JPS6127455B2 - - Google Patents
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- JPS6127455B2 JPS6127455B2 JP56152306A JP15230681A JPS6127455B2 JP S6127455 B2 JPS6127455 B2 JP S6127455B2 JP 56152306 A JP56152306 A JP 56152306A JP 15230681 A JP15230681 A JP 15230681A JP S6127455 B2 JPS6127455 B2 JP S6127455B2
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Landscapes
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- Manufacture Of Switches (AREA)
- Contacts (AREA)
Description
［技術分野］
この発明は、電磁接触器、リレーなどの各種電
気機器に使用する接点の技術分野に属する。詳し
くは、接点材料の製造技術の分野に属する。 ［背景技術］ 従来、銀―酸化カドミウム系、銀―酸化スズ系
の接点材料は、溶着性、消耗性共に優れた接点を
与えるものとして知られていた。また、銀―ニツ
ケル系接点は消耗が少なく、かつ加工性に富む材
料として知られていた。 しかし、これらの接点材料でたとえば、ノーヒ
ユーズブレーカの接点を製造すると、短絡時に流
れる大電流のため、接点間にアークが生じ、この
アークが敏速に切れず、短絡遮断性能が劣る欠点
が生じた。 本発明者は、前記事情に関して種々検討した結
果、銀を主成分とし、これに酸化リチウムを分散
させた接点材料がアーク特性の改善に顕著な効果
を示すことを見いだした。しかしこの接点材料
を、銀とリチウムの金属をアルゴン雰囲気中で溶
解して固溶体（合金）を作り、これをさらに高温
高圧の酸素ガス中で処理する、いわゆる内部酸化
法により銀マトリツクス内に酸化リチウムを生成
させることにより製造した場合には、アーク特性
は改良されるものの、接点としての他の特性が悪
いと言う欠点が生じた。すなわち内部酸化法によ
り前記接点材料を製造すると、得られた材料の中
に分散している酸化リチウムの粒子が粗くなり、
かつこれが銀の粒界に凝集し易くなり、その結果
接点の溶着特性および消耗性が悪くなるものと推
定された。 ［発明の目的］ この発明は、以上のような事情に鑑みてなされ
たものであり、銀―酸化リチウム系接点材料を内
部酸化法により製造する場合において、そのアー
ク特性を維持した上で、溶着特性および消耗特性
を改善することを目的としてなされた。 ［発明の開示］ この発明は、銀―酸化リチウム系接点材料の内
部酸化法による製法において、銀―リチウム合金
中に予め特定の金属を配合して、内部酸化するこ
とを特徴とする接点材料の製法を提供するもので
ある。このときに配合する特定の金属としては、
マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、カルシウ
ムからなる群から選ばれた一種または二種以上の
金属を使用する点に特徴を有する。さらにそれら
の含有量を、金属リチウムの場合は銀合金全体に
対して0.1〜３重量％、前記特定金属の場合は
0.01〜１重量％として配合したことを特徴とす
る。以下、この発明をさらに詳しく説明する。 本発明においては、銀を主成分とし、これに後
に内部酸化により酸化物とする金属リチウムおよ
び特定金属を配合して銀合金を調整するが、ここ
で使用される特定金属は、前記リチウムの酸化物
よりも生成自由エネルギ（−△Ｆ）が小さい金属
酸化物を与える金属を使用する必要がある。 酸化リチウムの生成自由エネルギは469×
10-3KJ／Kmolであり、これより生成自由エネル
ギが小さく、かつ本発明の目的に叶う金属酸化物
としては、たとえば酸化マグネシウム（516×
10-3KJ／Ｋ mol）、酸化アルミニウム（1425×
10-3KJ／Ｋ mol）、酸化ケイ素（733×10-3KJ／
Ｋ mol）、酸化カルシウム（553×10-3KJ／Ｋ
mol）がある。 なお、前記酸化リチウムより生成自由エネルギ
の小さい金属酸化物としては、たとえば以下のよ
