JPS58144445A - 銀一酸化物系接点材料 - Google Patents
銀一酸化物系接点材料Info
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- JPS58144445A JPS58144445A JP56126497A JP12649781A JPS58144445A JP S58144445 A JPS58144445 A JP S58144445A JP 56126497 A JP56126497 A JP 56126497A JP 12649781 A JP12649781 A JP 12649781A JP S58144445 A JPS58144445 A JP S58144445A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な電気接点材料に関するもので、特に従来
より比較的小電流の継電器から電磁開閉器やしゃ断器な
との大電流域まで床几に用いられてきたAg−Cd0系
接点拐料に代って、CdOを#J[シ代替酸化物を含有
させるようにしたAg#化物系接点月料に係るものであ
る。
より比較的小電流の継電器から電磁開閉器やしゃ断器な
との大電流域まで床几に用いられてきたAg−Cd0系
接点拐料に代って、CdOを#J[シ代替酸化物を含有
させるようにしたAg#化物系接点月料に係るものであ
る。
従来から電気接点材料としては種々のものが用いられて
いるが、特にAg−Cd0系拐料は電気接点として要求
される耐溶着性、耐消耗性、接触抵抗の安定性などの諸
性能にすぐれているため、その需要も年々上昇し、旧料
面の改良が重ねられており、またこれに関する学術的研
究も多く、いわばこの系の材料、製造技術の進歩は極限
にまで達しているといえよう。
いるが、特にAg−Cd0系拐料は電気接点として要求
される耐溶着性、耐消耗性、接触抵抗の安定性などの諸
性能にすぐれているため、その需要も年々上昇し、旧料
面の改良が重ねられており、またこれに関する学術的研
究も多く、いわばこの系の材料、製造技術の進歩は極限
にまで達しているといえよう。
しかし、このAg−Cd0系接点拐料は、既知のように
その製造上、溶解、熱間加工、高温内部酸化、分析及び
回収などCdを糸外にU[出し易い多数の]−程を含ん
でいるため、当然その排出防止に努めなけれはならない
。
その製造上、溶解、熱間加工、高温内部酸化、分析及び
回収などCdを糸外にU[出し易い多数の]−程を含ん
でいるため、当然その排出防止に努めなけれはならない
。
この結果、殊に生産設備の拡大に伴って焚火な公害防止
設備が必要となり、当該防11.のために多大なエネル
ギーが消費され、生H;価格にまで重大な影響を与える
ことになる。
設備が必要となり、当該防11.のために多大なエネル
ギーが消費され、生H;価格にまで重大な影響を与える
ことになる。
Ag中にCdOを分散させることは、接点表面の清浄化
作用、溶着力の低減などの性能を改善するものとして効
果的であるが、このような効果を十分に果たすのは特に
交流回路においてであり、極性の変化しない直流回路に
おいて当該接点材料を使用したときは、比較的耐溶着性
に乏しく開閉回数が増すと接触抵抗が増加するなどの難
点がある。
作用、溶着力の低減などの性能を改善するものとして効
果的であるが、このような効果を十分に果たすのは特に
交流回路においてであり、極性の変化しない直流回路に
おいて当該接点材料を使用したときは、比較的耐溶着性
に乏しく開閉回数が増すと接触抵抗が増加するなどの難
点がある。
その原因は、一方の極必・ら他方の極に接点材料が移転
し、接点表面に接点母拐と異なる変質層が形成されるた
めと提唱されており、この欠点はAg−Cd0系接点を
用いる限り解消できない宿命といえよう。
し、接点表面に接点母拐と異なる変質層が形成されるた
めと提唱されており、この欠点はAg−Cd0系接点を
用いる限り解消できない宿命といえよう。
そこで、Ag−Cd0系接点材料に匹敵する新しい材料
の開発が注目されるに至り、近年各種の研究がなされつ
5あり、Ag中Laの酸化物を分散させた電気接点材料
なども発表されてい乙。
の開発が注目されるに至り、近年各種の研究がなされつ
5あり、Ag中Laの酸化物を分散させた電気接点材料
なども発表されてい乙。
そこで本願人は既に、上記の諸点に鑑み、Cd成分を含
1ない酸化物の接点特性に寄与する役割について研究を
重ねた結果、電気接点の表面における清浄化作用やアー
クに対する諸現象、例えば消弧作用などが、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
いとする考え方に想到し、高性能Ag−酸化物系接点制
料の開発に必要な指釧を得た。
1ない酸化物の接点特性に寄与する役割について研究を
重ねた結果、電気接点の表面における清浄化作用やアー
