JPH116022A - 電気接点材料及びその製造方法 - Google Patents
電気接点材料及びその製造方法Info
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- JPH116022A JPH116022A JP9172901A JP17290197A JPH116022A JP H116022 A JPH116022 A JP H116022A JP 9172901 A JP9172901 A JP 9172901A JP 17290197 A JP17290197 A JP 17290197A JP H116022 A JPH116022 A JP H116022A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐溶着性、耐消耗性に優れ、接点として低い
接触抵抗を維持でき、且つ塑性加工性の優れた電気接点
材料及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 V, Cr, Nb, Mo, Ta及び／又はWからなる
高融点金属をAgとの複合酸化物として含有する粉末材料
とSnO2粉と母材としてAg粉との混合粉を加圧成形後、焼
結して、高融点金属が微細な単純酸化物として均一に分
散した焼結体からなる電気接点材料を得る。
接触抵抗を維持でき、且つ塑性加工性の優れた電気接点
材料及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 V, Cr, Nb, Mo, Ta及び／又はWからなる
高融点金属をAgとの複合酸化物として含有する粉末材料
とSnO2粉と母材としてAg粉との混合粉を加圧成形後、焼
結して、高融点金属が微細な単純酸化物として均一に分
散した焼結体からなる電気接点材料を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小電流〜大電流域
用接点の材料として有用な電気接点材料及び粉末冶金法
を利用した前記電気接点材料の製造方法に関する。
用接点の材料として有用な電気接点材料及び粉末冶金法
を利用した前記電気接点材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リレー、コンタクタ、ブレーカ等
の小電流〜大電流域（1〜1,000アンペア程度）用接点に
は、Ag−CdO系材料が広く使用されている。これは電気
接点として必要な低い接触抵抗、耐溶着性及び耐消耗性
を比較的バランス良く兼ね備えているからである。
の小電流〜大電流域（1〜1,000アンペア程度）用接点に
は、Ag−CdO系材料が広く使用されている。これは電気
接点として必要な低い接触抵抗、耐溶着性及び耐消耗性
を比較的バランス良く兼ね備えているからである。
【０００３】しかし、Ag−CdO系接点材料はCdを含むた
め、人体に対して有害であり、その代替品が要望されて
来た。このためCdを用いない電気接点材料として、Ag−
SnO2系、Ag−ZnO系等の材料が開発され、特にAg−SnO2
系はAg−CdO系の有望な代替品であるとされている。こ
れは、SnO2の熱安定性がCdOより高いため、電気接点の
消耗速度が減少し、接点の電気的寿命が長くなるからで
ある。
め、人体に対して有害であり、その代替品が要望されて
来た。このためCdを用いない電気接点材料として、Ag−
SnO2系、Ag−ZnO系等の材料が開発され、特にAg−SnO2
系はAg−CdO系の有望な代替品であるとされている。こ
れは、SnO2の熱安定性がCdOより高いため、電気接点の
消耗速度が減少し、接点の電気的寿命が長くなるからで
ある。
【０００４】しかし、Ag−SnO2系接点材料の唯一の欠点
は、接点の開閉中に接触抵抗が上昇し、これに伴って通
電時の温度上昇が著しく促進されることである。このよ
うな欠点を解消するため、Ag−SnO2系材料に、WO3、MoO
3等を代表とする高融点金属の酸化物を粉末冶金的に添
加することが提案されている。
は、接点の開閉中に接触抵抗が上昇し、これに伴って通
電時の温度上昇が著しく促進されることである。このよ
うな欠点を解消するため、Ag−SnO2系材料に、WO3、MoO
3等を代表とする高融点金属の酸化物を粉末冶金的に添
加することが提案されている。
【０００５】しかし、WO3、MoO3等の高融点金属の酸化
物を添加する方法は、前述のような粉末冶金的な方法に
限られるため、この方法では添加する酸化物を微細でし
かも均一に接点材料（成形焼結体）中に分散させること
は困難であった。高融点金属酸化物の分散状態が不均一
であると、接点の開閉による消耗の進行と共に、接触部
分の分散状態が変化して耐溶着性が低下し、電気的特性
に悪影響を及ぼすばかりでなく、接触抵抗を低減する目
的で添加した高融点金属酸化物による効果もなくしてし
まう。また、このような高融点金属酸化物は焼結体中の
粒界（粒子の表面）に凝集する傾向が強いため、酸化物
の添加量及び混合方法を適切に選択しないと、得られる
接点材料の塑性加工性が極めて劣ったものとなる。
