JPS59219432A - 銀−錫酸化物系複合接点材とその製法 - 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】 （イ）技術分野 本発明は銀−錫酸化物系合金の微細粒子を複合した銀−
錯酸化物系複合電気接点材とその製造方法に関するもの
である。

（ロ）背景技術 銀基質中に金属醇化物、例えば酸化カドミウムや酸化錫
等を分散１７た電気接点材料は広く知られるところであ
る。これらの電気接点材料は、大別−４る２′次の２つ
の方法によってつくられている。

即ち、第１の方法は銀ど金属酸化物粉末とを粉末冶金法
によって成形、焼結するものであるが、摺１うれる製品
の密度が溶解合金による製品の密度に比較１．て低いと
いう欠点があると共に、粉末冶金法によって実用的な密
度の製品をつくるためには、当然のこととり、て金属酸
化物粉末はそれが相／７に密で均一に混じるように微細
でなければならない、２ところが、このような微細な金
属粉］−の酸化物の大半は、その表面に形成されたサブ
スケールであって、硬度が低く、翻火性においても劣る
ものである。このような単一金属による金属酸化物粉末
の場合と同様に、銀と所望の溶質金属からなる合金溶湯
をスプレーＬ、て粉粒化したり或は該合金を鱗片状にチ
ップ化してこれを酸化した場合でも、表面のサブスケー
ルの形成に溶質金属の大半が消費されでしまい、硬度の
高い金属酸化物は生成されない。

次に、第２の方法は、銀と所望の溶質金属を溶解して得
た銀合金を板状等にして、これを内部酸化する方法であ
る。この方法においでは、内部酸化時の銀の圧力下でし
かもこの圧力を排除するようにして溶質金属の酸化物が
析出されるので、この溶質金属酸化物は前述したサブス
ケール酸化物どは異って非常に高い硬度を有することに
なる。

しかし、一方向部酸化の機構、特に外部よりの酸素の拡
散のメカニズムは複雑であって、時としては金属酸化物
が偏析してその濃度分布が材料の内部全般４こわたって
は均一にならない欠点がある。

この第２の方法の欠点を補う方法として、本願発明者の
提案に係る米国特許第４２４．３４．１３号（特開昭５
４−７１５８一時に対応する）或は米国特許第４１６１
４０３号（特開昭５４−１２８９３０号に対応する）が
ある。これらの特許において開示されるところは、同一
の或は異種の又は異質の溶解銀糸合金を比較的短時間で
完全に内部酸化しうる程度の容積の形状、例えば薄板や
線材。

粗粒の如き形状の素材をつくり、これを内部酸化Ｉ７て
、その後にこの内部醇化した複数の素材を加熱・、加圧
下で複合して接点材を得るもので、この方法によれば、
前述した第１の方法と第２の方法の欠点を補うことがで
きる。

しかし、この方法に用いられる素材は、その溶質金属か
完全に内部酸化できて、しかも前述した如くに非常に固
い溶質金属酸化物が析出しうるような圧力を銀基質が内
部醇化時に有することができる容積でなければならない
。換言すれば、この素材は相当に大きな容積を有するも
のであって、粗粒イ或は微粒子とは言えないものである
。かがる容積の素材を複合したとき、微視的にみればそ
の組織は均一であるかも知れないが、得られた複合接点
材を全体として巨視的にみれば、名素材が完全に混和し
た組織の複合体とは計い難いのである。特に、各素材が
異種或は異質のものであるときは尚更である。勿論、こ
の素材を用いては、粉末冶金的に接点材を成形、焼結す
ることはできない。

（ハ）発明の概要 以上に述べたところに照して、本発明は、（ａ）ザブス
ケールと呼ばれるような硬度の低い金属酸化物に頼るこ
となく、内部酸化法によって均一に析出した高硬度の共
軛金属酸化物、特に錫と更にインジウム或はビスマスま
たはその双方の醇化物を用いて、（ｂ）この高硬度の錫
酸化物が分散した銀合金が微細であって、一般焼結、ホ
ットプレス、熱間鍛造、押出し等のいずれによっても所
望の形状に成形でき、しかも （ｃ）得られる接点材は（異種或は異質のものを複合し
たときでさえも）、その組織と組成が全体にわたり微視
的にも巨視的にも均一な複合体となっている銀−錫酸化
物系複合電気接点旧とその製法を提供するものである。

更に具体的には、この発明は銀とこれと固溶しかつ内部
酸化しうる所望の量の溶質金属（即ち錫とインジウム、
錫とビスマス、あるいは錫とインジウム及びビスマス）
を溶解、鍛造して得た合金を完全に内部酸化して、その
溶質金属を内部酸化時の銀の高い圧力下でこの圧力に抗
するように鎖中に分散析出して高硬度の金属酸化物とし
、その後この合金を乾式にて機械的に粉砕して０．５ｎ
＋＋ａ以下、好適には０．１４７　ｍ＋ｎ以下の径の微
細粒子とし、この粒子を加熱及び或は加圧下に所望形状
に成形して銀−錫酸化物複合接点材とするものである。