クに対する諸現象、例えば消弧作用などが、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
いとする考え方に想到し、高性能Ag−酸化物系接点制
料の開発に必要な指釧を得た。
このような思考を基盤として蒸気圧がCdOのそれに近
い酸化物に着目し、sbXMnsSn、InXTeなど
の酸化物をAg中に含有させることにより、Ag−Cd
0糸接定と同等以上の接点表面清浄化作用を発揮させ得
ることを確認することができた0 さらに、Ni、Feなどを加えることによって相乗的効
果が発揮され得ることについても、各種の提案を発表し
ている。
い酸化物に着目し、sbXMnsSn、InXTeなど
の酸化物をAg中に含有させることにより、Ag−Cd
0糸接定と同等以上の接点表面清浄化作用を発揮させ得
ることを確認することができた0 さらに、Ni、Feなどを加えることによって相乗的効
果が発揮され得ることについても、各種の提案を発表し
ている。
本発明は以上のような研究経過に基づいてなされたもの
であり、[Ag中に約500〜1500℃の温度範囲で
Cd Oより高い蒸気圧をもつsbの酸化物、約150
0〜4000℃の温度範囲でCd0J:v高い蒸気圧を
もつSn酸化物、約500〜4000℃の温度範囲でC
dOより低い蒸気圧をもつIn、Mnの酸化物を組合せ
て分散させることにより、優れた接点特性を発揮し得る
ようにしたものである。
であり、[Ag中に約500〜1500℃の温度範囲で
Cd Oより高い蒸気圧をもつsbの酸化物、約150
0〜4000℃の温度範囲でCd0J:v高い蒸気圧を
もつSn酸化物、約500〜4000℃の温度範囲でC
dOより低い蒸気圧をもつIn、Mnの酸化物を組合せ
て分散させることにより、優れた接点特性を発揮し得る
ようにしたものである。
さらに、本発明の重要な点は、上記元素にさらに′1゛
eを加えた酸化物を分散させることにより、Ag、−C
dO系接点接点っているような欠陥を改善しようとする
にある。
eを加えた酸化物を分散させることにより、Ag、−C
dO系接点接点っているような欠陥を改善しようとする
にある。
すなわち既知の如く機器の頻繁な運転に伴い、その開閉
を司るスインチにあっては、その接点表面がアーク熱ヤ
ジュール熱によって浴融する程の高温に熱せられ、これ
が夜間などの運転休止時には室温tで降温することにな
るから、高温と室温の熱サイクルが繰返されることにな
る。
を司るスインチにあっては、その接点表面がアーク熱ヤ
ジュール熱によって浴融する程の高温に熱せられ、これ
が夜間などの運転休止時には室温tで降温することにな
るから、高温と室温の熱サイクルが繰返されることにな
る。
ところで当該接点は、片側をAg層としてCu、Cu−
Znなどによる合判に、ろう伺されることになるが、A
gや上記合判、接点制(Ag−CdO)の熱膨張率には
差があり、このため上記の如き頻繁な熱サイクルによる
膨張、収縮が繰返されると、接点が彎曲変形するという
現象を生じ、これにより接点が合判から刺離し、剥離部
分が欠落消耗あるいは湿度上術を起すことになる。
Znなどによる合判に、ろう伺されることになるが、A
gや上記合判、接点制(Ag−CdO)の熱膨張率には
差があり、このため上記の如き頻繁な熱サイクルによる
膨張、収縮が繰返されると、接点が彎曲変形するという
現象を生じ、これにより接点が合判から刺離し、剥離部
分が欠落消耗あるいは湿度上術を起すことになる。
既述のTeの添加は、Ag中に当該酸化物を均一微細に
分散させる効果があυ、前記q、り熱消耗現象を軽減す
る。
分散させる効果があυ、前記q、り熱消耗現象を軽減す
る。
そこで発明(1)は、Ag中に01〜62重Ji%S
b、 0.05〜5.Q重量%M n 、 0.05
〜5.0重量%Sn、005〜50重量%In、0.0
1〜20重量%Teで、かつその総和が03〜150重
量係の範囲である元素成分が酸化物として分散されてい
ることを特徴としている。
b、 0.05〜5.Q重量%M n 、 0.05
〜5.0重量%Sn、005〜50重量%In、0.0
1〜20重量%Teで、かつその総和が03〜150重
量係の範囲である元素成分が酸化物として分散されてい
ることを特徴としている。
このような電気接点材料の製造には既知のように焼結法
(粉末冶金法)と内部酸化法とがあるが、内部酸化の方
が耐消耗性にすぐれていることから後者が多用されてい
る。
(粉末冶金法)と内部酸化法とがあるが、内部酸化の方
が耐消耗性にすぐれていることから後者が多用されてい
る。
内部酸化合金接点の製法は、Agと81)、811%I
n、Mn、TeとのAg基合金を溶解によって作製し、
これを酸素雰囲気中で高温に保持させることにより、合
金の表面から酸素を侵入させ、添加元素を選択的に酸化
させて、Ag中に酸化物として均一微細に分散させる。
n、Mn、TeとのAg基合金を溶解によって作製し、
これを酸素雰囲気中で高温に保持させることにより、合
