JPS6119706A - 接点材料の製造方法 - Google Patents
接点材料の製造方法Info
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- JPS6119706A JPS6119706A JP13870084A JP13870084A JPS6119706A JP S6119706 A JPS6119706 A JP S6119706A JP 13870084 A JP13870084 A JP 13870084A JP 13870084 A JP13870084 A JP 13870084A JP S6119706 A JPS6119706 A JP S6119706A
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- contact material
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は熱間押し出しにより得られるAg−酸化物系接
点材料の製造方法に関する。
点材料の製造方法に関する。
電磁接触器など低圧開閉器具類の電気接点には例えばA
g −CdO,1g Snow、 Ag Snug
IntOi、 ^gZ n O+ A g B
i t 03などAgを基とした金属酸化物系の合金(
以下へB−MeOと略称する)が多く使用されている。 八g −MeOは接点材料として重要な性質である耐消
耗性、耐溶着性および低接触抵抗性などが互いに背反関
係をもつにもかかわらずこれらの特性を比較的バランス
よく具備している有用な材料であるが、電子・電気機器
の小型化、長寿命化の進歩に伴って接点も一層厳しい回
路条件のもとに使用される傾向にあるために、接点材料
の改良が各方面で鋭意行われている。 Ag−MeO接点材料の製造方法は従来主として次の二
つの方法が知られている。その一つは溶解法を主体とす
るものであり、Agに所定の割合で金属元素を加えて溶
解鋳造したインゴットを圧延加工により板状とした後、
これにAg板を裏張り材として熱間圧着する。次いで酸
素分圧IKg/cd以上の酸化性雰囲気中で300〜7
50℃の温度範囲に数十ないし数百時間保持して内部酸
化処理を施した後、この板を所要の形状に打ち抜くこと
により接点が得られる。以上の過程のうち、板状とした
Ag合金に裏張り材の八gを熱間圧着するのは次の理由
による。Ag合金はその後内部酸化処理が施□され、添
加された金属元素は酸化物の形態をとってAg −Ne
。 となるが、これを接点として用いるためには例えばCu
などの合金にろう接しなければならない。しかるに表面
に多くの酸化物が存在するAg −MeOのままでは合
金とのろう接が困難であるから、ろう接の容易な面を形
成するためにAg合金の一方の面にAg板′を加熱圧着
しておくのである。この裏張り材の八gは内部酸化処理
のときも酸化されることがないから合金と容易にろう接
することができる。 このようにして合金に取りつけた接点の材料構成を第2
図に示す。第2図のごとく台金1の上に裏張り材2を有
するQg−MeO接点基材3がろう材4を介して接合さ
れ接点として用いられる。以上のごとき溶解法を主体と
するAg−MeO接点は良好な接点性能をもっているが
その反面に次のような欠点をもっている。 ■大気中では内部酸化処理が極めて困難であり、高圧容
器を用いて高圧酸化しなければならない。 ■内部酸化処理にかなり長時間を要する。 ■Ag −MeOとAg板との密着性に劣り、接点の開
閉動作中に生ずる熱応力のためにろう接界面からの剥離
や熱応力により発生するAg板のクランクが原因で八g
−MeOが脱落する可能性がある。 一方Ag−MeO接点材料の上記とは異なる他の製造方
法に粉末冶金法に基づく焼結法を主体としたものがある
。この方法はagと金属酸化物の混合粉末、もしくはA
g合金を水アトマイズ法などにより合金粉末としこれを
内部酸化処理したAg −MeO粉末を用いて粉末成形
した後焼結するという工程を経て接点を得るものである
。焼結法によればAg−MeO粉末と裏張り材であるA
g板とを成形過程で金型に充填して2層成形することに
より接点基材に68層を付着させることができる。この
焼結法は前述の溶解法に比べて次の利点がある。 ■内部酸化処理を簡略にすることができる。 ■接点材料の組成を任意に選択することにより、それに
