JPS5852544B2 - 電気接点材料およびその製造方法 - Google Patents

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
接点材料に係る。

内部酸化法によって製造される銀−酸化物系電気接点材
料として、銀−酸化カドミウム系接点が広く用いられて
きた。

銀−酸化カドミウム系接点は接点に必要な低接触抵抗特
性、耐溶着性、耐アーク消耗性を比較的バランスよく具
備しているため、リレー コンタクタ−１安全ブレーカ
−１配線用遮断器、空中遮断器など小〜犬電流域にわた
り使用されている。

しかしながら、接点構成材の中にカドミウムを使用して
いるので、製造時に卦いて、あ１り望！しいものではな
い。

銀−酸化物系の接点材料の中には、カドミウムを用いな
い接点材料として、銀−酸化錫系、銀−酸化インジウム
系、銀−酸化亜鉛系、銀−酸化マンガン系等の接点材料
がある。

中でも銀−酸化錫−酸化インジウム系材料は、銀−酸化
カドミウム系に比べ、耐溶着性に劣るものの絶縁耐圧特
性に優れている特徴があり、この特性を生かして耐溶着
、耐アーク性を付与させる試みが多くなされている。

即ち、銀−酸化錫−酸化インジウムに、鉄族元素、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属添加等である
。

本発明者等は、銀−酸化錫−酸化インジウム）よび、こ
れをベースとした材料に添加元素を加えた接点材料を提
供してきた。

中でも鉄族元素の添加は、内部酸化後分散する酸化物粒
子を球状化させ、且つ結晶粒を微細化させて、接点の耐
アーク、耐溶着性を向上させることは知られている。

しかしながら、鉄族元素は銀に対する固溶限が少なく、
ニッケルの場合では４００℃で０．０１２ｗｔ％、９２
２℃で０．１０２ｗｔ％である。

従って鉄中にこれら鉄族元素を混入させることは、極め
て困難であることも知られている。

本発明者等は、銀−酸化錫−酸化インジウム合金系に対
し、鉄族元素、中でもＮｉについて、詳細な検討を加え
た結果１通常の溶解方法では、すでに知られている如＜
、０．５％までは、Ｎｉは比較的均一に混入するが、０
．５％を越すとＮｉが凝集して大きな塊となり、このよ
うな材料について接点性能評価を行うと、均一に混入し
た０、５％１では、Ｎｉ含有量の増加とともに、すでに
知られている如く耐アーク性、耐溶着性ともに向上する
が、０．５％をこえてＮｉが凝集して塊となっているも
のは、耐溶着性が極端に低下する現象を見出した。

この原因は定かでないが、Ｎｉの凝集が接触面となった
ためと推測される。

本発明は１以上の如き欠点を克服できる製造法を見出し
、Ｎｉの耐アーク、耐溶着性向上効果を最大限に発揮で
きる見出した点にある。

本発明の接点材料は、鍋中に金属錫を３％をこえ１２％
未満、金属インジウムを１％をこえ４％未満、ニッケル
を０．５％をこえ２％未満の合金を内部酸化せしめたも
のである。

１ず、Ｎｉ以外の元素の範囲を限定した理由について説
明する。

金属錫が３％未満では酸化物含有量が少なく。

また１２ｏ；Ａ以上では内部酸化が著しく困難になるた
めである。

インジウムが１％未満では、中電流域用としては酸化物
量が少なく、また４０％以上では錫とのかねあいになる
が・酸化物が針状化し、接点の加工性、釦よび接点性能
、中でも耐アーク消耗性が低下するためである。

更にインジウムは高価なため、コスト面でも高価になり
やすく工業上は４％未満が適当である。

接点性能、中でも耐溶着性は鍋中に含有する酸化物量に
依存するため、錫とインジウムを組み合わせた合計の含
有量が重要となり、低含有量域（４〜７％）は、リレー
、スイッチ等の小電流域、高含有量域（７〜１５％）は
、安全ブレーカ−１配線用遮断器などの中〜大電流域用
接点として適当である。