金の表面から酸素を侵入させ、添加元素を選択的に酸化
させて、Ag中に酸化物として均一微細に分散させる。
成分元素としてのsbは01〜62@量係でなくてはな
らず、こ\でAgへのsbの添加量の上限を6.2i1
iJi%に限定しなければならない理由は、合金のα固
溶体におけるsbの最大固溶限が、300℃で62重量
%であシ、この添加量を越えるsbを添加した場合には
著しく冷間加圧性を阻害すること\なり、電気接点拐料
の量産が困難となるからである。
らず、こ\でAgへのsbの添加量の上限を6.2i1
iJi%に限定しなければならない理由は、合金のα固
溶体におけるsbの最大固溶限が、300℃で62重量
%であシ、この添加量を越えるsbを添加した場合には
著しく冷間加圧性を阻害すること\なり、電気接点拐料
の量産が困難となるからである。
一方、01重量%未満の添加量であると、顕著な添加効
果が得られず、その目的を達成し得ない。
果が得られず、その目的を達成し得ない。
さらにMnを添加すると、Mn酸化物は約2000℃以
上の尚温で、sbやSr+fi!2化物よりも低い蒸気
圧であるため、これら酸化物のアークなどによる揮発損
耗を抑制する効果がある。
上の尚温で、sbやSr+fi!2化物よりも低い蒸気
圧であるため、これら酸化物のアークなどによる揮発損
耗を抑制する効果がある。
そしてMnの添加上限を50重量%とした理由は、Mn
を添加することにより、結晶粒界に酸化物を析出するこ
とを抑制する効果がある。
を添加することにより、結晶粒界に酸化物を析出するこ
とを抑制する効果がある。
しかし、50重量%の上限を越えると、この傾向が顕著
となり過ぎ、結晶粒界近傍で酸(ヒ物の分散が希薄にな
るので、接点特性に曹影響を与えることになるからであ
p、0.05重量%の下限値は、効果発揮の最低限を示
している。
となり過ぎ、結晶粒界近傍で酸(ヒ物の分散が希薄にな
るので、接点特性に曹影響を与えることになるからであ
p、0.05重量%の下限値は、効果発揮の最低限を示
している。
成分元素としてのSnは005〜50重量饅の範囲でな
けれはならない。
けれはならない。
このような範囲に限定しなければならない理由は、Sn
を添加した合金を内部酸化すると、当該酸化物は針状を
呈するが、50市量%を越えた添加では、当該酸化物が
層状に表面近傍に形成し、内部酸化処理が困難となる。
を添加した合金を内部酸化すると、当該酸化物は針状を
呈するが、50市量%を越えた添加では、当該酸化物が
層状に表面近傍に形成し、内部酸化処理が困難となる。
一方、o、ox@ii%未満の場合は、S nを添加し
た効果があられれないからである。
た効果があられれないからである。
Inを含んだ合金は、Snと同様内部酸化すると、針状
の酸化物となるが、sbその他の元素と組合せた合金に
あってはInが50重景頭を越えて添加されると、内部
酸化時に、表面に緻密な酸化被膜を形成し、これが内部
酸化を困難にすることになるため、上限を50屯量チと
しなければならず、005重量%未満では、添加の効果
がない。
の酸化物となるが、sbその他の元素と組合せた合金に
あってはInが50重景頭を越えて添加されると、内部
酸化時に、表面に緻密な酸化被膜を形成し、これが内部
酸化を困難にすることになるため、上限を50屯量チと
しなければならず、005重量%未満では、添加の効果
がない。
本発明では、さらに前記の如(Teを添加するが、その
添加による効果は前記の通り熱サイタルによる熱歪を小
さくし、接点の剥離、異常損耗を解消し得る。
添加による効果は前記の通り熱サイタルによる熱歪を小
さくし、接点の剥離、異常損耗を解消し得る。
その上限を20重量%とした理由は、溶解試料において
TeとAgの金属間化合物が形成されるため加工性が低
下し、20重量%以上のTe添加においては加工が極め
て困難になるためである。
TeとAgの金属間化合物が形成されるため加工性が低
下し、20重量%以上のTe添加においては加工が極め
て困難になるためである。
下限の0.01重量%は効果発揮の最低限を示している
。
。
このように、S bs Mns S’n、 I n
s Teを腹合添加することにより、単体添加では得ら
れない相乗効果が得られることになり、すぐれた接点性
能を発揮することになる。
s Teを腹合添加することにより、単体添加では得ら
れない相乗効果が得られることになり、すぐれた接点性
能を発揮することになる。
さらに、添加元素成分の総和が150重量%を越えると
内部酸化によって酸化物を均−微細−9−へりr に分散させることが極めて困難になる。
内部酸化によって酸化物を均−微細−9−へりr に分散させることが極めて困難になる。
一方、総和が03重量%以下では、接点性能改善への効
果が殆ど現れない。
果が殆ど現れない。
次に発明(2)にあっては、上記(11の発明内容に加
えて、金属成分が001〜10重量饅となるN1、金属
