〜１７０ＨＶ(微粒子構造)へと予想以上に増加する。全
体的な硬度が高ければ、その材料が高いスイッチングサ
イクルで変形に対してより抵抗性を持つのであるから、
技術上の進歩ということになる。
【００２４】本発明によるこの方法が特に優れている点
は、電子ビームを自由にプログラミングでき、かつ表面
を任意のパターンで走査できることである。ビーム幅、
ビーム形状及び貫通深さとして上記の幾何学的パラメー
タはすべて、ビームフロー、加速電圧、速度及びビーム
フォーカスといった電子ビームコントロールのパラメー
タによって決定する。
は、電子ビームを自由にプログラミングでき、かつ表面
を任意のパターンで走査できることである。ビーム幅、
ビーム形状及び貫通深さとして上記の幾何学的パラメー
タはすべて、ビームフロー、加速電圧、速度及びビーム
フォーカスといった電子ビームコントロールのパラメー
タによって決定する。
【００２５】中断せずに電子ビームを螺旋状に誘導する
と、ビームの最初と最後がディスクの外周及びリングの
外径と内径上に位置する。従って、通常ビームの最初と
最後に生じる細孔が、エッジを過度に捻じることによっ
て(overtwist)簡単に除去できる。
と、ビームの最初と最後がディスクの外周及びリングの
外径と内径上に位置する。従って、通常ビームの最初と
最後に生じる細孔が、エッジを過度に捻じることによっ
て(overtwist)簡単に除去できる。
【００２６】
【実施例】以下に望ましい本発明の実施態様を記すが、
本発明はこれに限定されるものではない。
本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】Ｃｕ７５重量％とＣｒ２５重量％から成る
銅及びクロム金属粉末より、直径４６ｍｍ、厚さ５ｍｍ
のディスクを製造する。このディスクを真空において周
知の方法で固相焼結する。このベース材料では、Ｃｕマ
トリックスに１６０μｍ未満のＣｒ粒子が均等に分散し
ている(図２参照)。
銅及びクロム金属粉末より、直径４６ｍｍ、厚さ５ｍｍ
のディスクを製造する。このディスクを真空において周
知の方法で固相焼結する。このベース材料では、Ｃｕマ
トリックスに１６０μｍ未満のＣｒ粒子が均等に分散し
ている(図２参照)。
【００２８】電子ビームをディスクの後方の(later)接
触側表面に向ける。その際、ビームの最初と最後がディ
スクの外周に来るようにする(図１参照)。表面からのエ
ネルギー密度が１０7Ｗ／ｃｍ2の時、微粒子微細構造を
有する領域が楔状にディスク表面から内部に延びるのが
わかる(図４参照)。貫通深さは約３ｍｍ、割れ目(seam)
の長さは約３ｍｍ、そしてビーム幅は１．５ｍｍであ
る。
触側表面に向ける。その際、ビームの最初と最後がディ
スクの外周に来るようにする(図１参照)。表面からのエ
ネルギー密度が１０7Ｗ／ｃｍ2の時、微粒子微細構造を
有する領域が楔状にディスク表面から内部に延びるのが
わかる(図４参照)。貫通深さは約３ｍｍ、割れ目(seam)
の長さは約３ｍｍ、そしてビーム幅は１．５ｍｍであ
る。
【００２９】表面をしっかりと捻じって溶融ビーズを除
去すると、螺旋型構造がはっきり見える(図５参照)。ベ
ース材料に埋め込まれた楔型領域は微粒子として凝固
し、表面にも、直径約２μｍのＣｒ樹枝状結晶を含む材
料内にも細孔はない(図３参照)。
去すると、螺旋型構造がはっきり見える(図５参照)。ベ
ース材料に埋め込まれた楔型領域は微粒子として凝固
し、表面にも、直径約２μｍのＣｒ樹枝状結晶を含む材
料内にも細孔はない(図３参照)。
【００３０】微粒子領域の硬度は９０ＨＶ(ベース材料)
から１５０ＨＶまで増加する。伝導性は約３１ｍΩ／ｍ
ｍ2である。
から１５０ＨＶまで増加する。伝導性は約３１ｍΩ／ｍ
ｍ2である。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、細孔や疵あるいは空洞が無く真空スイッチに求めら
れる高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子の微細構造を有す
るクロム銅接点材料の成型品を供給することができる。
また、このようなクロム銅接点材料の成型品を簡単にそ
して経済的に供給することができる。
ば、細孔や疵あるいは空洞が無く真空スイッチに求めら
れる高い条件を満たす微粒子Ｃｒ粒子の微細構造を有す
るクロム銅接点材料の成型品を供給することができる。
また、このようなクロム銅接点材料の成型品を簡単にそ
して経済的に供給することができる。
【図１】 本発明の望ましい実施態様中での高エネルギ
ービーム(電子ビーム)の使用法を示す略図である。
ービーム(電子ビーム)の使用法を示す略図である。
【図２】 粉末冶金法により製造された材料の写真(倍
率１００：１)である。
率１００：１)である。
【図３】 微粒子ミクロ構造を有する領域の写真(倍率
５００：１)である。
５００：１)である。
【図４】 本発明の成型品の断面写真(倍率１３：１)で
ある。
ある。
【図５】 本発明による成型品表面の写真(倍率５：１)
である。
である。
フロントページの続き (71)出願人 597168376 Ｐｏｓｔｆａｃｈ 1749， Ｄ−85207 Ｄａｃｈａｕ， Ｇｅｒｍａｎｙ
Claims (15)
- 【請求項１】 粉末冶金法に従って、２０〜６０重量％
のＣｒと、残部を占めるＣｕ及び不可避不純物とを有す
るクロム銅真空接点材料から製造される成型品であっ
て、少なくとも一つの主要面上に、前記粉末冶金法によ
る基礎材料よりも粒子が微細である微細構造を持つ幾何
学的パターン領域を含むことを特徴とする成型品。 - 【請求項２】 ディスク形状または平坦なリング形状を
有する請求項１に記載の成型品。 - 【請求項３】 前記基礎材料が、銅マトリックス中の粒
径２５０μｍ未満のクロム金属粉末を固相焼結または液
相焼結することで得られる請求項１または２に記載の成
型品。 - 【請求項４】 微粒子微細構造を持つ前記領域が、成型
品の表面から内部に向かって楔型に延びている請求項１
〜３のいずれかに記載の成型品。 - 【請求項５】 微粒子微細構造を持つ前記領域が、成型
品の厚みの約９０％の深さにまで延びている請求項４に
記載の成型品。 - 【請求項６】 微粒子微細構造を持つ前記領域の幅が
０．３ｍｍ以上、前記基礎材料の構造を有する領域の幅
が１０ｍｍ以下であり、微粒子微細領域の、基礎材料領
域に対する比が、表面で最大１：１０である請求項１〜
５のいずれかに記載の成型品。 - 【請求項７】 微粒子微細構造を持つ前記領域が重なり
あっている請求項６に記載の成型品。 - 【請求項８】 前記微粒子微細構造に細孔や空洞が無
く、直径０．５〜１００μｍのＣｒ樹枝状結晶を含む請
求項１〜７のいずれかに記載の成型品。 - 【請求項９】 前記微粒子微細構造を持つ領域のビッカ
