JPS6017813B2 - 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一酸化物系
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、コンタクター、安全ブレーカ
ー「配電用遮断器、気中遮断器など小〜大電流城にわた
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、製造時において、あまり望ましいものではな
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−酸化錫一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落着
、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−酸化錫一酸化インジウムに、鉄族元素、アルカ
リ金属、アルカリ士類金属、希±頚金属添加等である。
本発明者等は、銀−酸化錫一酸化インジウムおよび、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４００ｑｏで０．０１ｗｔ
％、９２２０で０．１０卵ｔ％である。従って銀中にこ
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−酸化錫一酸化イン
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、通常の溶解方法では、すでに
知られている如く、０．５％まではへ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％までは、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。

この原因は定かではないが、Ｎｉの凝集が接触面となっ
たためと推測される。このＮｉの均一分散化をはかるた
めに、Ｎｉ−Ｓｎ金属間化合物を使用することを本発明
者は先に提供してきた。

本発明はＮｉの均一分散化の製法を基にして、種々の添
加元素について検討を加えた結果、銀−錫−インジウム
ーニツケルにリンを添加することによって、銀−錫−イ
ンジウムーニッケルでは期待できなかった耐溶着性およ
び耐アーク性の向上効果があることを見出した点にある
。

本発明の接点材料は、銀中に金属錫を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０．１％をこえ２％未満、リンを０．００１％をこえ
０．５％未満の合金を内部酸化せしめたものである。

まず、Ｎｉ，Ｐ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％以下では酸化物含有量が少な
く、また１２％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％以下では、中電流域用としては酸化物
量が少なく、また４％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、および接点性能、
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
も耐溶着性は銀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、低含有量城（４〜７％）は、リレー、スイッチ等の
小電流城、高含有量城（７〜１５％）は、安全ブレーカ
ー、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は前述の如く、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。
Ｎｉの均一混入のためには、Ｎｊ−Ｓｎ金属間化合物を
使用するのが最適である。Ｐは、金属リン添加では、溶
解、鋳造時「 Ｐが酸化しやすいために、添加量のコン
トロールが極めて困難になる。

Ｐの添加にはＮｉ−Ｐ金属間化合物を使用するのが最適
である。Ｐは０．００１％以下では耐落着および耐アー
ク性の向上効果が少なく、０．５％以上では逆に耐アー
ク性が低下する事実に基づく。又、Ｎｉは０．１％以下
では、Ｐとのかねあいで耐落着、耐アーク性の向上効果
が少なく、又２％以上ではＮｉの均一分散礁得が困難な
ためである。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表に示す合金組成をＮｉ−Ｓｎ金属間化合物（６州
ｊ−４庇ｎ）Ｎｉ−Ｐ金属間化合物（８０Ｎｉ−２０Ｐ
）粒、金属錫、金属インジウムおよび銭粒で配合秤量し
、溶解、鋳造し、伸線加工後７００℃空気中で酸化し線
を得た。

この線材へッダー加工により頭径５肋直径、ッバ厚１．
４肋、足径２．５剛直径、足長さ２．５肋、接点面曲率
３比帆のりペット接点を得た。このリベット状接点を市
販の安全ブレーカーに組み込み、第２表に示す条件で過
負荷試験後短絡試験を行い、端子間の抵抗測定による絶
縁耐圧および溶着に到るまでの回教を測定した。

その結果を第３表に示す。また、比較のためＡｇ−１０
％Ｃｄ○接点を加えた。本結果より、ＮｊおよびＰを共
添加した本発明材が銀−酸化錫一酸化インジウム系接点
および従来の銀−酸化カドミウム材料以上の性能を示し
、その工業的価値は大である。

第１表 第２表 第３表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銀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、ニツケル量０．１
   ％をこえ２％未満、リンを０．００１をこえ０．５％未
   満を含有し且つニツケルが均一に分散していることを特
   徴とする内部酸化法による銀−酸化錫−酸化インジウム
   −酸化ニツケル−酸化リン系電気接点材料。 ２ 金属錫と金属ニツケルの重量比が６０対４０からな
   る金属間化合物、金属ニツケルとリンの重量比が８０対
   ２０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１４％未満、ニツ
   ケル量０．１％をこえ、２％未満、リン量０．００１％
   をこえ、０．５％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−酸化ニツケル−酸化リン系電気接点材料の製
   造方法。