うなものがある。 BeO ： 520×10-3KJ／Ｋ mol Mn3O4：1105×10-3KJ／Ｋ mol Ti2O3：1295×10-3KJ／Ｋ mol Sb2O3： 491×10-3KJ／Ｋ mol BaO ： 481×10-3KJ／Ｋ mol CeO2 ： 931×10-3KJ／Ｋ mol このように、酸化リチウムより生成自由エネル
ギの小さい金属酸化物は多数種ある。この中で酸
化リチウムを分散させた接点材料の優れたアーク
特性を維持させ、かつ他の接点特性を改良すると
言う観点から、上記特定金属の酸化物を含有させ
た銀―酸化リチウム系接点のアーク特性を調べた
ところ、前記の、マグネシウム（Mg）、アルミニ
ウム（Al）、ケイ素（Si）、カルシウム（Ca）の
各金属酸化物が本発明の目的に叶うことが判つた
のである。つまりアーク特性を維持し、耐消耗性
を向上させることが出来たのである。 銀に対するリチウムの含有量は、銀、リチウ
ム、特定金属からなる合金の全体に対して0.1〜
３重量％が適当である。0.1重量％未満ではアー
クの切れが改良されず、３重量％を超えると返つ
てアーク特性が低下する。また、特定金属の含有
量は前記と同一基準で0.01〜１重量％が適当であ
る。0.01重量％未満では消耗特性の改善効果がな
く、１重量％を超えると電気抵抗が増大し、これ
にともなつて溶着特性が悪化する。つまり接点間
が溶着し易くなり短絡遮断性能の改良効果がな
い。 なお、前記の合金組成に、さらに鉄、コバル
ト、ニツケル等の鉄族元素を0.05〜１重量％の範
囲で加えることにより、一層溶着性、消耗性の優
れた接点材料を製造することが出来る。0.05重量
％未満では結晶粒界の微細効果がなく、１重量％
を超えると粒界に鉄族金属が偏析し、溶着性、消
耗性の改良効果が少なくなる。 つぎに、前記のようにして得た銀合金の内部酸
化について説明する。 内部酸化は酸素ガス雰囲気中で合金を長時間高
温に加熱してなされる。その加熱時間は酸化反応
が平衡状態に至るまで行うことを目安として決定
される。この内部酸化反応は、いくつかの酸化反
応が段階的に進行するものと考えられる。つま
り、銀合金中に侵入した酸素は、酸化物の生成自
由エネルギがリチウム酸化物よりも小さい金属酸
化物の金属単体を最初に酸化し、ついで金属リチ
ウムが酸化される反応が開始される。そしてこの
とき、最初の酸化反応により生成した金属酸化物
が核となり、その核の周りに二次的に起こる酸化
反応の生成物である酸化リチウムが析出する。こ
の酸化リチウムの析出は、多数の核の周囲に生ず
るので、酸化リチウム粒子は微細であり、かつ粒
界析出が減少し、結局消耗性、溶着性が改善され
るものと推定される。 以下、実施例、比較例に基づき説明する。 実施例 ［接点材料の製造条件］ 第１表に示した組成の銀合金を製造し、これを
アルゴンガス雰囲気中で1300℃に加熱して、溶解
させ、ついで金型で鋳造し、焼鈍し、銀板クラツ
ドを作成し、これを圧延して１mmの厚みの板に成
形した。このようにして得た銀合金の板を内部酸
化して接点材料を得た。ここでの内部酸化の条件
は600℃で、かつ酸素ガス雰囲気中に100時間曝す
ことにより行つた。 ［アーク膠着時間の測定］ アークこう着時間は、接点の短絡遮断性能の指
標である。これの測定は、試験片をブレーカの接
点に加工して装着し、実際に作動させて短絡と共
に生ずるアークの変化を観測して行つた。アーク
膠着時間とは、接点間に生じたアークが変動せず
に停滞する時間である。最終的には、発生したア
ークに伴つて電磁力が生じ、この電磁力によりア
ークが移動するが、膠着時間とはアークが発生し
てから移動するまでの時間であつて、短絡遮断性
能はアーク膠着時間が短かい程良いのである。本
願実施例、比較例において短絡電流の測定は
5.2KAで行つた。 ［消耗性、溶着性の評価］ ASTM法に基づいて評価した。具体的条件は
以下の通りであつた。 負荷 ：交流単相で100V、40V 接点形状：φ＝５mmの半球状 開閉回数：10万回 試験数 ：３個 なお、第１表の消耗量のデータは、３個のデー
タの平均値で、溶着性は３個の接点の溶着回数の
合計で示した。 ［実施例、比較例の検討］ (1) Li量およびMg、Al、Si、Caの何れか一種の
量を適宜選択することにより、AgLi2O系接点
の欠点である耐消耗性、耐溶着性を改良でき
る。すなわち、アーク特性、耐消耗性、耐溶着
性を同時に満足した接点材料を得ることができ
る。 (2) 実験No.1と実験No.14、実験No.2と実験
No.15、実験No.3と実験No.13を比較すること
により、Mg含有による耐消耗性、耐溶着性が