ース硬さが１２０〜１８０である請求項１〜８のいずれ
かに記載の成型品。 - 【請求項１０】 微粒子微細構造を持つ前記領域が螺旋
状に配置されている請求項１〜９のいずれかに記載の成
型品。 - 【請求項１１】 幾何学的パターンの高エネルギー放射
を、粉末冶金法に従って製造され、２０〜６０重量％の
Ｃｒとその残部を占めるＣｕ及び不可避不純物を有する
クロム銅接点材料からなる成型品の少なくとも一主要面
にあてることを特徴とする成型品の製造方法。 - 【請求項１２】 前記高エネルギー放射が電子ビーム、
電気アークまたはレーザービームである請求項１１に記
載の成型品の製造方法。 - 【請求項１３】 高エネルギー放射線のエネルギー密度
が、表面で１０6〜１０8Ｗ／ｃｍ2、ビーム幅が０．３
〜５．０ｍｍである請求項１１または１２に記載の方
法。 - 【請求項１４】 高エネルギービームを、前記ビームの
最初と最後がディスクの外周上またはリングの外径上と
内径上に来るように螺旋状に誘導して、微粒子微細構造
を持つ前記領域が螺旋状に配置されている成型品とする
請求項１１〜１３のいずれかに記載の成型品の製造方
法。 - 【請求項１５】 請求項１〜１０のいずれかに記載の成
型品を電気真空スイッチのスイッチング接点として使用
する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19650752A DE19650752C1 (de) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Kupfer-Chrom-Kontaktwerkstoff mit feinkörnig umgewandelter Oberfläche für elektrische Schaltkontakte und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE196507529 | 1996-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223075A true JPH10223075A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=7813900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9331448A Pending JPH10223075A (ja) | 1996-12-06 | 1997-12-02 | クロム銅接点材料成型品、その製造方法及びその使用方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0846515A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10223075A (ja) |
| DE (1) | DE19650752C1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7230304B2 (en) | 2004-01-08 | 2007-06-12 | Hitachi, Ltd. | Electric contacts and method of manufacturing thereof, and vacuum interrupter and vacuum circuit breaker using thereof |
| CN100358063C (zh) * | 2004-03-22 | 2007-12-26 | 株式会社东芝 | 复合触点、真空开关和复合触点的制造方法 |
| JP2008057026A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点材料およびその製造方法 |
| JP2011113887A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点およびその製造方法 |
| JP2013073701A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Hitachi Ltd | 接合構造、電気接点、その製造方法 |
| JP2015207456A (ja) * | 2014-04-21 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ用接点材料及び真空バルブ |
| JP2017111907A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点、その製造方法、この接点を有する真空バルブ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19809306A1 (de) * | 1998-03-05 | 1999-09-09 | Abb Patent Gmbh | Kontaktstück für eine Vakuumkammer und Verfahren zur Herstellung des Kontaktstückes |
| DE19933111A1 (de) * | 1999-07-15 | 2001-01-18 | Abb Patent Gmbh | Vakuumkammer und Verfahren zur Herstellung der Vakuumkammer |
| DE19960876A1 (de) * | 1999-12-17 | 2001-06-21 | Abb Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückrohlings und eines Kontaktstückes sowie ein Kontaktstückrohling, ein Kontaktstück und eine Kontaktstückanordnung für Axialmagnetfeldanwendungen in einer Vakuumkammer |
| CN102881511B (zh) * | 2012-09-21 | 2016-04-13 | 西安交通大学 | 一种具有控制真空电弧定向扩展运动功能的触头 |
| DE102013226257A1 (de) * | 2013-12-17 | 2015-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Kontaktmaterialstücken für Vakuumschaltröhren |