対応して接点の特性を変えることができる。 ■種々の接点形状を設定することができしかも材料損失
が殆どない。 しかし、焼結法は接点の内部組織が十分に微細化されず
溶解法に比べて接点性能がやや劣るという欠点ももって
いる。そのために焼結法により得られたAg −MeO
接点材料はさらに熱間プレス、熱間圧延、熱間鍛造、ま
たは熱間押し出しなど二次加工を施して内部組織を微細
化することが行われる。これらのうち熱間プレスは接点
材料の密度を高め、組織の微細化には効果があるが、材
料周縁にばりが発生しこのばりを除去するために生産性
が悪くなり、しかも材料損失が大きく、また熱間圧延や
熱間鍛造は焼結合金が溶解・圧延過程の合金よりも多孔
的で強度が低いために、被加工材の側面に働く引張応力
によってクラッタなどの欠陥が生じやすいので、いずれ
も工業的な生産方法として採用し難い。これに対し熱間
押し出しは被加工材が周囲から押されるだけで側面に引
張応力が発生せず、加工時に欠陥が発生しに<<、大き
な変形を与えることができるので、材料の&11織微細
化には有効である。 しかしながら、この熱間押し出し加工が接点材料に適用
されるのは従来単一材料からなり、接点と合金とが直接
ろう接が可能であるものに限られ、例えばAg−Ni合
金線材などである。Ag −MeOと裏張り材のagと
の2層からなり、これらの厚さが異なる薄い方形の接点
材料はAg −MeOが硬い酸化物を含み、Agが軟ら
かい展延性に富む材料の組み合わせとなっているから、
両者の機械的強度と変形抵抗などが極端に異なり、この
ような材料を熱間押し出しにより均一に加工することは
困難であり従来殆ど行われることがなかった。しかし焼
結法は前述のように溶解法には見られない利点をもって
いることから内部組織の微細化加工に有力な熱間押し出
しの問題を解決することが急務であると考えられる。
g −CdO,1g Snow、 Ag Snug
IntOi、 ^gZ n O+ A g B
i t 03などAgを基とした金属酸化物系の合金(
以下へB−MeOと略称する)が多く使用されている。 八g −MeOは接点材料として重要な性質である耐消
耗性、耐溶着性および低接触抵抗性などが互いに背反関
係をもつにもかかわらずこれらの特性を比較的バランス
よく具備している有用な材料であるが、電子・電気機器
の小型化、長寿命化の進歩に伴って接点も一層厳しい回
路条件のもとに使用される傾向にあるために、接点材料
の改良が各方面で鋭意行われている。 Ag−MeO接点材料の製造方法は従来主として次の二
つの方法が知られている。その一つは溶解法を主体とす
るものであり、Agに所定の割合で金属元素を加えて溶
解鋳造したインゴットを圧延加工により板状とした後、
これにAg板を裏張り材として熱間圧着する。次いで酸
素分圧IKg/cd以上の酸化性雰囲気中で300〜7
50℃の温度範囲に数十ないし数百時間保持して内部酸
化処理を施した後、この板を所要の形状に打ち抜くこと
により接点が得られる。以上の過程のうち、板状とした
Ag合金に裏張り材の八gを熱間圧着するのは次の理由
による。Ag合金はその後内部酸化処理が施□され、添
加された金属元素は酸化物の形態をとってAg −Ne
。 となるが、これを接点として用いるためには例えばCu
などの合金にろう接しなければならない。しかるに表面
に多くの酸化物が存在するAg −MeOのままでは合
金とのろう接が困難であるから、ろう接の容易な面を形
成するためにAg合金の一方の面にAg板′を加熱圧着
しておくのである。この裏張り材の八gは内部酸化処理
のときも酸化されることがないから合金と容易にろう接
することができる。 このようにして合金に取りつけた接点の材料構成を第2
図に示す。第2図のごとく台金1の上に裏張り材2を有
するQg−MeO接点基材3がろう材4を介して接合さ
れ接点として用いられる。以上のごとき溶解法を主体と
するAg−MeO接点は良好な接点性能をもっているが
その反面に次のような欠点をもっている。 ■大気中では内部酸化処理が極めて困難であり、高圧容
器を用いて高圧酸化しなければならない。 ■内部酸化処理にかなり長時間を要する。 ■Ag −MeOとAg板との密着性に劣り、接点の開
閉動作中に生ずる熱応力のためにろう接界面からの剥離