物を添加する方法は、前述のような粉末冶金的な方法に
限られるため、この方法では添加する酸化物を微細でし
かも均一に接点材料（成形焼結体）中に分散させること
は困難であった。高融点金属酸化物の分散状態が不均一
であると、接点の開閉による消耗の進行と共に、接触部
分の分散状態が変化して耐溶着性が低下し、電気的特性
に悪影響を及ぼすばかりでなく、接触抵抗を低減する目
的で添加した高融点金属酸化物による効果もなくしてし
まう。また、このような高融点金属酸化物は焼結体中の
粒界（粒子の表面）に凝集する傾向が強いため、酸化物
の添加量及び混合方法を適切に選択しないと、得られる
接点材料の塑性加工性が極めて劣ったものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、以上
のような欠点を解消し、耐溶着性及び耐消耗性に優れて
いる上、電気接点として開閉中も低い接触抵抗を維持で
き、しかも塑性加工性の優れた電気接点材料及びその製
造方法を提供することである。
のような欠点を解消し、耐溶着性及び耐消耗性に優れて
いる上、電気接点として開閉中も低い接触抵抗を維持で
き、しかも塑性加工性の優れた電気接点材料及びその製
造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はV, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から選
ばれた少なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化物
として金属換算で５０原子％以下含有する粉末材料と、
金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、残部がAg粉との
混合粉の成形焼結体からなり、前記高融点金属は成形焼
結体中で微細な単純酸化物として均一に分散しているこ
とを特徴とする電気接点材料を提供する。
め、本発明はV, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から選
ばれた少なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化物
として金属換算で５０原子％以下含有する粉末材料と、
金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、残部がAg粉との
混合粉の成形焼結体からなり、前記高融点金属は成形焼
結体中で微細な単純酸化物として均一に分散しているこ
とを特徴とする電気接点材料を提供する。
【０００８】また本発明は、V, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の高融点金属をAg
との複合酸化物として金属換算で５０原子％以下含有す
る粉末材料と、金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、
残部がAg粉との混合粉を加圧成形し、これを焼結させる
ことを特徴とする前記電気接点材料の製造方法を提供す
る。
りなる群から選ばれた少なくとも１種の高融点金属をAg
との複合酸化物として金属換算で５０原子％以下含有す
る粉末材料と、金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、
残部がAg粉との混合粉を加圧成形し、これを焼結させる
ことを特徴とする前記電気接点材料の製造方法を提供す
る。
【０００９】更に、本発明の製造方法では、ヘッダー加
工用の線材を得るために、焼結により得られた焼結体を
押出・伸線加工することができる。
工用の線材を得るために、焼結により得られた焼結体を
押出・伸線加工することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】電気接点材料 本発明の電気接点材料は、周期律表５ａ又は６ａ族に属
するV, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化物として含
有する粉末材料と、SnO2粉と、Ag粉との混合粉の成形焼
結体で構成される。前記高融点金属は、この焼結体中で
微細な単純酸化物として均一に分散している。
するV, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化物として含
有する粉末材料と、SnO2粉と、Ag粉との混合粉の成形焼
結体で構成される。前記高融点金属は、この焼結体中で
微細な単純酸化物として均一に分散している。
【００１１】前記高融点金属の単純酸化物は、接点の開
閉時の接触抵抗の上昇を抑える目的で使用される。ま
た、SnO2は接点の耐消耗性向上の目的で使用される。前
記混合粉において、高融点金属複合酸化物（粉末材料）
の含有量は金属換算で５０原子％以下であり、SnO2粉の
含有量は金属換算で２０原子％であり、残部はAg粉であ
る。混合粉中の高融点金属の含有量が５０原子％を越え
ると、接点材料の塑性加工性が悪くなる上、接点開閉中
の消耗が増大して接点の電気的特性に悪影響を与える。
