JPS5951691B2 - 真空遮断器用多層接触片の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少くとも３５溶積％のクロム或はバナジウム
を含む銅含有複合材料、或は上記材料とコバルト、ニッ
ケル或は鉄との混合物より成る接触層と、ろう付は或は
溶接し得る坦体層とより作られ、これらの金属の粉末圧
縮成形体或は焼結体が真空るつぼ内で、無多孔性となる
ように溶融銅を以て含浸されて成る、真空中圧電力遮断
器用の多層的接触片の製造方法に関する。

真空中圧電力遮断器用の接触片材料に於いては、以前に
於いて一般に使用された銅を主成分とする合金の代りに
、焼損性の少ないかつ残留ガスによるゲッタ作用のある
成分を持つ複合材料を使用するのが有利であることが実
証されている。

同時に、電力の遮断後にもできるだけ高い絶縁破壊強度
を保証するには、接触材料が遮断時に負荷を受けた後も
融解した表面が平滑であることを要し、そして尖端部或
は滴状部を形成したり不安定な薄膜を生ずる傾向があっ
てはならない。

そこで、少なくとも３５溶積％のクロム或はバナジウム
を有する銅含有複合材料、或はこの材料とコバルト、ニ
ッケル或は鉄との混合物によって、このような要求が同
時に満たされることが判明した。

しかし１４００℃以下の溶融点を有する添加金属は、焼
損強度が低過ぎるので使用できない。

これに対し２０００℃以上の溶融点を有する金属は、そ
の溶融点が高いために遮断作用後は必ずしも融解した表
面を平滑に保つことができないので、絶縁破壊強度が害
されることになる。

更にジルコン及びチタンのように１４００℃乃至２００
０℃を使用範囲とする金属は、銅相と共に焼損強度の低
い低溶融金属間化合物を作るので使用できない。

上記材料の製造は公知の真空焼結含浸法によって行われ
るが、その場合上述の金属から成る粉末圧縮成形体又は
焼結体は銅の融解温度以上の温度の溶融銅で含浸される
。

含浸るつぼ或は大面積の含浸用基台を使用する場合、上
記材料に含まれる反応金属、特にクロム及びバナジウム
が既知のあらゆるるつぼ材料と反応するので、著しい難
点が生ずる。

このような反応（合金化）に於いては、るつぼ材料中の
好ましくない成分が拡散により接触片材料へ吸収される
ことを覚悟せねばならない。

このような難点を回避するには、るつは゛を用いずに、
含浸される接触片素材を小面積の支持体上に載せて、含
浸を行えば良い。

しかしこの方法に於いては、接触片素材の載置点に含浸
銅の界面張力の変化を生じ、そのため銅の溶出と接触片
含浸の不足とが避は難い。

接触片と担持棒との結合時にも、更に難点が生ずる。

何せならば、クロム及びバナジウムのような含有されて
いる反応金属の酸素親和力が高いため、真空中でろう付
けを施す場合にも表面に酸化を起し、従って通常の金属
ろうを以て濡らすことが妨げられるからである。

このような難点を回避するため、接触片にはろう付けを
施す前に、電気メッキにより例えばニッケル或は銅より
成る金属層が設けられる。

しかしこの場合は、接触片が残留電解質を以て汚される
おそれがある。

脱酸素成分としては燐或はマンガンを含有し、従って電
気メッキを用いずにろう付けすることのできる二三の公
知の特殊ろうは、真空電力遮断器に対する接点材料とし
ては、脱酸素添加物質の沸点が低いという理由のために
使用できない。

本発明の目的は、上述の諸難点をすべて解決した上記種
類の接触片を製作する方法を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、粉末圧縮成形体或は焼結
体が、鉄、鋼或はＣｒＮｉ・鋼より成るるつぼの中で酸
素を含まない銅を以て完全に含浸され、次いで含浸るつ
ぼの北部が少くとも部分的に取除かれることによって達
成される。

本発明によって使用されるるつぼ材料は、合金化及びこ
れに続く拡散によって接触片に到達するるつぼ成分が接
点材料の許される或は好ましい添加物となるように、そ
の組成に配慮が施されている。

これにより同時に、必要に応じてるつぼ或はその主成分
を接触片の中に一体化することも可能となる。

この場合るつぼ材料を適当に選択すれば、製造技術的効
果の外に、坦体棒と接触片の中に吸収されるるつぼ底と
の間に良好なろう付けの可能性も生ずる。

このようなるつぼを使用した場合には、更に、適当に過
剰含浸により、圧縮成形され或は焼結された接点素材の
無多孔的含浸が保証される。

本発明の今一つの利点は、特別の結合処理を施すことを
要せずに、粉末泊金的に製作された無多孔的薄層を、今
一つの中実の基底層或は中間層と結合することが可能と
なることである。

上記接触片の製作は、含浸される金属粉末がｃｍ２当り
ＩＭＰ以下の圧縮力を以てるっは゛の中へ圧入されるが
、或は焼結された成形部品として含浸るつぼの中へ挿入
されるという仕方で行われる。

何れの場合に於いても、酸素を含まない材料で作られた
コンパクトな円板の形の現存する多孔部分の容積に応じ
て必要とされるだけの銅が、既知の仕方で圧縮体或は焼
結体の上に載せられる。

これに引続き、真空中で約１１５０℃の温度で含浸処理
が施される。

るつぼの壁厚は少なくとも０．５ｍｍにしなけれは゛な
らないことが判明している。

次に、図面と共に本発明の幾つかの実施例をもとに本発
明の作用及び効果につき詳細に説明する。

実施例 １ １ｍｍ厚の深絞り鋼板より成る、直径８０ｍｍ、高さ３
０ｍｍの円筒形含浸るつは１１の中へ、５０容積％の空
間充填率を有するクロムより成る焼結体１２が挿入され
た（第１図）。

