JPS6021303A - 電気接点材料の製造方法 - Google Patents

電気接点材料の製造方法

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JPS6021303A
JPS6021303A JP58129209A JP12920983A JPS6021303A JP S6021303 A JPS6021303 A JP S6021303A JP 58129209 A JP58129209 A JP 58129209A JP 12920983 A JP12920983 A JP 12920983A JP S6021303 A JPS6021303 A JP S6021303A
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JP
Japan
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contact
weight
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powder
contacts
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Pending
Application number
JP58129209A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirozo Matsumoto
浩造 松本
Kazuhiko Nagayama
永山 一彦
Toshie Shiina
椎名 利枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は電気接点材料、とくにAg−8n02−I n
 、0.系接点材料の製造方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
電磁接触器をはじめとする低圧開閉器具類の電気接点に
は主としてAg−金属酸化物系の梱が使用されている。
これらの中でも、とくにAg −CdO合金は、接点に
要求される三つの主要な特性、すなわち耐消耗性、耐溶
着性および低接触抵抗性をバランスよく具備しているた
めに、従来から各方面で広く所いられているが、Cdが
人体に有害であることから、Ag−Cd0接点の製造お
よび使用に関して公害問題が懸念され、これに代替でき
る接点材料の研究が進められている。その結果、Cdを
含まないAg−金属酸化物系の接点劇料としてAg−8
nOz +Ag−In2O3,Ag−ZnO2,Ag−
B i 20.およびこれらの複合からなる接点が開発
されているが、中でもAg−8n02−In20.系接
点は、Ag−Cd0とほぼ同等またはそれに勝る接点特
性を有するとみなされ、一部で実用化が始筐っている。
現在得られているAg−8no2− I n203系接
点の金属Sn含有量は3〜11重量係、金属In含有量
は1〜6重量%であシ、その他に微量のBム 。
Ni、Znなどが添加され酸化物として存在しているの
が普通である。
この接点材料の製造方法としては、通常Ag −8n−
In合金を所定の配合比として溶解鋳造した後、圧延加
工を施して板状とし、これを酸素分圧1 H/−以上の
酸化性雰囲気中で300〜750℃の温度範囲に数十な
いし数百時間保持して内部酸化させるのであるが、この
合金は大気中で内部酸化させることが極めて困難であっ
て、高圧処理をしなければならず、しかも内部酸化処理
に非常に長い時間を要することが一つの欠点となってい
る。
またAg−8n 02−I nxos接点は、Sn 、
 Inおよびその他の添加元素の含有量が増加するのに
伴って、接点の耐消耗性、耐溶着性などは向上するが、
接点表面にSnO,被覆が形成されやすくなるために、
接触抵抗については悪化する傾向となシ、接点内部では
酸化物濃縮組織が生じやすくなって、均一な内部酸化組
織が得られないばかりてなく、内部酸化処理中に亀裂の
発生やその他の障害も多く、このような接点材料はその
後の加工性も悪い。
Ag−8n02−In!0.系接点材料の異なる製造方
法に粉末冶金法がある。この方法は焼結法とも言われ、
金属単体粉末、金属酸化物粉末などを原料として加圧、
熱処理するものであるから、製造工程は省力化できるが
、得られた接点材料の合金組織が比較的粗大なものとな
り、良好な接点特性をもった材料になシ難いという欠点
がある。
上記のような問題に対して本発明者らは、接点材料の組
成と内部酸化法を研究した結果、特開昭58−5554
6号公報に記載されているようにSnが10〜15重量
%、Inが2〜6重量%、残部がAgからなる合金の粉
末とすれば、大気中で内部酸化処理することができ、こ
れを焼結成形することによシ、良好な特性を有する接点
材料が得られることを見出した。
しかしながら、電磁接触器の実用上の観点からは、さら
に接点特性の向上が望まれる情況もあシ、その対策とし
て接点に含有される全酸化物の量を増すことによシ、耐
消耗性、耐溶着性を改善することが考えられるが、この
際接触抵抗値は逆に悪化する傾向があるので、この相反
関係を克服しなければならないという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであシ、その目
的は耐消耗性、耐溶着性が向上し、しかも低接触抵抗性
が保持されるAg−8nu2 In*Os系接点材料の
製造方法を提供することにある。
〔発明の要点〕
本発明はSnが10〜15重量%、In2〜6重量%、
残部がAgからなる合金粉末を大気中内部酸化したもの
100重量部に対して、5b2o、。
Bi zos 、 Z n O、F e xO*などの
金属酸化物粉末ノ少くとも一種峡吐を0.5〜3重量部
添加し、粉末冶金法により電気接点材料を成形するもの
である。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例に基づき説明する。
まずアトマイズ法によりAg−11重量%S n −4
,5重量%In合金を直径150μm以下の粉末状とし
、この合金粉末を大気中で700℃、16時間の内部酸
化処理する。内部酸化によってこの合金の組成はSnO
□が13重量%、InzO,が5重量%となる。次にこ
のAgを含む金属酸化物粉末と、試桑特級品の各種金属