また、混合粉中のSn O2の含有量が２０原子％を越える
と、高融点金属酸化物を添加した効果がなくなり、接触
抵抗が上昇してしまう。なお、混合粉における高融点金
属複合酸化物粒子、SnO2粒子及びAg粒子の平均粒径は、
それぞれ０．５〜１０μｍ、１０〜３０μｍ、１０〜５
０μｍ程度が好ましい。
閉時の接触抵抗の上昇を抑える目的で使用される。ま
た、SnO2は接点の耐消耗性向上の目的で使用される。前
記混合粉において、高融点金属複合酸化物（粉末材料）
の含有量は金属換算で５０原子％以下であり、SnO2粉の
含有量は金属換算で２０原子％であり、残部はAg粉であ
る。混合粉中の高融点金属の含有量が５０原子％を越え
ると、接点材料の塑性加工性が悪くなる上、接点開閉中
の消耗が増大して接点の電気的特性に悪影響を与える。
また、混合粉中のSn O2の含有量が２０原子％を越える
と、高融点金属酸化物を添加した効果がなくなり、接触
抵抗が上昇してしまう。なお、混合粉における高融点金
属複合酸化物粒子、SnO2粒子及びAg粒子の平均粒径は、
それぞれ０．５〜１０μｍ、１０〜３０μｍ、１０〜５
０μｍ程度が好ましい。
【００１２】上記のように、本発明の電気接点材料は従
来の高融点金属酸化物添加Ag−SnO2系接点材料とは異な
り、焼結体中に高融点金属が微細な単純酸化物として均
一に分散しているため、接点の耐消耗性及び耐溶着性が
改善される。しかも、この高融点金属酸化物は焼結体中
の結晶粒界ではなく、初めから結晶粒内に存在するた
め、接点材料の塑性加工性も改善される。
来の高融点金属酸化物添加Ag−SnO2系接点材料とは異な
り、焼結体中に高融点金属が微細な単純酸化物として均
一に分散しているため、接点の耐消耗性及び耐溶着性が
改善される。しかも、この高融点金属酸化物は焼結体中
の結晶粒界ではなく、初めから結晶粒内に存在するた
め、接点材料の塑性加工性も改善される。
【００１３】電気接点材料の製造方法 本発明の電気接点材料を製造するには、まず、前記高融
点金属の複合酸化物を含む粉末材料とSnO2粉とAg粉とを
混合して混合粉を作る。高融点金属複合酸化物の粉末材
料、SnO2粉及びAg粉の使用量及び粒径は前述のとおりで
ある。
点金属の複合酸化物を含む粉末材料とSnO2粉とAg粉とを
混合して混合粉を作る。高融点金属複合酸化物の粉末材
料、SnO2粉及びAg粉の使用量及び粒径は前述のとおりで
ある。
【００１４】次に、上記混合粉を加圧成形し、得られた
成形体を真空中又は還元雰囲気中で焼結する。ここで成
形及び焼結方法は従来の粉末冶金法による製造方法と同
様でよい。即ち、一般に成形圧力は１〜５ton／cm2、ま
た焼結温度は７５０〜９００℃である。また焼結の雰囲
気は、強還元性雰囲気以外であれば、真空、中性もしく
は酸化性雰囲気でもよいが、真空又は中性雰囲気が好ま
しく、真空が最も好ましい。上記雰囲気が好ましい理由
は、 SnO2の還元を避けるためである。更に、必要なら
ばヘッダー加工用の伸線を得るために、焼結により得ら
れた焼結体を押出・伸線加工する。
成形体を真空中又は還元雰囲気中で焼結する。ここで成
形及び焼結方法は従来の粉末冶金法による製造方法と同
様でよい。即ち、一般に成形圧力は１〜５ton／cm2、ま
た焼結温度は７５０〜９００℃である。また焼結の雰囲
気は、強還元性雰囲気以外であれば、真空、中性もしく
は酸化性雰囲気でもよいが、真空又は中性雰囲気が好ま
しく、真空が最も好ましい。上記雰囲気が好ましい理由
は、 SnO2の還元を避けるためである。更に、必要なら
ばヘッダー加工用の伸線を得るために、焼結により得ら
れた焼結体を押出・伸線加工する。
【００１５】本発明の製造方法では、従来の粉末冶金法
による製造方法で使用される混合粉（前記高融点金属が
単純酸化物として存在する）とは異なり、混合粉中の高
融点金属がAgとの複合酸化物として存在するため、真空
中又は中性雰囲気中で焼結を行うと、この複合酸化物は
還元されて高融点金属の単純酸化物となる。その結果、
前述のように、高融点金属は焼結体中で微細な単純酸化
物として均一に分散し、しかもこの高融点金属酸化物は
結晶粒内に存在することになる。
による製造方法で使用される混合粉（前記高融点金属が
単純酸化物として存在する）とは異なり、混合粉中の高
融点金属がAgとの複合酸化物として存在するため、真空
中又は中性雰囲気中で焼結を行うと、この複合酸化物は
還元されて高融点金属の単純酸化物となる。その結果、
前述のように、高融点金属は焼結体中で微細な単純酸化
物として均一に分散し、しかもこの高融点金属酸化物は
結晶粒内に存在することになる。
【００１６】
【実施例】実施例１ 平均粒径２０ｍのAg粉及び平均粒径５０ｍのV金属粉と
を、V金属粉の含有量が金属換算で５０at%となるように
混合し、酸化雰囲気中、７００℃で熱処理し、V金属のA
gとの複合酸化物を調製した。得られた粉末状の塊をス
タンプミルで粉砕し、分級して約１０ｍ以下の粉末材料
を得た。更にこの粉末材料に、全体の酸化物量が１０at
%となるように上記Ag粉と平均粒径２０μｍのSnO2粉と
を加え、乾式ボールミルで混合した。
