JPS58185735A - 銀−酸化物系電気接点材料 - Google Patents
銀−酸化物系電気接点材料Info
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- JPS58185735A JPS58185735A JP57068475A JP6847582A JPS58185735A JP S58185735 A JPS58185735 A JP S58185735A JP 57068475 A JP57068475 A JP 57068475A JP 6847582 A JP6847582 A JP 6847582A JP S58185735 A JPS58185735 A JP S58185735A
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- silver
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- electrical contact
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/10—Alloys containing non-metals
- C22C1/1078—Alloys containing non-metals by internal oxidation of material in solid state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/06—Alloys based on silver
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
本発明は内部酸化法によって製造される銀−酸化物系電
気接点材料に関するものである。
気接点材料に関するものである。
内部酸化法によって製造される嫁−酸化物系電気接点材
料として銀−酸化力5ドミウム系接点が広く用いられて
来たが、近年カドミウムの毒性が鵬議されるに伴い、、
Ag−3nug−In2Ag−3nu系の接点が中負荷
の開閉器を中心に使用される様になって来た。しかし種
々の問題点をもち完成の域には達していない。
料として銀−酸化力5ドミウム系接点が広く用いられて
来たが、近年カドミウムの毒性が鵬議されるに伴い、、
Ag−3nug−In2Ag−3nu系の接点が中負荷
の開閉器を中心に使用される様になって来た。しかし種
々の問題点をもち完成の域には達していない。
Ag−8n02−In、 0.−CdO糸材料1’lA
g−8n−In−Cd合金を内部酸化して製造される中
負荷開閉器では、 Ag−Cd0 より1ll11浴
着性、耐消耗性に優れ省銀面でも30%近く接点重量を
軽諷し斯界に多大の貢献をなしているが従来のAg−8
n02−In203−CdO系の接点には部分的に大き
な欠点が見られる。すなわち、中負荷開閉器の用品−気
試験後の接点表面を見ると大きな亀甲状のクランクが入
り大きな亀甲状欠落が見られる。亀甲状のクラック、欠
落等ft副食して見ると、内部酸化の際に発生するAg
−8nO2−1n203−CdO系特有の大小の粒界の
うち大きな巾のAgの成分の多い粒界にアークエネルギ
ーが流れ亀甲状クランクの要因となり、欠格に発展する
ことが判明した。
g−8n−In−Cd合金を内部酸化して製造される中
負荷開閉器では、 Ag−Cd0 より1ll11浴
着性、耐消耗性に優れ省銀面でも30%近く接点重量を
軽諷し斯界に多大の貢献をなしているが従来のAg−8
n02−In203−CdO系の接点には部分的に大き
な欠点が見られる。すなわち、中負荷開閉器の用品−気
試験後の接点表面を見ると大きな亀甲状のクランクが入
り大きな亀甲状欠落が見られる。亀甲状のクラック、欠
落等ft副食して見ると、内部酸化の際に発生するAg
−8nO2−1n203−CdO系特有の大小の粒界の
うち大きな巾のAgの成分の多い粒界にアークエネルギ
ーが流れ亀甲状クランクの要因となり、欠格に発展する
ことが判明した。
そこで本発明者t’;x、 Ag−Cd−8n−In−
Ni系合金においてCuが内部酸化の際に−Ag成分の
多い粒界を減少させるため悌めで有効に働いていること
を発見した。そしてさらに研究をブ圧めたところ。
Ni系合金においてCuが内部酸化の際に−Ag成分の
多い粒界を減少させるため悌めで有効に働いていること
を発見した。そしてさらに研究をブ圧めたところ。
Ag−Cd−8n−In−Ni合金において、0.6な
いし0.8亀歇チのCu量を添加することで、欠落V(
つながる亀甲状クランク安因であA11]広い粒界がな
〈耐溶着性、耐消耗性等において予想外の改善がみられ
ることを発見し、ここに本発明を完成したものである。
いし0.8亀歇チのCu量を添加することで、欠落V(
つながる亀甲状クランク安因であA11]広い粒界がな
〈耐溶着性、耐消耗性等において予想外の改善がみられ
ることを発見し、ここに本発明を完成したものである。
