JPS5896836A - 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】 本発明は、電気接点材料、特にＡｇ−８ｎ０２−Ｉｎｚ
Ｏｓ接点の特性上の改良に関する。

電磁接触器を初めとする低圧開閉器具類の電気接点には
Ａｇ−金属酸化物系材料が主として使用されているｏ’
ｆ！ｆに、Ａｇ−ＣｂＯ接点材料は、耐消耗性、耐溶着
性及び低接触特性などをバランスよく具備しているため
に幅広く使用されているが、人体に有害なカドミウムを
含むためあまり望ましいものではない０このため、これ
に代る接点材料の開発が急務となっている。Ｃｄを含ま
ないＡｇ−金属酸化物系接点材料としては、Ａｇ　　５
ｎ０２、Ａｇ−ｒｎ２０３、Ａｇ−ＺｎＯ，Ａｇ−Ｍｎ
０及びこれらを複合したものが検討されてきている。こ
れらの中で、Ａｇ−８ｎＯｚ−ＩｎｚＯ３系接点は、Ａ
ｇ−Ｃｄ０系接点とほぼ同等か又はそれ以上の接点特性
を持つとされ、実際に適用されつつある。

Ａｇ　−５ｎ０２　　Ｉ　ｎ２０３系接点のＳｎ含有量
は３〜ｌ１重量％、Ｉｎ含有量は１〜６重量％のものが
一般的である。その製造法としては、通常Ａｇ−８ｎ−
Ｉｎ合金を溶解鋳造した後、圧延加工によって板となし
、これを酸素分圧１　ｋｇ／ｃａｔ以上の酸化性雰囲気
で３００℃〜７５０℃の温度範囲において数十から数百
時間の内部酸化処理することが行われる０この接点材料
においてＳｎ及びＩｎの含有量が増加するにつれて接点
の耐消耗性、耐溶着性などは向上するが、接触抵抗が高
くなり、温度特性に悪影響をもたらす０−！た、これら
合金元素が多くなると、内部酸化処理工程において接点
表面に５ｎ０２被膜が形成されやすくなり、均一な内部
酸化物組織を得ることが困難となる０さらに、合金の加
工性が悪くなるとともに、内部酸化処理中にクラックの
発生やその他の障害が多くなる。また、上記の製造法で
は、大気中での内部酸化が極めて困難であって、高圧処
理容器を必要とすること、内部酸化処理時間が非常に長
くなるという欠点を有する。

したがって、本発明は、上述のような従来技術の問題点
を克服し、下記の特徴を有する電気接点材料を提供する
ことを目的とする。

（１）内部酸化処理工程を簡略化できる。

（２）耐消耗性、耐溶着性を維持しながら、接触抵抗を
下げることが可能である。

τ （３）　　目的に応じｊ接点特性を任意に変化させるこ
とができる。

（４）接点形状を幅広く選択することが可能で、材料損
失がほとんどないために非常に経済的であるＯ 上述したようにｓ　Ａｇ−金属酸化物系接点材料におい
てはｓ　Ａｇ中に分散された金属酸化物量が増加するに
つれて消耗−溶着特性などは向上してくるが、その反面
接点の接触抵抗は大きくなり、温度特性に悪影響を及ぼ
す。このため、Ａｇ中に分散する金属酸化物の総和は、
特性のバランスを取りつつ、電磁接触器の設計仕様に応
じて決定することが肝要である。また、Ａｇ−８ｎ−Ｉ
ｎ系接点の製造法としては、大気中で内部酸化処理が可
能で且つ工程が簡素化できることが好ましい。

以上の観点にたって、Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ接点材料につい
て種々の試験研究を行った結果、Ｓｎ含有量が１０〜１
５重量％、　Ｉｎ含有量が２〜６重量％、そして残部が
ＡｇよりなるＡｇ　−Ｓｎ　−Ｉｎ系合金を約１５０μ
ｍ以下の粒度の合金粉末となし、それを原材料として採
用すれば大気中で内部酸化が可能であるとと。

もに電磁接触器用接点として実用化できることを見出し
た。しかし、この組成の接点材料はｓ　Ａｇに対する金
属酸化物の割合が高いため耐消耗性、耐溶着性及び寿命
特性は優れているが、Ａｇ−Ｃｄ０系接点材料と比較し
て接触抵抗が大きくなるという難点を有しており、その
ために電磁接触器用接点としてはその使用範囲は限定せ
ざるを得なかった０ かくして、本発明者は、従来の電気接点材料の製造法、
考え方とは異なって、その合金構造的な観点から検討全
行った結果、　Ａｇ−８！１−Ｉｎの酸化物粒子とＡｇ
粒子の分散状態を変化させることにより、Ａｇ−８ｎ−
Ｉｎ系接点の優れた耐消耗性、耐溶着性を維持さ゛せつ
つ、温度特性の改善を図ることのできる電気接点材料を
提供できることを見出した。

しかして、本発明によれば、Ａｇ中に５ｎ０２’ｚ１２
重量％以上ｓ　　Ｉｎｚ０３１：　２．５重量％以上含
有するＡｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金の酸化物粒子とＡｇのみ
からなる粒子とが体積比で１　：　０．４３〜２．３の
割合で混在する電気接点材料が提供される０ 本発明による接点材料は、　Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金の
酸化物粒子とＡｇのみの粒子の部分とからなり、Ａｇの
みの粒子の部分が三次元に連続した構造を有している。