や熱応力により発生するAg板のクランクが原因で八g
−MeOが脱落する可能性がある。 一方Ag−MeO接点材料の上記とは異なる他の製造方
法に粉末冶金法に基づく焼結法を主体としたものがある
。この方法はagと金属酸化物の混合粉末、もしくはA
g合金を水アトマイズ法などにより合金粉末としこれを
内部酸化処理したAg −MeO粉末を用いて粉末成形
した後焼結するという工程を経て接点を得るものである
。焼結法によればAg−MeO粉末と裏張り材であるA
g板とを成形過程で金型に充填して2層成形することに
より接点基材に68層を付着させることができる。この
焼結法は前述の溶解法に比べて次の利点がある。 ■内部酸化処理を簡略にすることができる。 ■接点材料の組成を任意に選択することにより、それに
対応して接点の特性を変えることができる。 ■種々の接点形状を設定することができしかも材料損失
が殆どない。 しかし、焼結法は接点の内部組織が十分に微細化されず
溶解法に比べて接点性能がやや劣るという欠点ももって
いる。そのために焼結法により得られたAg −MeO
接点材料はさらに熱間プレス、熱間圧延、熱間鍛造、ま
たは熱間押し出しなど二次加工を施して内部組織を微細
化することが行われる。これらのうち熱間プレスは接点
材料の密度を高め、組織の微細化には効果があるが、材
料周縁にばりが発生しこのばりを除去するために生産性
が悪くなり、しかも材料損失が大きく、また熱間圧延や
熱間鍛造は焼結合金が溶解・圧延過程の合金よりも多孔
的で強度が低いために、被加工材の側面に働く引張応力
によってクラッタなどの欠陥が生じやすいので、いずれ
も工業的な生産方法として採用し難い。これに対し熱間
押し出しは被加工材が周囲から押されるだけで側面に引
張応力が発生せず、加工時に欠陥が発生しに<<、大き
な変形を与えることができるので、材料の&11織微細
化には有効である。 しかしながら、この熱間押し出し加工が接点材料に適用
されるのは従来単一材料からなり、接点と合金とが直接
ろう接が可能であるものに限られ、例えばAg−Ni合
金線材などである。Ag −MeOと裏張り材のagと
の2層からなり、これらの厚さが異なる薄い方形の接点
材料はAg −MeOが硬い酸化物を含み、Agが軟ら
かい展延性に富む材料の組み合わせとなっているから、
両者の機械的強度と変形抵抗などが極端に異なり、この
ような材料を熱間押し出しにより均一に加工することは
困難であり従来殆ど行われることがなかった。しかし焼
結法は前述のように溶解法には見られない利点をもって
いることから内部組織の微細化加工に有力な熱間押し出
しの問題を解決することが急務であると考えられる。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は接点基材と裏張り材との厚さ1機械的強度の異なる
2層構造を有するAg −MeO接点材料の熱間押し出
し加工を可能にする製造方法を提供することにある。
的は接点基材と裏張り材との厚さ1機械的強度の異なる
2層構造を有するAg −MeO接点材料の熱間押し出
し加工を可能にする製造方法を提供することにある。
本発明は裏張り材の機械的強度を導電率、ろう接性を損
なうことなくAg−MeO接点基材の強度に近づけるた
めにAgに0.15重景%以上1重量%以下のAl酸化
物を添加した裏張り材を用いて基材と裏−張り材の二層
燒結体の熱間押し出しを可能にしたものである。
なうことなくAg−MeO接点基材の強度に近づけるた
めにAgに0.15重景%以上1重量%以下のAl酸化
物を添加した裏張り材を用いて基材と裏−張り材の二層
燒結体の熱間押し出しを可能にしたものである。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
裏張り材を強化するためには八gの中に金属化合物を分
散させるのが有効であり、金属化合物は酸化物とするの
が製造法からみても最も容易であるとの判断から、本発
明者らはまずAg合金として内部酸化の可能な元素とし
てLi+ All Mg+ Zr+ Cd。 FelMn、 S++ B!+ およびInなどを検討
したが、その際強度を大にするとともに、導電性および
ろう接性を損なわないようにするには酸化物としての含
有量はできるだけ少なく、しかも裏張り材として高い強