かくして本発明はhMM%で、Sn 3ないし9%、
In 1ないし3%、 Cd O,2〜0.8%、
NiO,05ないし1%、 Cu O,3ないし0.8
%、残部Agおよび不可避不純物からなる合金を内部酸
化させてなる銀−敵fヒ物系電気接点材料である。
In 1ないし3%、 Cd O,2〜0.8%、
NiO,05ないし1%、 Cu O,3ないし0.8
%、残部Agおよび不可避不純物からなる合金を内部酸
化させてなる銀−敵fヒ物系電気接点材料である。
本発明でIa 0.3ないし0.8重量係のCuを加え
ることによって、Ag −S n02− I n20s
系及びAg−8nO□−In203−CaO系の内部酸
化単体接点の中負荷開閉器の亀甲状クラック、入洛等に
つながる粒界を改善し、品質間における安定性をもたら
し。
ることによって、Ag −S n02− I n20s
系及びAg−8nO□−In203−CaO系の内部酸
化単体接点の中負荷開閉器の亀甲状クラック、入洛等に
つながる粒界を改善し、品質間における安定性をもたら
し。
さらに実用上における性能向上をもたらした。
本発明における内部酸化前に銀基地中に分散している酸
fヒさるべき成分の鉦について、その限定理由を示すと
次の辿りである。なお本明細誓中での「%」表示につい
ては伺わも重景チで示す。
fヒさるべき成分の鉦について、その限定理由を示すと
次の辿りである。なお本明細誓中での「%」表示につい
ては伺わも重景チで示す。
Sn t7)鼠i13〜9%が好ましく、5%未満では
−流しゃ断時性が充分でなく、9%を越えると接触抵抗
が過大になるとともに製造時の酸化処fj(が困難にな
る。
−流しゃ断時性が充分でなく、9%を越えると接触抵抗
が過大になるとともに製造時の酸化処fj(が困難にな
る。
Inの量は1〜3%が適当であって、1%未鉤で!I′
iSnの酸化を助ける効果が少なく、また中ないし重負
荷用としての耐浴着性耐アーク哨粍性を強化するために
も1%以上が好ましい。また3%を越えるとコストアッ
プを招くので上限を3%とした。
iSnの酸化を助ける効果が少なく、また中ないし重負
荷用としての耐浴着性耐アーク哨粍性を強化するために
も1%以上が好ましい。また3%を越えるとコストアッ
プを招くので上限を3%とした。
Cdの門は0.2〜O,8%が好ましく、0.2%未/
1^ではAg−Cd庁合金11みの鋳造性を維持するに
不充分であり、一方0.8%を越えて含有させると、各
酸化物111[のバランスが崩れ、酸化物の微細均−分
故効果がそこなわれるようになって常温平均ビッカース
酸さ:1001t、y/−以上の高硬疫を確保するのが
困難になることから、上限全0.8係と定めた。
1^ではAg−Cd庁合金11みの鋳造性を維持するに
不充分であり、一方0.8%を越えて含有させると、各
酸化物111[のバランスが崩れ、酸化物の微細均−分
故効果がそこなわれるようになって常温平均ビッカース
酸さ:1001t、y/−以上の高硬疫を確保するのが
困難になることから、上限全0.8係と定めた。
Niに他の酸化物を微細に分散せしめAgマトリックス
′(il−留細にして、材料の硬さを高め、もって耐摩
耗性を向上させる作用をもつが、その量が0.05%未
満では、常温ビッカース酸さ:100Kg / mm
2以上を確保することが困難であり、一方1%を越えて
含有させると、Ag中に酸化物を均一に分散させること
ができなくなることから、−tの計を0.05〜1係と
定めた。
′(il−留細にして、材料の硬さを高め、もって耐摩
耗性を向上させる作用をもつが、その量が0.05%未
満では、常温ビッカース酸さ:100Kg / mm
2以上を確保することが困難であり、一方1%を越えて
含有させると、Ag中に酸化物を均一に分散させること
ができなくなることから、−tの計を0.05〜1係と
定めた。
Cu門は0.3〜0.8チが好ましく、0.3チ未満で
は酸化時の粒界析出物の抑制効果が少なく。
は酸化時の粒界析出物の抑制効果が少なく。
0.8%を越えるとAg中のCuの固溶量が多くなり、
材料の銃猟抵抗が過大となる。最も特性的に簀定した範
囲[0,4〜0.6%である。
材料の銃猟抵抗が過大となる。最も特性的に簀定した範
囲[0,4〜0.6%である。
以下第1表に示す合金例を比較例とともに示す実施例に
よって本発明をさらに説明する。なお。
よって本発明をさらに説明する。なお。
性能についてに、性能比較試験1および2によって、本
発明接点材料である実施例1〜5による材料と従来の接
点材料である比較例1〜5による材料とを対比した。
発明接点材料である実施例1〜5による材料と従来の接
点材料である比較例1〜5による材料とを対比した。
実施例1
本例は本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag8639とNi’2ダを大気中で約1500°Cで
溶解し1次に湯温度を1200℃に低下させCu5?を
入れ、さらに湯温度を1ooo℃に低下させてから50