この場合、上述した溶解、鍛造した合金は単一であって
も、あるいは異種又は異質の複数の合金であってもよい
。

また、本発明は−Ｅ述した（ａ）　（ｂ）　、（ｃ）に
よって特徴づけられるものであるが、更に （ｄ）この発明の方法に用いられる微細合金粒子は完全
な内部酸化を経ているので、保管に当っても格別な注意
を要せず、長期にわたって変質することがなく、また（
ｅ）異なる種類或は異なる質の微細合金粒子を混合して
、所望の特性を有する電気接点材を自由に作り得る優れ
た特徴がある。特に（ｅ）で述べた点は薬の調合にも比
しうるような方法で使用目的に合った特性を有する各種
の接点材を作ることを可能にするものである。

なお、本発明において、錫と、ならびにインジウムとビ
スマスの一方或は双方からなる溶質金属の総量を３〜２
０重量％としたのは、３重量％以下の溶質金属の酸化物
の存在では銀糸接点材の特性が向上せず１反対に２０重
量％以」二の溶質金属の内部酸化は難しくて、得られる
銀糸接点材がブリットルになってしまうためである。

これらの溶質金属に加えて、或はその一部をその他の金
属に代えうることは勿論で、この場合は溶質金属の上限
は２５重量％である。

次に、本発明を以下の実施例で更に詳述する。

（ニ）実施例 実施例１ （１）Ａｇ−Ｓｎ２％−Ｉｎ１０％−Ｎ　ｉ　０．５％
（２）Ａｇ−Ｓｎ６％−Ｉｎ３％−Ｃｏ０．５％−Ｃｄ
３％ （３）Ａｇ−Ｓｎ５％−Ｉｎ２％−ＢｉＯ，１％−Ｎ　
ｉ　Ｏ，２％ （４）Ａｇ−Ｓｎ６％−Ｂｉ１％−Ｃｄ２％−Ｎ　ｉ　
Ｏ，２％ （５）Ａｇ−Ｓｎ５％−Ｂ　ｔ　１．５−％−Ｎｉ’０
．２　　％（６）Ａｇ−Ｓｎ８％−Ｉｎ３％−Ｎ　ｉ　
Ｏ，２％」−記（１）〜（６）の組成の溶解金属をつく
り、これを鋳造、鍛造、圧延、切断して、５　ｍｍＸ　
５　ｍｍ角で厚み０．５ｍｍの板片多数を得た。これを
３０　ａｔｍ。

温度６８０°Ｃで１２時間内部酸化した。

内部酸化した各板片の平均高度（ＲＦ）は次の通りであ
った。

（１）　　８５ （２）　　８５ （３）　　９０ （４）　　８５ （５）　　８６ （８）１０２ この各板片を切断し、切断片を振動ミル（ＷＣ超硬ボー
ルを使った）で粉砕し、１５０メツシユ篩でふるって、
各板片（１）〜（８）の微細粒子を得た。

各微細粒子を６１１１ｆｆｉ径、厚み１．５ｍｍ（この
厚みのうち０．３ｍｍ　ｔ−Ａ　ｇ粉とした）のグリー
ンコンパクトに成形し、１．０５７ｃａ＋２の圧力下で
酸素中で１時間９００℃で焼結した。得た製品を５　”
５　／　Ｃａ＋”で再プレスした後に７００°Ｃで１時
間焼鈍した。

かくして得られた接点材（１）　　、　（４）　　、　
（８）の特性は第１表の通りであった。またこれらとの
対比のために、（１）　　、　（４）　　、　（８）と
同一の組成でこれを通常の方法によって内部酸化した６
■径、厚み１．５　ａｍ　（この厚みのうち０．３　ｍ
ｍをＡｇ板の裏打ちとした）の形状のもの（１”　）　
　、　（４”）　　、　（［ｆ’　）の特性も併記して
おく。

（以下余白） ”＋ｌ　　り　　　　Ｎ■のへ 郵ω　　り　　　　　　　　Ｏククク 播 師 郵０　　り　　　　　　　　クク　囚へ耶ａ：ｌ　　ｃ
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■実施例２ 本発明法により以下の接点材をつくった。

（７）上記実施例１の（６）の微細粒子７０＠量％と（
５）の微細粒子３０重量％を混合し、上記実施例１と同
様に成形、焼結、焼鈍した接点材（接点材寸法は後記の
通り）。