を、V金属粉の含有量が金属換算で５０at%となるように
混合し、酸化雰囲気中、７００℃で熱処理し、V金属のA
gとの複合酸化物を調製した。得られた粉末状の塊をス
タンプミルで粉砕し、分級して約１０ｍ以下の粉末材料
を得た。更にこの粉末材料に、全体の酸化物量が１０at
%となるように上記Ag粉と平均粒径２０μｍのSnO2粉と
を加え、乾式ボールミルで混合した。
【００１７】次に得られた混合粉を金型に入れ、５ton
／cm2の圧力で成形した後、成形体を真空雰囲気中、８
５０℃で焼結し、電気接点材料を押出用ビレットとして
得た。更にこのビレットを押出加工後、リベット状に加
工した。こうして得られた電気接点の電気的特性を調べ
るため、銅台金に固定し、ASTM試験機を用いて開閉試験
を行った。試験条件は、AC100V、ランプ負荷、定常電流
5A、突入電流78A、開閉頻度1secON-9secOFF、接点間の
接触力30g、開閉回数25,000回とした。その結果を表１
に示す。
／cm2の圧力で成形した後、成形体を真空雰囲気中、８
５０℃で焼結し、電気接点材料を押出用ビレットとして
得た。更にこのビレットを押出加工後、リベット状に加
工した。こうして得られた電気接点の電気的特性を調べ
るため、銅台金に固定し、ASTM試験機を用いて開閉試験
を行った。試験条件は、AC100V、ランプ負荷、定常電流
5A、突入電流78A、開閉頻度1secON-9secOFF、接点間の
接触力30g、開閉回数25,000回とした。その結果を表１
に示す。
【００１８】実施例２ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのCr金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例３ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのNb金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例４ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのMo金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
０μｍのCr金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例３ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのNb金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例４ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのMo金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
【００１９】実施例５ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのTa金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例６ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのW金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
０μｍのTa金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。実施例６ 混合粉の調製において、V金属粉の代わりに平均粒径５
０μｍのW金属粉を用いた他は、実施例１と同様にして
リベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
【００２０】比較例１（前酸化法によるAg−13wt%CdO接
点材料の製造） Ag−12wt%Cdの銀合金を溶解、鋳造した後、押出・伸線
加工して、小さなチップ形状とした。これらのチップに
内部酸化処理（酸化条件は700℃、10atmPO2）を施し、
成形し、更に押出・伸線加工した。得られた線材からリ
ベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。その
結果を表１に示す。比較例２ （前酸化法によるAg−10at%SnO2接点材料の製
造） Ag−9at%Snの銀合金を溶解、鋳造した後、押出・伸線加
工して、小さなチップ形状とした。これらのチップに内
部酸化処理（酸化条件は700℃、10atmPO2）を施し、成
形し、更に押出・伸線加工した。得られた線材からリベ
ット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。その結
果を表１に示す。
点材料の製造） Ag−12wt%Cdの銀合金を溶解、鋳造した後、押出・伸線
加工して、小さなチップ形状とした。これらのチップに
内部酸化処理（酸化条件は700℃、10atmPO2）を施し、
成形し、更に押出・伸線加工した。得られた線材からリ