チAg−50%CdのAd−Cdの母合金109 、
In 50? 、 Sn 91:H’を添加し、これを
鋳造して990)の鋳塊を得た(鋳込歩留99%)。こ
の鋳塊の押湯部分を約5チ除去し・さらに表面を面削し
て巾40fi厚さ10flの接点素材としこの一面に約
1闘の純銀板を熱圧着してろう骨用の銀層を形成した。
溶解し1次に湯温度を1200℃に低下させCu5?を
入れ、さらに湯温度を1ooo℃に低下させてから50
チAg−50%CdのAd−Cdの母合金109 、
In 50? 、 Sn 91:H’を添加し、これを
鋳造して990)の鋳塊を得た(鋳込歩留99%)。こ
の鋳塊の押湯部分を約5チ除去し・さらに表面を面削し
て巾40fi厚さ10flの接点素材としこの一面に約
1闘の純銀板を熱圧着してろう骨用の銀層を形成した。
次いでこれらの素材を塑性加工によって厚さ1.5及び
1.2Mの薄板とした後、プレス機によって6聴φと6
.2胴φの丸型の2棒の接点形状に打抜き、これf70
0°C13気圧の酸素雰囲気中で48時間保持して下記
の銀−酸化物系接点を製作した。
1.2Mの薄板とした後、プレス機によって6聴φと6
.2胴φの丸型の2棒の接点形状に打抜き、これf70
0°C13気圧の酸素雰囲気中で48時間保持して下記
の銀−酸化物系接点を製作した。
可動接点 6關φX 1.5++on厚 (接触面2
0R付)固定接点 6.2+o+φ×1.2−早 (接
触面フラット)これら2種の接点を後記の通り横置試験
した。すなわち接点断面顕微鏡写真、常温硬さ、消耗量
、懐触抵抗の変化および溶着力f検査、試験した。
0R付)固定接点 6.2+o+φ×1.2−早 (接
触面フラット)これら2種の接点を後記の通り横置試験
した。すなわち接点断面顕微鏡写真、常温硬さ、消耗量
、懐触抵抗の変化および溶着力f検査、試験した。
実施例2
本例も本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag 87’4.59とNi0.5fを大気中で約15
00℃で溶解し、次に湯温度を1200℃に低下させC
u5rを入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させて
から50多Ag−50%CdのAg−Cd[合金10?
、 In 30f 、 Sn 8(IN’を添加し、
これを鋳造して9902の鋳塊を得た(鋳込歩留99チ
)。これを実施例1に示す方法で同形、同寸法の銀−酸
化物系接点にした。そしてこれについても後記の通り実
施例1と同一の試験を行った。
00℃で溶解し、次に湯温度を1200℃に低下させC
u5rを入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させて
から50多Ag−50%CdのAg−Cd[合金10?
、 In 30f 、 Sn 8(IN’を添加し、
これを鋳造して9902の鋳塊を得た(鋳込歩留99チ
)。これを実施例1に示す方法で同形、同寸法の銀−酸
化物系接点にした。そしてこれについても後記の通り実
施例1と同一の試験を行った。
実施例6
本例も本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag889rとN12rを大気中で約1500’Cで浴
解し、次に湯温度を1200°Cに低下させCu3f金
入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させてから50
%Ag−50チCd のAg−Cd母合金16f、In
20S’、Sn 7(H’を添加し・これを鋳造して
9902の鋳塊を得たC鋳込歩留99%)。これf実施
例1に示す方法で同形、同寸法の・銀−酸化物系接点に
した。そしてこれについても後記の通り実施例1と同一
の試験を行った。
解し、次に湯温度を1200°Cに低下させCu3f金
入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させてから50
%Ag−50チCd のAg−Cd母合金16f、In
20S’、Sn 7(H’を添加し・これを鋳造して
9902の鋳塊を得たC鋳込歩留99%)。これf実施
例1に示す方法で同形、同寸法の・銀−酸化物系接点に
した。そしてこれについても後記の通り実施例1と同一
の試験を行った。
本例も本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag9019とN12rを大気中で約1500°Cで溶
解し1次に湯温度を1200℃に低下させCuBff入
れ、さらに湯温度をi ooo℃に低下させてから50
%Ag−50%Cdの母合金42゜In 20f 、S
n 65fi添加し、これを鋳造して9902の鋳塊を
得た(@込歩留99%〕。これを実施例1に示す方法で
同形、同寸法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれに
ついても後記の辿り実施しく11と同一の試験を行った