（８）上記実施例１の（１）の微細粒子５０重量％と（
３）の微細粒子！５０重量％を混合して、上記実施例１
と同様に成形、焼結、焼鈍した接点材。

（９）上記実施例１の（２）の微細粒子６０重品％と（
５）の微細粒子４０重量％を混合Ｉ７で、］−記実施例
１と同様に成形、焼結、焼鈍した接点、ｔ４゜ ａ）上記した本発明に係る接点材（７）の）“記の条件
による短縮遮断性能テストの結果を第２表に示す。なお
、対比のために上記実施例１中の（６）の組成になる合
金を通常の内部酸化法で酸化して得た一Ｌ述の接点材（
６′）のテスト結果を併記する。

接点寸法：そわぞれ３０Ｒ頭部（５，５１１０１径、１
．５　ｍｒｎ厚み）と脚部（３Ｉｌｌ１１１径、３．５
　ｍｍ長さ）のりベント形状 試験条件：単極　１　φ２００Ｖ　　２．５ＫＡ　　ｃ
ｏｓ＊　＝０．．８−Ｃ０ ３極　３　ｃｂ　２００Ｖ　　２．５ＫＡ　　ｃｏｓ＊
　＝０．８０−　ＣＯ （以下余白） 上記の結果からみて、本発明による接点材（７）には溶
着かなく、短絡遮断特性に優れており、ブレーカ−用の
接点材として有用であることが分った。

なお、対比のために上記した実施例１中の（１）の組成
になる合金を通常の内部酸化法で酸化して得た］−述し
た接点材（１′）の同様なテストでは、８万回で溶着を
みた。本発明になるこの電気接点材は電源リレー用接点
として有用であることが分った。

ｂ）上記した本発明になる接点材（８）の負荷テスト（
投入電流６３．Ａ、定常電流１．５Ａ　、コンデンサ１
２００．Ｆ、開閉頻度１秒ＯＮで１秒０ＦＦ）をしたと
ころ、ｌＯ万方間で（２秒以上検出の）溶着かなかった
。

Ｃ）上記した本発明になる接点材（９）と、前記実施例
１中の（２）の組成になる合金を通常の内部酸化法で酸
化して得た接点材（２′）とを、マグネットスイッ≠の
接点としてテストした。

接点寸法は稼動側を７ｍｍ径で厚み１．５■、固定側を
７．５　ｍｍ径で厚み１．３　ｍｍとし、３相２００Ｖ
。

１０５　Ａ　（ｐｆ＝　０．３２）でｌＯ万方間閉後の
消耗量を計った・ その結果、本発明になる接点材（８）では７．５重量％
であるのに対して、従来の接点材（２′）では１２．５
重量％であった。

（ホ）発明の効果 上記実施例から明らかな如く、従来広く用いられている
特性の優れた接点材と比較しても、本発明になる接点材
は種々の接点用途において優れた特性を特する

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀を基質とする多数の微細粒子を加熱、加圧下に
   成形した銀−錫酸化物系複合接点材にして、該微細粒子
   は上記した加熱による銀基質の溶融とその後の凝縮によ
   りまたこの銀の凝縮力よりも高い上記加圧下での成形に
   より空間欠陥なしに連続しており、かつ該微細粒子のそ
   れぞれは銀と主溶質金属としての錫と、ならびにインジ
   ウムとビスマスの一方或は双方を含み、これらの溶質金
   属の総量が３〜２０重量％で、その他の金属成分を含む
   ときはその総量が３〜２５重量％の溶解合金を鋳造、鍛
   造して完全に内部酸化し、その後にこれを粉砕したもの
   であって、その硬度は粉砕時においてＲＦ５０以上であ
   り、その径は約０．５１１ＩＩ１１以下好適には約０．
   １４７ｍｍ以下であり、かつ該粒子の銀基質中には上記
   した溶質組成金属の全部が共軛したほぼ均一な成分の酸
   化物として微細で均一に分散していることを特徴とする
   銀−錫酸化物系複合接点材。
2. （２）銀と主溶質金属としての錫と、さらにインジウム
   とビスマスの一方あるいは双方を含み、これらの溶質金
   属の総量が３〜２０重量％で、その他の金属成分を含む
   ときはその総量が３〜２５重量％の合金を溶解、鋳造、
   鍛造し、これを完全に内部酸化してその溶質金属を内部
   酸化時の銀の強い圧力下でこの圧力に抗して鎖中に分散
   析出した硬度の高い金属酸化物とし、その後にこの合金
   を機械的に粉砕して０．５ｍｍ以下好適には０．１４７
   ｍｍ以下の径の微細粒子とし、この粒子を加熱、加圧下
   に所望形状に成形することを特徴とする銀−錫酸化物系
   複合接点材の製法。