度が得られるものを選ぶために別途実験を行い、この目
的に適う合金元素はA1であることと、Al酸化物の含
有量が1%を超えると加工性が悪く割れを生ずるように
なるので上限値は1%とするのがよいことがわかった。 さらに下限値としては0.15%が適当で、これより少
ない場合には裏張り材の強度および変形抵抗が小さすぎ
て加工時に裏張材のみが先行して押し出されるという問
題が生ずることがわかった。裏張り材として用いる八8
−へ1合金を溶解後圧延加工して板状とし必要な形状に
切断して大気中800℃で内部酸化し強度を求めたがそ
の結果の一例を第1表に掲げる。第1表は^lの添加量
を変えて得られたAg AlzOa合金についての強
さを示しであるが、比較のため従来次にAg−MeO接
点基材には水アトマイズ法によりつくられた合金粉末を
大気中で内部酸化したAg−13,3%Snow 5
.1%IntOs+Ag 5.7%5nO1−2,2
%InzOiおよびAg−13%CdOを用い、第1表
に示した裏張り材との組み合わせを例えば第2表のよう
にした。 第2表。 第2表のうちN o 、 1 + N o 、 2は本
発明による裏張り材を用いたものであり、No、3は比
較用の従来の接点材料である。まず所定の形状に切断し
た板厚0゜15mmの裏張り材を金型内に置き、その上
に所定量の八g −MeO接点粉末を充填した後、3T
on /−の圧力をかけて厚さ101Ml11×巾15
+smX長さ55+as+の211成形体とし、これを
大気中800℃で2時間焼結して第2表の組み合わせに
よる焼結体を得た。次いで熱間押し出しは焼結体の長手
方向に温度550℃。 押出比6という条件で行った。その結果No、1.No
。 2の本発明による裏張り材を用いた接点材料はいずれも
2層のまま一様な押し出しが可能であったのに対して従
来の八gの裏張り材のN083はA、のみが先行して押
し出されるために所要の押し出し成形加工が不可能であ
った。 第1図は第2表におけるNO12の組み合わせによる2
層押し出し材の断面を倍率100倍で示した顕微鏡組織
である。第1図かられかるようにAg−0゜72%Al
tos合金の裏張り材5とAg−13,3%Snow
−5,1%InzOH接点基材6との密着性も良好であ
り、接点の内部組織も緻密である。また第2表のNo、
1の組み合わせの場合も押し出し加工が可能であり断面
組織も第1図と同様の良好な性状を示した。 なお本発明によるWk張り材と接点基材の組み合わせに
対しては熱間押し出し温度450〜700℃のとき押出
比3〜7の範囲で2層押し出しが可能であることを別途
実験により確かめている。 本発明により得られた接点材料を合金にろう接し電磁接
触器に組み込んで下記の電気負荷条件で3万回の開閉試
験を行い、接点性能および接点基材と裏張り材とのfF
IJjlIl性などを調べた。 電圧 440 V、 AC電流 4BOA力率
0.35 開閉頻度 300 (SW/
h)この試験の結果本発明によるAg−MeO接点の3
万回開閉後の消耗量は従来の接点と同等もしくはそれ以
下であり、溶着現象は全(見られなかった。 また裏張り材とろう接層、裏張り材と接点基材間などの
剥離は一切認められず本発明の裏張り材を用いた接点は
繰り返し開閉によって生ずる熱応力に対しても十分耐え
られるものであることが明らかとなった。 【発明の効果] 以上実施例で説明したように裏張り材を備えたAg−M
eO系接点基材を熱間押し出しにより製造するに際し、
従来用いられているA8のみでなく八gに0.15重量
%以上1重量%以下のAl酸化物を含み、機械的強度を
基材と同程度まで高めた裏張り材を用いることにより、
押し出し加工を容易にし、得られる接点材料は緻密な組
織となり強度、導電率およびろう接層にすぐれたものと
なるので、電磁接触器などの接点として用いたときに接
点性能を向上させ、接点の開閉によって生ずる熱応力に
も十分耐えることができ、その結果接点の欠落などによ
る事故の発生をなくすことができるという大きな効果を
もたらすものである。
散させるのが有効であり、金属化合物は酸化物とするの
が製造法からみても最も容易であるとの判断から、本発
明者らはまずAg合金として内部酸化の可能な元素とし
てLi+ All Mg+ Zr+ Cd。 FelMn、 S++ B!+ およびInなどを検討
したが、その際強度を大にするとともに、導電性および