。
解し1次に湯温度を1200℃に低下させCuBff入
れ、さらに湯温度をi ooo℃に低下させてから50
%Ag−50%Cdの母合金42゜In 20f 、S
n 65fi添加し、これを鋳造して9902の鋳塊を
得た(@込歩留99%〕。これを実施例1に示す方法で
同形、同寸法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれに
ついても後記の辿り実施しく11と同一の試験を行った
。
実施例5
本例も本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag951rとN12fを大気中で約1500°Cで溶
解し1次に湯温度を1200℃に低下させCu3S’を
入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させてから50
%Ag−50%Cd母合金41゜In 10r、Sn
3(H’i添加し、これを鋳造して9902の鋳塊を得
た(鋳込歩留99%)。これを実施例1に示す方法で同
形、同寸法の銀−酸fヒ物系接点にした。そしてこれに
ついても後記の通り実施例1と同一の試験を行った。
解し1次に湯温度を1200℃に低下させCu3S’を
入れ、さらに湯温度を1000℃に低下させてから50
%Ag−50%Cd母合金41゜In 10r、Sn
3(H’i添加し、これを鋳造して9902の鋳塊を得
た(鋳込歩留99%)。これを実施例1に示す方法で同
形、同寸法の銀−酸fヒ物系接点にした。そしてこれに
ついても後記の通り実施例1と同一の試験を行った。
比較例1
本例は従来の接点材のAg−8nO,−In2O:+光
接点材の製造例を示すものである。Ag931gとN1
2Fを大気中で約1500℃で浴解し・次に湯温度を1
000℃に低下させてがらIn17f・および5n50
9を添加し、これを鋳造して9007の鋳塊を得た(鋳
込歩留90%)。これを実施例1に示す方法で同形・同
寸法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれについても
後記の通り実施例1と同一の試験を行なった。
接点材の製造例を示すものである。Ag931gとN1
2Fを大気中で約1500℃で浴解し・次に湯温度を1
000℃に低下させてがらIn17f・および5n50
9を添加し、これを鋳造して9007の鋳塊を得た(鋳
込歩留90%)。これを実施例1に示す方法で同形・同
寸法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれについても
後記の通り実施例1と同一の試験を行なった。
比較例2
本例も従来の接点材のAg”5n02−In203系接
点材の製造例を示すものである。Ag898rとN12
fを大気中で約1500°Cで溶解し1次に湯温度を1
000℃に低下させてからIn30fおよび5n70f
!を添加し、これを鋳造して9002の鋳塊を得た(鋳
込歩留90%)。これを実施し111に示す方法で同形
・同寸法の銀−酸化物系接点にしまた。そしてこれにつ
いても後記の通り実施例1と同一の試1恢を行なった。
点材の製造例を示すものである。Ag898rとN12
fを大気中で約1500°Cで溶解し1次に湯温度を1
000℃に低下させてからIn30fおよび5n70f
!を添加し、これを鋳造して9002の鋳塊を得た(鋳
込歩留90%)。これを実施し111に示す方法で同形
・同寸法の銀−酸化物系接点にしまた。そしてこれにつ
いても後記の通り実施例1と同一の試1恢を行なった。
比較例3
本例も従来の接点材のAg S n02− I n2
03系接点材の製造例を示すものである。Ag 898
rとNi2?f大気中で約1500℃で浴解し・次に湯
温度を1000”Cに低下させてから5oチAg−50
%CdのAg−Cd(7)母合金10y、In 25f
L−Lび5n65を全添加し、これfシJ造して。
03系接点材の製造例を示すものである。Ag 898
rとNi2?f大気中で約1500℃で浴解し・次に湯
温度を1000”Cに低下させてから5oチAg−50
%CdのAg−Cd(7)母合金10y、In 25f
L−Lび5n65を全添加し、これfシJ造して。
990りの鋳塊をイ4すた(νj込歩留99%)。これ
を実施例1に示す方法で同形・同寸法の銀−酸化物系接
点にした。そしてこれについても後記の通り実施例1と
同一の試験を行なった。
を実施例1に示す方法で同形・同寸法の銀−酸化物系接
点にした。そしてこれについても後記の通り実施例1と
同一の試験を行なった。
比較例4
本例も従来の接点材のA g sn 02 I n
203系接点材の製造例を示すものである。AgB62
?とN12y(i−大気中で約1500℃で溶解し、次
に湯温度を1000℃に低下させてから50チAg−5
0%CdのAg−Cd の母合金161i’、In30
y、および5n90fを添加し、これを鋳造して990
2の鋳塊を得た(鋳込歩留99%)。
203系接点材の製造例を示すものである。AgB62