この接点材料においては、Ａｇに富む部分がアーク発生
時の熱を容易に伝導、拡散させる通路の役割を果し、接
点面の温度上昇を緩和するとともに、耐溶着、消耗に対
しては酸化物粒子がその役割を果す。酸化物粒子とＡｇ
のみの粒子との割合は、要求される接点の責務によって
異なって、くる。ＡｇＫ富む部分が多いと温度上昇は極
めて少なくなるが、消耗が大きくなり、耐溶着性も低下
する。また、酸化物粒子の中に占めるＳｎとＩｎの割合
も重要な因子である。ＳｎとＩｎの含有量の多い粒子を
用いた方が、種々の合金構造組織を得ることが可能であ
り、これによって接点特性を任意に制御することができ
る。

種々の検討を行った結果、Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ合金の酸化
物粒子中のＳｎ含有量は１０重量％以上、Ｉｎは２重量
％以上のものが最適であり（この際の酸化物としては５
ｎ０２が１２重量％以上、Ｉｎ２Ｏ３が２．５重量％以
上になる）、このＡｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金の酸化物粒子
とＡｇのみの粒子の割合は体積比でに０．４３〜２．３
の範囲のものが良好な接点特性を持つことを見出した。

Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金の酸化物粒子中の５ｎ０２とＩ
ｎ２０ｓの総和’ｉ　１４．５重量％以上としたのは、
それ未満ではＡｇに富む部分の体積を任意に制御するこ
とが困難になるとともに、Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金酸化
物粒子自体の耐消耗性、耐溶着性が低下するためである
。またｓ　Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金酸化物粒子に対する
Ａｇのみの粒子の割合が体積比で３０％以下の場合は接
触抵抗が大きくなり、逆にＡｇのみの粒子の割合が７０
％以上になると耐溶着性が極端に低下するために３０〜
７０％（容量）の範囲が適当である。

さらに、本発明の接点材料では、Ａｇのみの粒子の大き
さ又はＡｇ−８ｎ−Ｉｎ系合金の酸化物粒子とＡｇのみ
の粒子の混合割合を変化させることによっても、組織形
態を任意に制御することが可能であり、したがって接点
特性を任意に制御することができる。また、本発明の接
点材料の接点性能は、従来のＡｇ　−Ｃｄ　Ｏ系接点と
ほぼ同等であるとともに、Ａｇ−８ｎ−Ｉｎ系接点材料
の欠点であった温度特性が大いに改善される。また、公
害性もなく、人体に無害であるという利点を持っている
。さらに、本発明は、粉末冶金的方法によって製造され
る電気接点材料の性能向上に応用することができる。

以下の実施例では、本発明に従う接点材料の製造とその
性能試験の結果を例示する０ 実施例 まず、アトマイズ法によってＡｇ　−１１８ｎ　−４，
５Ｉｎ合金の粉末（直径１５０μｍ以下）を製造し、大
気中で７００℃で１６時間内部酸化処理を行った。内部
酸化によってこの合金の組成は、　５ｎ０２が１３％、
ＩｎＯ３が５ｎなる。次に、このＡｇを含んだ酸化物粒
子に対するＡｇのみの粒子（直径４４μｍ以下）の割合
が体積比で３６％とシ％になるように秤量し、ボールミ
ルで１６時間混合した後、次の工程で２種類の接点材料
を製造した。

成形（３１／ｃｄ）→焼結（８００℃×２時間、大気中
）→熱間プレス（７ｔ　／ｃｔｌ、５５０℃×９秒）得
られた接点材料（イ）及び（ロ）の組成は次の通りであ
った。

（イ）　　　Ａｇ　　−８５ｎＯｚ　−３ＩｎｚＯａ（
ｏ）　　　Ａｇ−５，５Ｓｎ０２−２．５Ｉｎ２０３次
に、製造された接点材料の接点試験を行った。

接点試験は、定格電流２６Ａと５０Ａの電磁接触器に接
点を組込んで以下の条件で行ったＯ 得られた結果を下記の表に示す０ なお、比着のために次の３種の接点材料←→、に）、（
ホ）も試験した。

（ハ）　Ａｇ−１３８ｎＯＡｇ−１３８ｎＯ：当該合金
粉末ＫＡｇ粉末を添加しないで、前記の処理工程を経て
製造し九比較品である０ に）〜−１４Ｃｄ０：従来品で溶解加工法で製造した０
６ｔｌ　　Ａｇ　−３，５８ｎｏｗ　−１０Ｉ　ｎｌ　
ｏｌ　：従来品で溶解加工法で製造した〇 （１）　　定寮豊月１蒸）人 ＊　５ｏｏｏｌｌｌｌ閉後に定格使用電流を通電した際
の接点間の温度上昇値。電気用品取締法によＬ規格値は
１００℃以内である。

以上の結果から、定格使用電流によって異なった傾向を
呈しているが、本発明の接点材料の性能は従来品とほぼ
同等か又はそれ以上になっていることがわかる。特に、
温度上昇値が低下し、その有用性が認められる。

上記の実施例で得た本発明の接点材料は、Ａｇ粉末が直
径４４μｍ以下のものを使用し、ボールミルで混合した
ものであるが、これよりも粗いＡｇ粉末を使用し、Ｖ型
ミキサーで混合したものでもほぼ同等の特性を得ること
ができる。

特許出願人　　株式会社富士電機総合研究所同　　　　
富士電機製造株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１５ｎ０２を１２％重量％以上、Ｉｎ２Ｏ３を２．
   ５重量％以上含有し残りがＡｇからなるＡｇ−８ｎ−Ｉ
   ｎ系合金の酸化物粒子に対しＡｇのみからなる粒子が、
   体積比で（９）％〜７０％の割合で混在する電気接点材
   料０