ベット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。その
結果を表１に示す。比較例２ （前酸化法によるAg−10at%SnO2接点材料の製
造） Ag−9at%Snの銀合金を溶解、鋳造した後、押出・伸線加
工して、小さなチップ形状とした。これらのチップに内
部酸化処理（酸化条件は700℃、10atmPO2）を施し、成
形し、更に押出・伸線加工した。得られた線材からリベ
ット状の電気接点を製造し、開閉試験を行った。その結
果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、耐溶着性及
び耐消耗性に優れ、電気接点として開閉中も低い接触抵
抗を維持でき、しかも塑性加工性の優れた電気接点材料
が得られる。
び耐消耗性に優れ、電気接点として開閉中も低い接触抵
抗を維持でき、しかも塑性加工性の優れた電気接点材料
が得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】 V, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から
選ばれた少なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化
物として金属換算で５０原子％以下含有する粉末材料
と、金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、残部がAg粉
との混合粉の成形焼結体からなり、前記高融点金属は焼
結体中で微細な単純酸化物として均一に分散しているこ
とを特徴とする電気接点材料。 - 【請求項２】 V, Cr, Nb, Mo, Ta及びWよりなる群から
選ばれた少なくとも１種の高融点金属をAgとの複合酸化
物として金属換算で５０原子％以下含有する粉末材料
と、金属換算で２０原子％以下のSnO2粉と、残部がAg粉
との混合粉を加圧成形し、これを焼結することを特徴と
する電気接点材料の製造方法。 - 【請求項３】 更に、焼結により得られた焼結体を押出
・伸線加工することを特徴とする請求項２に記載の電気
接点材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9172901A JPH116022A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 電気接点材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9172901A JPH116022A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 電気接点材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116022A true JPH116022A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15950447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9172901A Pending JPH116022A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 電気接点材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116022A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280971A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Mabuchi Motor Co Ltd | 摺動接点材料及びクラッド複合材並びにモーター |
| CN115466873A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-12-13 | 宁波坤铜合金材料有限公司 | 一种碱基金属离子掺杂改性银氧化锡材料及其制备方法和应用 |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP9172901A patent/JPH116022A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280971A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Mabuchi Motor Co Ltd | 摺動接点材料及びクラッド複合材並びにモーター |
| CN115466873A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-12-13 | 宁波坤铜合金材料有限公司 | 一种碱基金属离子掺杂改性银氧化锡材料及其制备方法和应用 |
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