改良されることが判る。 ［発明の効果］ この発明は、銀を主体とし、これに金属リチウ
ムと、酸化リチウムよりも生成自由エネルギの小
さい金属酸化物を与える特定金属として、マグネ
シウム、アルミニウム、ケイ素、カルシウムから
なる群から選ばれた一種または二種以上の金属を
配合した銀合金を用意し、つぎにこの銀合金を内
部酸化する工程を含む接点材料の製法であつて、
銀合金全体に対して、金属リチウムの配合量を
0.1〜３重量％、特定金属の配合量を0.01〜１重
量％としたことを特徴とするので、アーク特性、
耐溶着性、耐消耗性の優れた接点材料を与えるこ
とが出来ると言う効果がある。 また、前記の合金組成に、さらに鉄、コバル
ト、ニツケル等の鉄族元素を、0.05〜１重量％の
範囲で加えることにより、一層溶着性、消耗性の
優れた接点材料を製造することが出来る。
気機器に使用する接点の技術分野に属する。詳し
くは、接点材料の製造技術の分野に属する。 ［背景技術］ 従来、銀―酸化カドミウム系、銀―酸化スズ系
の接点材料は、溶着性、消耗性共に優れた接点を
与えるものとして知られていた。また、銀―ニツ
ケル系接点は消耗が少なく、かつ加工性に富む材
料として知られていた。 しかし、これらの接点材料でたとえば、ノーヒ
ユーズブレーカの接点を製造すると、短絡時に流
れる大電流のため、接点間にアークが生じ、この
アークが敏速に切れず、短絡遮断性能が劣る欠点
が生じた。 本発明者は、前記事情に関して種々検討した結
果、銀を主成分とし、これに酸化リチウムを分散
させた接点材料がアーク特性の改善に顕著な効果
を示すことを見いだした。しかしこの接点材料
を、銀とリチウムの金属をアルゴン雰囲気中で溶
解して固溶体（合金）を作り、これをさらに高温
高圧の酸素ガス中で処理する、いわゆる内部酸化
法により銀マトリツクス内に酸化リチウムを生成
させることにより製造した場合には、アーク特性
は改良されるものの、接点としての他の特性が悪
いと言う欠点が生じた。すなわち内部酸化法によ
り前記接点材料を製造すると、得られた材料の中
に分散している酸化リチウムの粒子が粗くなり、
かつこれが銀の粒界に凝集し易くなり、その結果
接点の溶着特性および消耗性が悪くなるものと推
定された。 ［発明の目的］ この発明は、以上のような事情に鑑みてなされ
たものであり、銀―酸化リチウム系接点材料を内
部酸化法により製造する場合において、そのアー
ク特性を維持した上で、溶着特性および消耗特性
を改善することを目的としてなされた。 ［発明の開示］ この発明は、銀―酸化リチウム系接点材料の内
部酸化法による製法において、銀―リチウム合金
中に予め特定の金属を配合して、内部酸化するこ
とを特徴とする接点材料の製法を提供するもので
ある。このときに配合する特定の金属としては、
マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、カルシウ
ムからなる群から選ばれた一種または二種以上の
金属を使用する点に特徴を有する。さらにそれら
の含有量を、金属リチウムの場合は銀合金全体に
対して0.1〜３重量％、前記特定金属の場合は
0.01〜１重量％として配合したことを特徴とす
る。以下、この発明をさらに詳しく説明する。 本発明においては、銀を主成分とし、これに後
に内部酸化により酸化物とする金属リチウムおよ
び特定金属を配合して銀合金を調整するが、ここ
で使用される特定金属は、前記リチウムの酸化物
よりも生成自由エネルギ（−△Ｆ）が小さい金属
酸化物を与える金属を使用する必要がある。 酸化リチウムの生成自由エネルギは469×
10-3KJ／Kmolであり、これより生成自由エネル
ギが小さく、かつ本発明の目的に叶う金属酸化物
としては、たとえば酸化マグネシウム（516×
10-3KJ／Ｋ mol）、酸化アルミニウム（1425×
10-3KJ／Ｋ mol）、酸化ケイ素（733×10-3KJ／
Ｋ mol）、酸化カルシウム（553×10-3KJ／Ｋ
mol）がある。 なお、前記酸化リチウムより生成自由エネルギ
の小さい金属酸化物としては、たとえば以下のよ
うなものがある。 BeO ： 520×10-3KJ／Ｋ mol Mn3O4：1105×10-3KJ／Ｋ mol Ti2O3：1295×10-3KJ／Ｋ mol Sb2O3： 491×10-3KJ／Ｋ mol BaO ： 481×10-3KJ／Ｋ mol CeO2 ： 931×10-3KJ／Ｋ mol このように、酸化リチウムより生成自由エネル
ギの小さい金属酸化物は多数種ある。この中で酸