Ｎｉは前述の如＜、０．５％以上では通常の金属ニッケ
ル添加では、溶解、鋳造時Ｎｉが凝集するために均一に
混入しがたく、そのために接点性能が低下する。

本発明で見出した添加方法をとることによって、均一に
混入されて接点性能を十分に発揮できる。

次に、この添加方法と限界について述ヘル。

種々の方式について検討を加えた結果、銀、錫、インジ
ウムとＮｉ −８ｎ金属間化合物を溶解鋳造する方法が
最適であることを見出した。

Ｎｉ −８ｎ金属間化合物は６０％Ｎｉ −４０％Ｓｎ
組成が適切である。

この金属間化合物の融点は１１７４℃であり、Ｎｉの融
点よりも約２８０℃低いため。

本合金の溶製温度によく合致するためである。

さらに、本金属間化合物は脆く、容易に粉砕し得。

溶解時容易に溶融する特徴がある。

本方式によってＮｉの均一混入が確保できるが、より安
定させるために溶解方式に、高あるいは低周波溶解を加
え、合金湯を十分に攪拌することによって１品質安定性
が向上することを見出した。

しかしながら本方式によるＮｉの均一分散確保は２％以
下である。

次に本発明の電気接点材料の特性を一層明瞭ならしめる
ために具体的な電気接点の代表的な実施例を述べる。

第１表に示す合金組成なＮｉ金属として添加した場合（
Ａ法）卦よびＮｉ −８ｎ金属間化合物として添加した
場合（Ｂ法）の２法について溶解。

鋳造し、伸縮加工後、７００℃空気中で酸化し線を得た
。

この線材の断面を観察した結果、Ａ法によるものは、０
．５％程度１では均一にＮｉが混入しているが、０．５
％以上では不均一にＮｉの塊が存在した。

一方Ｂ法によるものは、今回の組成内では全てＮｉが均
一に混入していた。

第１図、第２図は、その代表例であるが、第１図はＡ法
によるものであり、顕微鏡写真で示された組織中にＡで
示すようにＮｉが塊として存在している。

第２図はＢ法によるものであり、Ｎｉが均一に混入分散
し塊は存在しない。

酸化した線材をヘッダー加工により５〆Ｘ１．４Ｘ２．
５〆Ｘ２．５Ｘ３０Ｒのリベット接点を得た。

このリベット状接点を市販の安全ブレーカ−に組み込み
、第２表に示す条件で過負荷試験後短絡試験を行い、絶
縁耐圧卦よび溶着に到る１での回数を測定した。

その結果を第３表に示す。また、比較のためＡｇ−１０
％ＣｄＯ接点を加えた。

本結果より均一にＮｉが混入する場合には。

０．５％以上にかいて更に優れた性能を示すことが明ら
かである。

かように本発明による接点材料は。特に中電流用接点材
料として、従来の銀−酸化カドミウム材料と同等の性能
を示し、その工業的価値は犬である。

第１図および第２図はそれぞれ接点材料の比較例、実施
例にかける顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄中に重量比で金属錫量３％をこえ１２％未満、金
   属インジウム量１％をこえ４％未満、ニッケル量０．５
   ％をこえ２％未満を含有し、且つニッケルが均一に分散
   していることを特徴とする内部酸化銀−酸化錫−酸化イ
   ンジウムー酸化ニッケル系電気接点材料。 ２ 金属錫と金属ニッケルの重量比が６０対４０からな
   る金属間化合物と銀、金属錫、金属インジウムを溶解、
   鋳造し、重量比で金属錫量３％をこえ１２％未満、金属
   インジウム量１％をこえ４％未満、ニッケル量０．５％
   をこえ２％未満残部銀からなる合金を作成し、これを内
   部酸化することを特徴とする銀−酸化錫−酸化インジウ
   ムー酸化ニッケル系電気接点材料の製造方法。