JPS5811754A - 電気接点材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気接点材料に関するものである。

また特にＡｇ−ＷＣ系合金の特性向上を目的としたもの
である。Ａｇ，−ＷＣ系合金は従来そのすぐれた耐アー
ク性、耐溶着性のため気中しゃ断器、開閉器等の機器の
接点として広く使用されている。

しかるに最近、ノーヒユーズブレーカを始めとする気中
しゃ断器や開閉器等の機器は小型、高性能化のすう勢に
あり、これに伴って接点材料への負荷が厳しくなり、接
点性能の向上が強く要請されている。又機器の小型化に
より接点寸法の小型化、接触圧力の低下の傾向にあり、
これによって電流しゃ断時に生ずる消耗、飛散が増大し
接点の溶着や機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に
温度上昇が起り易いといった問題が生じている。

このような特性改善の要望に答えるものの一つとしてＡ
　ｇ−Ｗ　Ｃ合金にグラファイト（Ｇｒ）　　を添加し
た接点か開発された。この接点は開閉時発生したアーク
熱でＧｒ　が還元ガスとなりｗｅの酸化を防止して温度
上昇を抑え、かつｃｉｒの潤滑性により耐溶着性を高め
る効果がある。しかし乍ら、Ｇｒの添加によって逆に消
耗、絶縁特性が低下する欠点かあった。このため小型高
性能のしゃ断器や開閉器では可動接点にはＡｇ−ＷＣ接
点、固定接点にはＡｇ−ＷＣ−Ｇｒ接点という組合せで
使用せざるを得なかった。しかし、可動部と固定部で材
質を変えて組合せることは部品管理が極めて面倒なこと
である。更にこのような組合せによる使用法でも最近の
小型高性能の機器では接触圧力が小さく、開閉時に発生
するアーク熱によって異常な温度上昇、消耗絶縁劣化、
溶着が多発し更に接点性能の改善が要望されている。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり耐溶着性
、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、かつ温度上昇が
低い実用性に優れた接点合金を提供するものである０更
に本発明合金は高価な銀量接点合金を提供するものであ
る。

本発明による合金は、鉄族金属と銀に■ａ＋Ｖａ。

■ａ族金属の炭化物１ｔ／ａ　＋　、Ｖａ、　Ｖａ　、
Ｖａ族の金属さらにグラファイトを分散含有せしめ、か
つ鉄族金属中に一部もしくは全ての炭化物を固溶せしめ
たことを特徴とする電気接点材料である。

発明者等は先に銀に鉄族金属と各種炭化物を添加した合
金の検討を種々行った結果、該鉄族金属中に炭化物の一
部または全部が固溶した合金が電流の開閉時に発生する
アーク熱での消耗、飛散が極端に少く、機器の絶縁劣化
や溶着の少い効果を示すことを見出した。鉄族金属や炭
化物は耐酸化性が悪く開閉時に発生するアーク熱によっ
て酸化し、接触抵抗を増大させ機器の温度上昇が高くな
る欠点がある。このため鉄族金属や炭化物の酸化防止と
して還元性に優れたＧｒ　を上記接点合金に添加せしめ
ると、ｏｒは電気開閉時の熱で分解して還元ガスを発生
し鉄族金属や炭化物を酸化から防止し接触抵抗を小さく
抑え、機器の温度上昇を低下せしめると共にＧｒ　の潤
滑性により耐溶着性を高めることがわかった。

即ち、鎖中に、高温度での機械強度や結合強度の優れた
鉄族金属に炭化物な固溶せしめて耐消耗性や耐溶着性を
向上し、更に還元性と潤滑性の優れたＧｒ　を添加する
ことにより、従来のＡｇ−ＷＣ系やＡｇ−ＷＣ−Ｇｒ系
接点では期待できなかった高性首ヒの耐溶着性、耐消耗
性、耐絶縁性、温度上昇特性を共に具備した合金を得る
こと力；できた。

本発明者等は、その後さらに研究を進めた結果、この系
にさらに■ａ、Ｖａ、　■ａ、Ｖｉａ族の金属をカロえ
ると、銀の融点以上の温度で焼結中にこれら金属がＧｒ
粒子と反応し、ａｒ核粒子表面に炭イし物を形成し、こ
のためＡｇとＧｒ界面の濡れ性力ｚ大幅に向上し、焼結
性が改善されると共に、接点性行ヒ、中でも耐消耗、耐
絶縁特性がさらに向上することが判明し本発明に到った
。

鉄族金属はＦｅ　、　Ｃｏ　、　Ｎｉ等であり、５−ｔ
ｏ重喰チであり好ましくはｔｏ−ｓｏ重量％が適当であ
る。

ｊ重量％以下では鉄族金属が鎖中に分散し、炭化物の固
溶が起きず耐消耗性が向上しない。

また３０重量％以上ではＧｒを添加しても接触抵抗が低
下せず温度上昇特性の向上効果がない。

炭化物としてはＷ、　　Ｍｏ’、　Ｔａ　、　Ｎｂ　、
　Ｔｉ　、　Ｃｒ等のＮａ、　　Ｖａ、　Ｖａ族の炭化
物が効果があり、その量としては５〜７０重量％が好ま
しく、特に７！ｏ−ｓ。