?とN12y(i−大気中で約1500℃で溶解し、次
に湯温度を1000℃に低下させてから50チAg−5
0%CdのAg−Cd の母合金161i’、In30
y、および5n90fを添加し、これを鋳造して990
2の鋳塊を得た(鋳込歩留99%)。
これを実施例1に示す方法で同形・同寸法の銀−酸化物
系接点にした。そしてこれについても後記の通り実施例
1と同一の試験を行なった。
系接点にした。そしてこれについても後記の通り実施例
1と同一の試験を行なった。
比較例5
本例も従来の接点材のAg−Cd0系接点材の製造例を
示すものである。Ag758fとN12fを大気中で約
1500°Cで溶解し、次に湯温度を1000°Cに低
下させてから50%Ag−50%Cdの母合金2402
を添加し、これを鋳造して9907の鋳塊を得た(鋳込
歩留99係)。これを実施例1に示す方法で同形・同寸
法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれについても後
記の通り実施例1と同一の試験を行った。
示すものである。Ag758fとN12fを大気中で約
1500°Cで溶解し、次に湯温度を1000°Cに低
下させてから50%Ag−50%Cdの母合金2402
を添加し、これを鋳造して9907の鋳塊を得た(鋳込
歩留99係)。これを実施例1に示す方法で同形・同寸
法の銀−酸化物系接点にした。そしてこれについても後
記の通り実施例1と同一の試験を行った。
第 1 表
本試験は硬さおよび電気伝導度を評イ面するものである
。前記製造例において製作した各jd点材について常温
硬さおよび常温における酸気伝導関を測定した。この結
果を第2表に示す。
。前記製造例において製作した各jd点材について常温
硬さおよび常温における酸気伝導関を測定した。この結
果を第2表に示す。
本発明の接点材はいづれも比較例の接点材に比1、てI
K気気溝導度実質上の低下がなく硬さが少し向上してい
る。
K気気溝導度実質上の低下がなく硬さが少し向上してい
る。
性能比較試験2
本試験はrA粍敬2接触抵抗および溶接性を評価するも
のである。前記製造例によって製作した各接点材につい
てその接点性能を確認するため、電圧AC200V、電
流115A、力率0.5で三相5.5KW定格の電磁開
閉器に組込み20万回のインチングチストを実施した。
のである。前記製造例によって製作した各接点材につい
てその接点性能を確認するため、電圧AC200V、電
流115A、力率0.5で三相5.5KW定格の電磁開
閉器に組込み20万回のインチングチストを実施した。
この試験結果を第6表に示す。この試験では試験の前後
の接触抵抗について測定し併せて同表に示した。
の接触抵抗について測定し併せて同表に示した。
第2表
条 常@硬さの範囲は測定値の最大値と最小値を示す
。
。
※※ 乎均硬さは最大値と最小値の中fljU値で示す
。
。
第6表
これをみれば2末完防接点材にいづれも比較例に対して
、同−歓の酸化物を含有する場合、消耗値が低下してお
り改善効果が認められる。
、同−歓の酸化物を含有する場合、消耗値が低下してお
り改善効果が認められる。
CdO、S n02 、 I n203 およびNiO
ならびにこれらの混合酸化物の微細均一分散効果、これ
ら酸化物が高温において適当な蒸気用をもソ効果、Cu
による粒界の安定化効果等の相剰効呆Vこよって従来品
に比較してすぐれた接点性1j5を光挿しうるものであ
る。
ならびにこれらの混合酸化物の微細均一分散効果、これ
ら酸化物が高温において適当な蒸気用をもソ効果、Cu
による粒界の安定化効果等の相剰効呆Vこよって従来品
に比較してすぐれた接点性1j5を光挿しうるものであ
る。
従って1本発り]接点材に広い餉倚範囲にわたってT業
的利用が期待できる一力経済四の点から斯界に多大の貢
献をなしつるものである。
的利用が期待できる一力経済四の点から斯界に多大の貢
献をなしつるものである。
特許出願人 三菱マロリ−冶盆工業株式会社−1′
Claims (1)
- 重t%で* Sn : 3ないし9%、In:1ない
し6チ、Cd:0.2ないし0.8%、Ni:0.05
ないし1%h Cu : 0.3ないし0.8%、残
部Agおよび不可避不純物からなる合金を内部酸化させ
てなる銀−酸化物系電気接点材料。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57068475A JPS6028898B2 (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 銀−酸化物系電気接点材料 |
US06/486,509 US4462841A (en) | 1982-04-23 | 1983-04-19 | Silver-metal oxide alloy electrical contact materials |
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