ろう接性を損なわないようにするには酸化物としての含
有量はできるだけ少なく、しかも裏張り材として高い強
度が得られるものを選ぶために別途実験を行い、この目
的に適う合金元素はA1であることと、Al酸化物の含
有量が1%を超えると加工性が悪く割れを生ずるように
なるので上限値は1%とするのがよいことがわかった。 さらに下限値としては0.15%が適当で、これより少
ない場合には裏張り材の強度および変形抵抗が小さすぎ
て加工時に裏張材のみが先行して押し出されるという問
題が生ずることがわかった。裏張り材として用いる八8
−へ1合金を溶解後圧延加工して板状とし必要な形状に
切断して大気中800℃で内部酸化し強度を求めたがそ
の結果の一例を第1表に掲げる。第1表は^lの添加量
を変えて得られたAg AlzOa合金についての強
さを示しであるが、比較のため従来次にAg−MeO接
点基材には水アトマイズ法によりつくられた合金粉末を
大気中で内部酸化したAg−13,3%Snow 5
.1%IntOs+Ag 5.7%5nO1−2,2
%InzOiおよびAg−13%CdOを用い、第1表
に示した裏張り材との組み合わせを例えば第2表のよう
にした。 第2表。 第2表のうちN o 、 1 + N o 、 2は本
発明による裏張り材を用いたものであり、No、3は比
較用の従来の接点材料である。まず所定の形状に切断し
た板厚0゜15mmの裏張り材を金型内に置き、その上
に所定量の八g −MeO接点粉末を充填した後、3T
on /−の圧力をかけて厚さ101Ml11×巾15
+smX長さ55+as+の211成形体とし、これを
大気中800℃で2時間焼結して第2表の組み合わせに
よる焼結体を得た。次いで熱間押し出しは焼結体の長手
方向に温度550℃。 押出比6という条件で行った。その結果No、1.No
。 2の本発明による裏張り材を用いた接点材料はいずれも
2層のまま一様な押し出しが可能であったのに対して従
来の八gの裏張り材のN083はA、のみが先行して押
し出されるために所要の押し出し成形加工が不可能であ
った。 第1図は第2表におけるNO12の組み合わせによる2
層押し出し材の断面を倍率100倍で示した顕微鏡組織
である。第1図かられかるようにAg−0゜72%Al
tos合金の裏張り材5とAg−13,3%Snow
−5,1%InzOH接点基材6との密着性も良好であ
り、接点の内部組織も緻密である。また第2表のNo、
1の組み合わせの場合も押し出し加工が可能であり断面
組織も第1図と同様の良好な性状を示した。 なお本発明によるWk張り材と接点基材の組み合わせに
対しては熱間押し出し温度450〜700℃のとき押出
比3〜7の範囲で2層押し出しが可能であることを別途
実験により確かめている。 本発明により得られた接点材料を合金にろう接し電磁接
触器に組み込んで下記の電気負荷条件で3万回の開閉試
験を行い、接点性能および接点基材と裏張り材とのfF
IJjlIl性などを調べた。 電圧 440 V、 AC電流 4BOA力率
0.35 開閉頻度 300 (SW/
h)この試験の結果本発明によるAg−MeO接点の3
万回開閉後の消耗量は従来の接点と同等もしくはそれ以
下であり、溶着現象は全(見られなかった。 また裏張り材とろう接層、裏張り材と接点基材間などの
剥離は一切認められず本発明の裏張り材を用いた接点は
繰り返し開閉によって生ずる熱応力に対しても十分耐え
られるものであることが明らかとなった。 【発明の効果] 以上実施例で説明したように裏張り材を備えたAg−M
eO系接点基材を熱間押し出しにより製造するに際し、
従来用いられているA8のみでなく八gに0.15重量
%以上1重量%以下のAl酸化物を含み、機械的強度を
基材と同程度まで高めた裏張り材を用いることにより、
押し出し加工を容易にし、得られる接点材料は緻密な組
織となり強度、導電率およびろう接層にすぐれたものと
なるので、電磁接触器などの接点として用いたときに接
点性能を向上させ、接点の開閉によって生ずる熱応力に
も十分耐えることができ、その結果接点の欠落などによ
る事故の発生をなくすことができるという大きな効果を
もたらすものである。
第1図は本発明による裏張り材を用いた接点材料の熱間
押し出し後の断面顕微鏡組織写真、第2図は合金に取り
付けた接点の材料構成を示す断面図である。 1:合金、2,5:裏張り材、3,6:接点基材、4:
ろう材。 第2図 手続補正書(方式) %式% 特許庁−少り一官 □叉ニルーーー7□殿1、事件
の表示 特願昭せん/碕、:37/)り住 所
川崎市川崎区田辺新田1番1号5、補正指令の日刊
昭*rr$’*io片30日補正の内容 明細書第12頁第6行目の「断面顕微鏡組織写真、」を
「断面を顕微鏡でみた金属組織の写真、」と補正する。
押し出し後の断面顕微鏡組織写真、第2図は合金に取り
付けた接点の材料構成を示す断面図である。 1:合金、2,5:裏張り材、3,6:接点基材、4:
ろう材。 第2図 手続補正書(方式) %式% 特許庁−少り一官 □叉ニルーーー7□殿1、事件
の表示 特願昭せん/碕、:37/)り住 所
川崎市川崎区田辺新田1番1号5、補正指令の日刊
昭*rr$’*io片30日補正の内容 明細書第12頁第6行目の「断面顕微鏡組織写真、」を
「断面を顕微鏡でみた金属組織の写真、」と補正する。
Claims (1)
- 1)ろう接部となる裏張り材を備えたAg−金属酸化物
系接点材料を製造する方法において、裏張り材に0.1
5重量%以上1重量%以下のAl酸化物を含むAg板を
用い、該Ag板とAg−金属酸化物系接点材料の原料粉
末とを積層し加圧成形した後、2層燒結体となし、さら
に熱間押し出しすることを特徴とする接点材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13870084A JPS6119706A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13870084A JPS6119706A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 接点材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6119706A true JPS6119706A (ja) | 1986-01-28 |
JPH0142321B2 JPH0142321B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=15228081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13870084A Granted JPS6119706A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6119706A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006206963A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Kansai Pipe Kogyo Kk | アルミナ分散強化銀棒材およびその製造方法、電気接点材料ならびに電気自動車用リレー |
CN111462939A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-28 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法 |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP13870084A patent/JPS6119706A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006206963A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Kansai Pipe Kogyo Kk | アルミナ分散強化銀棒材およびその製造方法、電気接点材料ならびに電気自動車用リレー |
CN111462939A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-28 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0142321B2 (ja) | 1989-09-12 |
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