| GB2524811B (en) | 2014-04-03 | 2017-01-18 | Siemens Healthcare Ltd | A pressure limiting valve for a cryostat containing a cryogen and a superconducting magnet |
| DE102014209762A1 (de) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrischer Kontaktkörper und dessen Herstellung mittels 3D-Druck |
| CN105821361B (zh) * | 2016-03-18 | 2017-12-05 | 中国科学院力学研究所 | 一种调整铜铬合金触头表面激光改性时运动轨迹的方法 |
| DE102018201301A1 (de) * | 2018-01-29 | 2019-08-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Kontaktbauteils sowie Kontaktbauteil, Vakuumschaltröhre und Schaltanlage |
| DE102018220928A1 (de) * | 2018-12-04 | 2020-06-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Kontaktwerkstoffen |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4420346A (en) * | 1980-11-28 | 1983-12-13 | Belkin German S | Method of preparing contacts and electrodes of electric vacuum apparatuses |
| DE3303170A1 (de) * | 1983-01-31 | 1984-08-02 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von kupfer-chrom-schmelzlegierungen als kontaktwerkstoff fuer vakuum-leistungsschalter |
| DE3406535A1 (de) * | 1984-02-23 | 1985-09-05 | Doduco KG Dr. Eugen Dürrwächter, 7530 Pforzheim | Pulvermetallurgisches verfahren zum herstellen von elektrischen kontaktstuecken aus einem kupfer-chrom-verbundwerkstoff fuer vakuumschalter |
| FR2594852B1 (fr) * | 1986-02-25 | 1988-04-29 | Cegedur | Pieces en aluminium et ses alliages dont une face au moins presente au moins une region de zones resistant a l'usure |
| DE59009215D1 (de) * | 1989-12-15 | 1995-07-13 | Calor Emag Elektrizitaets Ag | Verfahren zur herstellung eines oberflächenbeschichteten bauteils, insbesondere eines kontaktstücks für einen vakuumschalter, und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens. |
-
1996
- 1996-12-06 DE DE19650752A patent/DE19650752C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-02 JP JP9331448A patent/JPH10223075A/ja active Pending
- 1997-12-05 EP EP97121445A patent/EP0846515A1/de not_active Withdrawn
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| US7230304B2 (en) | 2004-01-08 | 2007-06-12 | Hitachi, Ltd. | Electric contacts and method of manufacturing thereof, and vacuum interrupter and vacuum circuit breaker using thereof |
| DE102005000727B4 (de) * | 2004-01-08 | 2008-09-04 | Hitachi, Ltd. | Elektrisches Kontaktelement und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Vakuum-Unterbrecher, Vakuum-Leistungsschutzschalter und Lastschalter unter Verwendung desselben |
| CN100358063C (zh) * | 2004-03-22 | 2007-12-26 | 株式会社东芝 | 复合触点、真空开关和复合触点的制造方法 |
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| JP2013073701A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Hitachi Ltd | 接合構造、電気接点、その製造方法 |
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| JP2017111907A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点、その製造方法、この接点を有する真空バルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0846515A1 (de) | 1998-06-10 |
| DE19650752C1 (de) | 1998-03-05 |
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