成分が0.01〜10重量係となるFeの一種または二
種の酸化物をも、主成分たるAg中に分散させることを
特徴としている。
えて、金属成分が001〜10重量饅となるN1、金属
成分が0.01〜10重量係となるFeの一種または二
種の酸化物をも、主成分たるAg中に分散させることを
特徴としている。
こXで上記の如(Ni、Fei添加することの役割は、
酸化物粒子を微細化し、整えることにあり、この際上記
の如(1,Oi量係を上限としたのは、これを越えて添
加すると溶解によって均一な合金が得られなくなる。
酸化物粒子を微細化し、整えることにあり、この際上記
の如(1,Oi量係を上限としたのは、これを越えて添
加すると溶解によって均一な合金が得られなくなる。
また下限としての0.01重量%は、前記の如き酸化物
粒子微細化の効果を発揮し得る最低限を意味している。
粒子微細化の効果を発揮し得る最低限を意味している。
さらに、添加成分の総和が160重量%を越えると、内
部酸化によって酸化物を均一微細に分散させることが極
めて困Mζこなる。
部酸化によって酸化物を均一微細に分散させることが極
めて困Mζこなる。
一方総和が0.3市51%以下では接点性能改善10−
への効果が殆ど現れない。
こ\で発明(1)についての実施例を示せば1995屯
量饅以上の純度を有する成分拐料を原料として、これを
大気中にて溶解することにより、 ill Ag−]、]5Sb−1.0Mn−3.08
n3.0In−0,5T e (21Ag−1,08b−1,5Mn−4,08n−3
,0In−0,8Te i31 Ag−3,08b−1,0Mn−1,5sn
−2,0In−0,61” e の鋳塊を製造し、この鋳塊の表層を面側後、その−面に
薄い純銀板を熱圧着して、ろう付は用の銀層を形成する
。
量饅以上の純度を有する成分拐料を原料として、これを
大気中にて溶解することにより、 ill Ag−]、]5Sb−1.0Mn−3.08
n3.0In−0,5T e (21Ag−1,08b−1,5Mn−4,08n−3
,0In−0,8Te i31 Ag−3,08b−1,0Mn−1,5sn
−2,0In−0,61” e の鋳塊を製造し、この鋳塊の表層を面側後、その−面に
薄い純銀板を熱圧着して、ろう付は用の銀層を形成する
。
次に当該累月を冷間圧延して厚さ2朧の板にした後、プ
レス機により直径81M1φの円盤状に打抜き、これを
内部酸化炉に入れ、酸素を炉内に導入しながら750℃
で180時間加熱し、sb、I n % M n %
T e f H化させて本発明合金を作製した。
レス機により直径81M1φの円盤状に打抜き、これを
内部酸化炉に入れ、酸素を炉内に導入しながら750℃
で180時間加熱し、sb、I n % M n %
T e f H化させて本発明合金を作製した。
捷た発明(2)に係る実施例としては、上記発明(1)
について実施したと同じ1程により、(41Ag−2,
08b−1,5Mn−3,08n−2,5In−0,3
Te−0,3Ni 151 Ag−5,08b−1,0Mn−2,08n
−]、01n−0,3T e −0,3F e (61Ag−1,5Sb−1,0Mn−4,08n−3
,0In−0,3Te−0,2N i−0,2Feによ
る本発明合金を作製した。
について実施したと同じ1程により、(41Ag−2,
08b−1,5Mn−3,08n−2,5In−0,3
Te−0,3Ni 151 Ag−5,08b−1,0Mn−2,08n
−]、01n−0,3T e −0,3F e (61Ag−1,5Sb−1,0Mn−4,08n−3
,0In−0,3Te−0,2N i−0,2Feによ
る本発明合金を作製した。
そして上記(1)〜(6)につき接点試験用として当該
合金の裏側に形成されたAg層と接点保持用の金相とを
Agろう付けして試料とし、接点試験にはASTM接点
試験機を用い、電圧AC100V、電流20A1力率0
6、接触力150g1解離力300gの条件で、従来使
用されている代表的な接点材料と比較しながら第1表に
あげた各項について試験を行なった。
合金の裏側に形成されたAg層と接点保持用の金相とを
Agろう付けして試料とし、接点試験にはASTM接点
試験機を用い、電圧AC100V、電流20A1力率0
6、接触力150g1解離力300gの条件で、従来使
用されている代表的な接点材料と比較しながら第1表に
あげた各項について試験を行なった。
第1表
Sb、Mn、Sn、I n、Teの酸化物を所定範囲内
の添加量だけAg中に分散させることにより、Ag−C
d0系接点と比較すると、その消耗量ではこれを可成9
低減でき、しかも溶着回数を大巾に低下させることがで
きたものであり、また前記した熱サイクルによる剥離消
耗の点でも改善効果が得られ、さらにNi、Feを添加
することにより、酸化物粒子を整え、浴着回数について
の、改善を促進させることができた。
の添加量だけAg中に分散させることにより、Ag−C