上記焼結体１２の上へ酸素を含まない銅より成る円板１
３が載せられた。

これに引続き真空中で約１１５０℃の温度で、焼結体１
２が完全に含浸されるまで含浸処理が施された。

含浸処理が完了した後、含浸るつぼ１１の外筒が削り取
られ、これに対しるつぼ１１の底１４は接触片へ合金的
に融合しているので、導電棒との結合のためのろう付け
を施し得る基底層としてそのまま保持された。

これとは別に上記焼結体の代りにクロム粉末を注入或は
圧入し、以て単一の熱処理工程で焼結及び浸透処理を遂
行し得るようにしても良い。

実施例 ２ 中央に林状の湾入部２３が設けられた底２２を有する深
絞り鋼板るつぼ２１が、含浸型として使用された（第２
図）。

るつは２１の中へ５０容積％の空間充填率を有するバナ
ジウムより成る焼結円板２４が挿入され、この円板が湾
入部２３へ載せられた。

この焼結円板２４の上には銅の円板２５が載せられた。

含浸処理（実施例１と同じ）が施された後、るつぼ外筒
を削り取ることにより一つの二層接触片が得られた。

即ちこの接触片の開閉作用面は含浸焼結材料より成り、
その銅の基底層は鋼の壁で覆われた湾入部２３を有し、
この湾入部へ導電棒を挿入してろう付けすれば良い。

実施例 ３ 深絞り鋼より階段状に作られたるつぼ３１の中に、少な
くとも３５容積％のクロムを含むクロム、コバルト及び
ニッケルの混合物より成す５０容積％の空間充填率を有
する焼結円板３２が挿入された（第３図）。

上記円板の直径はるつぼ壁の階段状の肩３３へ載せられ
るように選択され、従って底３４から成る一定の距離が
保たれている。

焼結円板３２の上には銅の円板３５が載せられた。

含浸処理（実施例１と同じ）が施されている間、焼結円
板３２とるつぼの底３４との間の中間空所３６は含浸材
料で充填された。

るつぼ３１の壁が取除かれた後、含浸焼結材料より成る
開閉面とるつぼ３１の合金的に融合された底３１とを有
する接触片用多層素材が得られた。

るつぼを階段状に形成する代りに、焼結円板を収容する
ための円錐状拡大部を有する形態を選択することもでき
る。

実施例 ４ 含浸型として薄い鋼板より成る深絞りるつぼ４１が使用
され、その中に鉄或はＣｒＮｉ・鋼の円板４２が挿入さ
れた（第４図）。

この円板４２の上に、５０容積％の空間充填率を有する
クロムより成る焼結体４３が配置された。

焼結体４３の上に酸素を含まない銅より成る銅円板４４
が載せられた。

含浸処理（実施例１）の完了後、焼結体４３はＣｒＮｉ
・円板４２と結合された。

次いでるつぼの壁と底とが取除かれた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の異なる実施例を説明する
ための含浸工程におけるるつぼの断面図である。 １１、 ２１． ３１． ４１・・・・・・るつぼ、１
２，２４．３２，４３・・・・・・焼結体、１３． ２
５． ３５゜４４・・・・・・銅の円板、１４． ２２
． ３４・・・・・・るつは゛の底、４２・・・・・・
鉄或はＣｒＮｉ円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも３５容積％のクロム或はバナジウムを含む
   銅含有複合材料、或は上記材料とコバルＩ・、ニッケル
   或は鉄との混合物より成る接触層と、ろう付は或は溶接
   可能な坦体層とより作られ、これらの金属の粉末圧縮成
   形体或は焼結体が真空るつぼ内で無多孔性となるように
   溶融銅を以て含浸されて成る、真空遮断器用多層接触片
   の製造方法に於いて、粉末圧縮成形体或は焼結体１２，
   ２４゜３２．４３が鉄、銅或はＣｒＮｉ鋼より作られた
   るつぼ１１，２１，３１，４１．の中で酸素を含まない
   銅１３，２５，３５，４４を以て完全に含浸され、次い
   で含浸るつぼ１１，２１，３１．４１の少くとも一部が
   取除かれることを特徴とする真空遮断器用多層接触片の
   製造方法。 ２ 深絞り鋼より成りその底２２の中央に杯状の湾入部
   ２３を有するるつぼ２１の中で、円板状の焼結体或は粉
   末圧縮成形体２４が酸素を含まない銅２５を以て無多孔
   的に含浸され、次いでるつぼの底２２が坦体層の構成部
   分となるようにるつぼ壁が取除かれることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 深絞り鋼より成り階段状に眉付けられたるつぼ３１
   の中に、焼結円板或は粉末圧縮成形体３２がるつは゛の
   底３４の上ではなく一定の中間室３６が保たれるように
   挿入され、前記焼結円板３２が酸素を含まない銅３５を
   以て完全に含浸され、その際中間室３６が含浸材料を以
   て充たされるようにし、次いでるつぼの壁部分が取除か
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ４ 薄い鋼板より深絞りで作られたるつぼ４１が使用さ
   れ、るつぼ４１の中に鉄或はＣｒＮｉ鋼の円板或は型材
   が挿入され、この円板或は型材上に焼結体４３が載せら
   れ、この焼結体４３が酸素を含まない４４を以て完全に
   含浸され、次いでるつぼ４１の壁及び底が取除かれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。