化リチウムを分散させた接点材料の優れたアーク
特性を維持させ、かつ他の接点特性を改良すると
言う観点から、上記特定金属の酸化物を含有させ
た銀―酸化リチウム系接点のアーク特性を調べた
ところ、前記の、マグネシウム（Mg）、アルミニ
ウム（Al）、ケイ素（Si）、カルシウム（Ca）の
各金属酸化物が本発明の目的に叶うことが判つた
のである。つまりアーク特性を維持し、耐消耗性
を向上させることが出来たのである。 銀に対するリチウムの含有量は、銀、リチウ
ム、特定金属からなる合金の全体に対して0.1〜
３重量％が適当である。0.1重量％未満ではアー
クの切れが改良されず、３重量％を超えると返つ
てアーク特性が低下する。また、特定金属の含有
量は前記と同一基準で0.01〜１重量％が適当であ
る。0.01重量％未満では消耗特性の改善効果がな
く、１重量％を超えると電気抵抗が増大し、これ
にともなつて溶着特性が悪化する。つまり接点間
が溶着し易くなり短絡遮断性能の改良効果がな
い。 なお、前記の合金組成に、さらに鉄、コバル
ト、ニツケル等の鉄族元素を0.05〜１重量％の範
囲で加えることにより、一層溶着性、消耗性の優
れた接点材料を製造することが出来る。0.05重量
％未満では結晶粒界の微細効果がなく、１重量％
を超えると粒界に鉄族金属が偏析し、溶着性、消
耗性の改良効果が少なくなる。 つぎに、前記のようにして得た銀合金の内部酸
化について説明する。 内部酸化は酸素ガス雰囲気中で合金を長時間高
温に加熱してなされる。その加熱時間は酸化反応
が平衡状態に至るまで行うことを目安として決定
される。この内部酸化反応は、いくつかの酸化反
応が段階的に進行するものと考えられる。つま
り、銀合金中に侵入した酸素は、酸化物の生成自
由エネルギがリチウム酸化物よりも小さい金属酸
化物の金属単体を最初に酸化し、ついで金属リチ
ウムが酸化される反応が開始される。そしてこの
とき、最初の酸化反応により生成した金属酸化物
が核となり、その核の周りに二次的に起こる酸化
反応の生成物である酸化リチウムが析出する。こ
の酸化リチウムの析出は、多数の核の周囲に生ず
るので、酸化リチウム粒子は微細であり、かつ粒
界析出が減少し、結局消耗性、溶着性が改善され
るものと推定される。 以下、実施例、比較例に基づき説明する。 実施例 ［接点材料の製造条件］ 第１表に示した組成の銀合金を製造し、これを
アルゴンガス雰囲気中で1300℃に加熱して、溶解
させ、ついで金型で鋳造し、焼鈍し、銀板クラツ
ドを作成し、これを圧延して１mmの厚みの板に成
形した。このようにして得た銀合金の板を内部酸
化して接点材料を得た。ここでの内部酸化の条件
は600℃で、かつ酸素ガス雰囲気中に100時間曝す
ことにより行つた。 ［アーク膠着時間の測定］ アークこう着時間は、接点の短絡遮断性能の指
標である。これの測定は、試験片をブレーカの接
点に加工して装着し、実際に作動させて短絡と共
に生ずるアークの変化を観測して行つた。アーク
膠着時間とは、接点間に生じたアークが変動せず
に停滞する時間である。最終的には、発生したア
ークに伴つて電磁力が生じ、この電磁力によりア
ークが移動するが、膠着時間とはアークが発生し
てから移動するまでの時間であつて、短絡遮断性
能はアーク膠着時間が短かい程良いのである。本
願実施例、比較例において短絡電流の測定は
5.2KAで行つた。 ［消耗性、溶着性の評価］ ASTM法に基づいて評価した。具体的条件は
以下の通りであつた。 負荷 ：交流単相で100V、40V 接点形状：φ＝５mmの半球状 開閉回数：10万回 試験数 ：３個 なお、第１表の消耗量のデータは、３個のデー
タの平均値で、溶着性は３個の接点の溶着回数の
合計で示した。 ［実施例、比較例の検討］ (1) Li量およびMg、Al、Si、Caの何れか一種の
量を適宜選択することにより、AgLi2O系接点
の欠点である耐消耗性、耐溶着性を改良でき
る。すなわち、アーク特性、耐消耗性、耐溶着
性を同時に満足した接点材料を得ることができ
る。 (2) 実験No.1と実験No.14、実験No.2と実験
No.15、実験No.3と実験No.13を比較すること
により、Mg含有による耐消耗性、耐溶着性が
改良されることが判る。 ［発明の効果］ この発明は、銀を主体とし、これに金属リチウ
ムと、酸化リチウムよりも生成自由エネルギの小
さい金属酸化物を与える特定金属として、マグネ
シウム、アルミニウム、ケイ素、カルシウムから
なる群から選ばれた一種または二種以上の金属を