d0系接点と比較すると、その消耗量ではこれを可成9
低減でき、しかも溶着回数を大巾に低下させることがで
きたものであり、また前記した熱サイクルによる剥離消
耗の点でも改善効果が得られ、さらにNi、Feを添加
することにより、酸化物粒子を整え、浴着回数について
の、改善を促進させることができた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 n+ A、g中ニ0.1〜6.2 重量%Sb、0.
05〜50重量%M n 、 0.05〜5.0重量
%8n。 005〜50重量係In、0.01〜20重量%Teで
、かつその総和が0.3〜15.0重量係の範囲である
元素成分が酸化物として分散していることを特徴とする
銀−酸化物系接点材料。 +21Ag中に発明(1)の元素成分に、さらに0.0
1〜10市量%N1.0.01〜]、O@量%Feの一
種あるいは二種を加えて、その総和が03〜16.0重
量係の範囲である元素成分が酸化物として分散している
ことを特徴とする銀−酸化物系接点材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56126497A JPS58144445A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 銀一酸化物系接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56126497A JPS58144445A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 銀一酸化物系接点材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58144445A true JPS58144445A (ja) | 1983-08-27 |
JPS6367536B2 JPS6367536B2 (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=14936662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56126497A Granted JPS58144445A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 銀一酸化物系接点材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58144445A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60110867A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-17 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性および耐食性のすぐれた表面硬化Ag合金部材 |
US5451272A (en) * | 1991-04-12 | 1995-09-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Silver-oxide electric contact material for use in switches for high current |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP56126497A patent/JPS58144445A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60110867A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-17 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性および耐食性のすぐれた表面硬化Ag合金部材 |
JPS622626B2 (ja) * | 1983-11-18 | 1987-01-21 | Mitsubishi Metal Corp | |
US5451272A (en) * | 1991-04-12 | 1995-09-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Silver-oxide electric contact material for use in switches for high current |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6367536B2 (ja) | 1988-12-26 |
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