重葉チが特性が良い。炭化物が５重量％以下ではＡｇ　
中の炭化物量が少な過ぎて耐溶着性が不充分であり、７
０重量％以上ではｏｒを添加しても接触抵抗が低下せず
温度上昇特性の向上が認められない０ 金属としては、Ｎａ　Ｔ　　Ｖａ　＋　　■ａ＋　Ｖａ
族の金属が効果があり、その量としては０．　／　−！
；重量％が好ましく、特に０．１−２重量％が特性が良
い。

０、７重量％以下ではＧｒ　　との反応量が少なく耐消
耗性の改善効果が少なく、Ｓ重量％以上ではＧｒとの未
反応金属が残留し、この金属が開閉中に酸化肱接触抵抗
が上って、温度上昇特性が逆に低下するためである。

次にＧｒの有効Ｃ囲は／−１１重量％であり好ましくは
３〜７重量％である。

１電歇チ以下では鉄族金属や炭化物が上記範囲内であっ
ても温度上昇特性の向上が認められず、またｌ１Ｍ量チ
以上では合金製造が困難であり実用性がない。

次に実施例によって本発明による接点合金の特徴を具体
的に説明する。

実施例１ 第１表、第２表、第３表及び第１表に示した割合で各粉
末を配合し、混合後代型体を作り、該成型体を水素雰囲
気中で７１００°Ｃの温度で焼結した。

この焼結体を再加圧して気孔率が殆んど零の合金を作製
した。合金中筒ψ表のものは比較材としての従来の合金
である。

第１表　　　　　　　　単位二重量％ 第ダ表　　　　単位：重量％ 第１図は本発明による合金の／実施例（Ａ４）の１００
０倍拡大のＸ線マイクロアナライザーの分析写真である
。第１図で中央の線が測定線でありその上がＯｒチャー
ト線下がＯｒのチャート線である。

図でわかるように本発明合金は焼結過程中にＯｒがＧｒ
　粒子と反応しＧｒ粗粒子表面に炭化物を形成しこのた
めＡｇとＧｒ界面の濡れ性が大幅に向上するため耐消耗
、耐絶縁特性がさらに向上すると考えられる。

上述のようにして作成した合金についてＡＳＴＭ試験機
により通電特性と消耗特性の評価を行った。

条件としては、ＡＣｌｏＯＶ　、　！；ＯＡ　、　ｐｆ
ｉＯ−１接触圧力２００ｇｒ　、開離力２００ｇｒ　、
接点形状ＪｘＪｘ／、！；ｔｌとし、２万回の開閉を行
った。２万回開閉での電圧のバラツキ幅と消耗量の結果
を第５表に示す第５表 実施例２ 実施例１で作成した合金、Ａ４　、　Ｂ３　、　Ｃ３及
び比較材ＤＩ　、　Ｄ２　、　Ｄ３　、　Ｄ４の合金か
ら可動接点ダＸ７×２１１１１１１の寸法に、固定接点
ざＸ　ｒ　Ｘ　２ＭＭの寸法に切削加工したのち台金に
抵抗鑞付けで接合せしめこれをｓＯＡ定格の配線用しゃ
断器に組込み下記に示す試験条件にて接点性能評価をし
た結果、第乙表を得た。

試験条件： 過負荷試験：　ｈｃ２２０Ｖ　、　２００Ａｐｆ　！；
０回耐久試験：　ＡＣ２２０Ｖ、　！；０Ａｐｆ　！；
１１回温度上昇試験：　ｈｃ２２ｏｖ、　　ｓｏＡ　　
２Ｈ短絡試験：　ＡＯ２２０Ｖ、　　？、ｊＫＡ　ｐｆ
Ｏ，！；／ＰＯ−Ｃｏ、　　２ＰＯ−ＣＯ 第６表 第を表で示すように本発明合金は消耗量が少く温度上昇
が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特性を有している
ことがわかる。

本発明合金は上述の通り接点性能が優れているのみでな
く、鉄族金属、炭化物を多量に含有しており高価な銀量
を大巾に節減できるので工業的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｌ実施例合金の１ｏｏｏ倍Ｘ線マイク
ロアナライザー写真である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　元素周期律表の■ａ、　　Ｖａ、　　Ｗａ族
   金属の炭化物がｊ〜７０Ｍ量％、■ａ、　Ｖａ、　ｖｉ
   ａ、Ｖａ族の金属が０．７−５重量％グラファイトｌ〜
   ｌ／重量％、鉄族金属５〜６０重量％、残部銀からなり
   、炭化物及び！Ｖａ、　Ｖａ、　Ｖａ　、■ａ族金属が
   鉄族金属中及び鎖中に固溶もしくは分散したことを特徴
   とする電気接点材料。
2. （２）炭化物がタングステン、モリブデン、タンタル、
   ニオブ、チタン、クロムのうち少くとも１種の炭化物で
   あることを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の電
   気接点材料。
3. （３）鉄族金属がニッケル、鉄、コバルトのうち少くと
   も７種であることを特徴とする特許請求の範囲（１）項
   記載の電気接点材料。
4. （４）　ＩＶａ、　Ｖａ、　■ａ、■氏族の金属がタン
   グステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、チタン、ク
   ロム、マンガン、バナジウムのうち少くともｌ様の金属
   であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の電気接点材料。