配合した銀合金を用意し、つぎにこの銀合金を内
部酸化する工程を含む接点材料の製法であつて、
銀合金全体に対して、金属リチウムの配合量を
0.1〜３重量％、特定金属の配合量を0.01〜１重
量％としたことを特徴とするので、アーク特性、
耐溶着性、耐消耗性の優れた接点材料を与えるこ
とが出来ると言う効果がある。 また、前記の合金組成に、さらに鉄、コバル
ト、ニツケル等の鉄族元素を、0.05〜１重量％の
範囲で加えることにより、一層溶着性、消耗性の
優れた接点材料を製造することが出来る。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銀を主体とし、これに金属リチウムと、酸化
リチウムよりも生成自由エネルギの小さい金属酸
化物を与える特定金属として、マグネシウム、ア
ルミニウム、ケイ素、カルシウムからなる群から
選ばれた一種または二種以上の金属を配合した銀
合金を用意し、つぎにこの銀合金を内部酸化する
工程を含む接点材料の製法であつて、銀合金全体
に対して、金属リチウムの含有量を0.1〜３重量
％、特定金属の含有量を0.01〜１重量％としたこ
とを特徴とする接点材料の製法。 ２ 銀を主体とし、これに金属リチウムと、酸化
リチウムよりも生成自由エネルギの小さい金属酸
化物を与える特定金属として、マグネシウム、ア
ルミニウム、ケイ素、カルシウムからなる群から
選ばれた一種または二種以上の金属、および鉄、
ニツケルまたはコバルト等の鉄族元素を配合した
銀合金を用意し、つぎにこの銀合金を内部酸化す
る工程を含む接点材料の製法であつて、銀合金全
体に対して、金属リチウムの含有量を0.1〜３重
量％、特定金属の含有量を0.01〜１重量％、鉄族
元素の含有量を0.05〜１重量％としたことを特徴
とする接点材料の製法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152306A JPS5855545A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 接点材料の製法 |
| US06/390,944 US4502899A (en) | 1981-06-30 | 1982-06-22 | Electric joint material |
| DE19823224439 DE3224439A1 (de) | 1981-06-30 | 1982-06-30 | Elektrisches kontakmaterial und hestellungsverfahren fuer ein solches |
| FR8211533A FR2514548B1 (fr) | 1981-06-30 | 1982-06-30 | Materiau pour joint d'appareils electriques et procede pour la production de ce materiau |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152306A JPS5855545A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 接点材料の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855545A JPS5855545A (ja) | 1983-04-01 |
| JPS6127455B2 true JPS6127455B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=15537637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56152306A Granted JPS5855545A (ja) | 1981-06-30 | 1981-09-25 | 接点材料の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855545A (ja) |
-
1981
- 1981-09-25 JP JP56152306A patent/JPS5855545A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5855545A (ja) | 1983-04-01 |
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