酸化物粉末、すなわち、S b203 、 B 1 *
Os+ZnO、Fe、O,、をそれぞれAg−fik化
物粉末100重量部に対して1.5重量部の割合で添加
し、ボールミルを用いて16時間混合し、4種類の混合
粉末を作製した。これらの粉末を成形圧3ton/cJ
、焼結は大気中800℃2時間、さらに熱間プレスを7
 t on /ld1% 550℃で9秒保持という条
件で厚さ1〜1.511II11で4mm角の接点材料
とした。
以上の過程において、anとInのほかはけじ゛めから
金属酸化物粉末として添加混合したのは、四元系合金に
なると、大気中の内部酸化処理では酸化の進行が不均一
となり、得られる接点材料は一様に内、S酸化された組
織とならず、接触抵抗に対して悪い影響を及はすからで
ある。またAg −8nOz−In203合金粉末10
0重量部に対して添加する金属酸化物粉末の添加量を1
.5重量部としたのは、予備実験の結果好ましい範囲は
0.5〜3重量部であシ、0.5重量部未満では得られ
る接点の耐消耗性、耐溶着性の向上が見られず、3重量
部以上添加すると接点の接触抵抗が増加することがわか
ったからである。さらに添加物として金属酸化物を5b
201 、Bi、0. 、ZnO,Fe、0.1のみと
したのは、これらが接点の大気中焼結に際して化学的に
安定であり、得られる接点の電気伝g性を殆ど損うこと
なく、総合的な特性向上に寄与することが予備実験で判
明したことに基づいている0例えばCrnO* 、 P
b O、Mob、 、 WO2などについても実験した
が期待する結果は得られなかった。なお添加すべき金属
酸化物は、前記の適切な範囲内にあれば1種のみでもよ
いし、2種以上の複合添加でもよい。
このようにして得られた本発明の接点材料の導、電率と
硬さの値を第1表に示したが、比較のために金属酸化物
粉末を添加しないものと、従来用いられているAg−C
d0系接点についての値も併記しである。Ag−Cd0
系接点はAg−Cd合金を溶第 1 表 第1表かられかるように、本発−〇接点材料は含有する
全酸化物の量が多−いので、Ag−13重量俤Snow
 5重量%In2O,接点すなわち特開昭58−555
46号公報記載による発明の接点や従来のAg−13重
量%CdO接点に比べて硬さは高くなっている。このこ
とは接点の耐消耗性と耐溶着性に寄与するものと考えら
れるが、一方導電率に対しては全酸化物の量が多くなる
と低下するの力;一般的であシ、従来のAg−13重量
%CdO接点と比較すれば明らかにその傾向を示してい
るにもかかわらず、S bzos + B 1z01 
、 ZnO、Fe、Onなどを添加しないものに比べて
、寧ろ全酸化物量の多い本発明の接点の方が導電率が高
くなる。したがって本発明による接点材料に添加すべき
金属酸化物の選定が適切であることが第1表からも明ら
かである。この理由については明確にされていないが、
本発明者ら゛はボールミル混合のときにAg−13重景
%S n Ox 5重量%In、0.合金粉末表面の酸
化皮膜が破壊されるのと、添加金属酸化物がAgと有効
に結合して、組織が微細化されるためと推定している。
次に本発明により得られた接点を定格電流26Aの電磁
接触器に組込んで、下記条件によシ接点試験を行うとと
もに5,000回開閉した接一点間に5OAの電流を通
電してそのときの温度上昇値を測定し、さらに投入容量
試験を実施して閉路電流値をめた。
負荷電圧: AC220V、3φ、50Hz負荷電流:
 150A、5〜(0,1秒通電)力 率:co!+ψ
=0.35 開閉頻度:360回/時間 得られた結果を第2表に示すが第2表の試料ぬは第1表
に示したものと対応関係を表わしている。
すなわち鳩1〜1415は本発明による接点であり、醜
6〜醜7は比較のために用いた接点である。第2表にお
ける温度上昇値は、電気用品取締法によ第2表 る規格値が端子部で55℃、接・点部で100℃以下と
なっている。閉路電流は溶着を開始する電流であシ、定
格電流の倍数で表わし、JIS C8325−1977
交流電磁開閉器では定格電流の10倍を満足すればよい
ことになっている。
第2表から、本発明によシ得られた接点は従来から用い
られてきたAg−13重量%CdO接点に比べて温度上
昇は高く、この点はとくに金属酸化物を添加してないA
g−13重量%8nOg5重量%In、O,接点と同じ
であるが、温度上昇の規格値内で、消耗量、寿命に関し
ては最も優れていることがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたごとく、Cdを含まない低圧開閉器具
などに用いる接点としてはAg−13重量%5n02 
5重量%In2O3接点が良好な性能を有するが、さら
に接点性能を向上させるために、本発明ではこの接点の
全金属酸化物め含有量が多くなるように、さらに金属酸
化物を添加するに当って、接点の接触抵抗の増加、すな
わち接点の温度上昇を適度に抑えるだめの適切有効な金
属酸化物として、5b203 、Bi2O+1 、Zn
O,Fe、O,を見出し、これらを単独もしくは組合せ
、最適配合量となるようにしであるので、接点の消耗量
を減じ、寿命を伸ばすことができ、懸念された温度上昇
値は、Cdを用いた従来の接点よシ高くなるとしても規
格値を満足しておシ、接点責務を十分に果す優れた接点
とすることができる。しかも本発明の方法は、添加すべ
き金属酸化物の種類2組合せおよび添加量などを適当に
定めることによシ、得られる接点の特性を所望の値に制
御できるという利点もある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 )8nlO〜15重量%、In2〜6重量%、残部
    Agからなる合金を粉末として内部酸化し、該内部酸化
    粉末の100重量部に対して、5b2o、 。 B i、o、、 、 ZnO、Fe2O,、粉末のうち
    、少くとも一種を総量で0.5〜3重量部配合し、これ
    らの混合粉末を焼結成形することを特徴とする電気接点
    材料の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1302134C (zh) * 2003-12-28 2007-02-28 西安工程科技学院 纳米SnO2/Fe2O3共混掺杂银基电接触合金及其制备工艺

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