JPS61288032A - 銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法 - Google Patents
銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法Info
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- JPS61288032A JPS61288032A JP60130098A JP13009885A JPS61288032A JP S61288032 A JPS61288032 A JP S61288032A JP 60130098 A JP60130098 A JP 60130098A JP 13009885 A JP13009885 A JP 13009885A JP S61288032 A JPS61288032 A JP S61288032A
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は粉末冶金により製造される銀−ニッケル系合金
からなる電気接点材料に関する。
からなる電気接点材料に関する。
電磁スイッチ等に使用される接点材料には、電気アーク
による消耗が少ない、遮断特性が優れている、接触抵抗
が低く且つそれを維持できる、開閉を繰り返しても溶着
しない、等の条件が要求される。特に、耐電気アーク性
及び耐溶着性を備えることは接点材料自体及びこれを用
いる制御機器の寿命を左右するので重要である。
による消耗が少ない、遮断特性が優れている、接触抵抗
が低く且つそれを維持できる、開閉を繰り返しても溶着
しない、等の条件が要求される。特に、耐電気アーク性
及び耐溶着性を備えることは接点材料自体及びこれを用
いる制御機器の寿命を左右するので重要である。
これらの条件を比較的バランスよべ具えた電気接点材料
として、ニッケルを約５〜５０重量％含有した銀−ニッ
ケル系焼結合金が中負荷ないし低負荷電流用として市販
され、使用されている。
として、ニッケルを約５〜５０重量％含有した銀−ニッ
ケル系焼結合金が中負荷ないし低負荷電流用として市販
され、使用されている。
しかし、銀とニッケルは固溶解度（固溶限）が低いため
、ニッケルは鎖中に固溶せず、特にニッケルが１重量％
以上になると通常の溶解法では均一に固溶させることは
不可能になる。従って、上記の銀−ニッケル系合金の電
気接点材料を製造するためには、溶解法によらず粉末冶
金法が利用される。即ち、微細な銀粉末とニッケル粉末
とを混合し、圧縮成形した後に普通焼結するか又は熱間
押出等により焼結し、更に必要に応じて密度を高めるた
めに冷間圧延等を行なって板状又は線状の電気接点材料
を製造する。
、ニッケルは鎖中に固溶せず、特にニッケルが１重量％
以上になると通常の溶解法では均一に固溶させることは
不可能になる。従って、上記の銀−ニッケル系合金の電
気接点材料を製造するためには、溶解法によらず粉末冶
金法が利用される。即ち、微細な銀粉末とニッケル粉末
とを混合し、圧縮成形した後に普通焼結するか又は熱間
押出等により焼結し、更に必要に応じて密度を高めるた
めに冷間圧延等を行なって板状又は線状の電気接点材料
を製造する。
しかしこのようにして製造された従来の銀−ニッケル系
電気接点材料は、製造プロセス中にガスを含むこと及び
銀とニッケルの固溶解度が低いこと等のため耐電気アー
ク性が劣り、従って銀の消耗が比較的大きく、接触抵抗
が増大し、溶着が起りやすくなる欠点があった。
電気接点材料は、製造プロセス中にガスを含むこと及び
銀とニッケルの固溶解度が低いこと等のため耐電気アー
ク性が劣り、従って銀の消耗が比較的大きく、接触抵抗
が増大し、溶着が起りやすくなる欠点があった。
本発明は、スイッチの開閉により頻繁に電気アークに曝
されても消耗量が少なく、接触抵抗が増大せず、溶着が
起こりにくい銀−ニッケル系の電気接点材料を提供する
ことを目的とする。
されても消耗量が少なく、接触抵抗が増大せず、溶着が
起こりにくい銀−ニッケル系の電気接点材料を提供する
ことを目的とする。
本発明においては、従来使用していた銀粉末の代わりに
、銀にニッケルを過飽和に固溶させた銀−ニッケル合金
粉末を使用する。
、銀にニッケルを過飽和に固溶させた銀−ニッケル合金
粉末を使用する。
即ち、本発明は銀にニッケルを１〜５重量％まで過飽和
に固溶させた銀−ニッケル合金粉末と、ニッケル粉末と
からなる粉末冶金法による５〜４０重量％のニッケルと
残部の銀とからなる電気接点材料を提供する。
に固溶させた銀−ニッケル合金粉末と、ニッケル粉末と
からなる粉末冶金法による５〜４０重量％のニッケルと
残部の銀とからなる電気接点材料を提供する。
本発明で使用する銀−ニッケル合金粉末は超急冷粉末製
造法によって、鎖中へのニッケルの固溶解度を超えてニ
ッケルが過飽和に固溶した粉末である。超急冷粉末製造
法は溶湯を噴霧化させることによって急速に凝固させる
方法であり、噴霧化の手段によってガスアトマイズ法、
液体アトマイス法、遠心アトマイズ法、超音波アトマイ
ズ法、回転四−ルアトマイズ法等がある。冷却速度が速
いほどニッケルの過飽和度が増加するので、ＩＣＰ〜１
０’ｔｌｌ”／秒程度の冷却速度が得られる装置を用い
ることが望ましい。
造法によって、鎖中へのニッケルの固溶解度を超えてニ
ッケルが過飽和に固溶した粉末である。超急冷粉末製造
法は溶湯を噴霧化させることによって急速に凝固させる
方法であり、噴霧化の手段によってガスアトマイズ法、
液体アトマイス法、遠心アトマイズ法、超音波アトマイ
ズ法、回転四−ルアトマイズ法等がある。冷却速度が速
いほどニッケルの過飽和度が増加するので、ＩＣＰ〜１
０’ｔｌｌ”／秒程度の冷却速度が得られる装置を用い
ることが望ましい。
このようにして製造した銀−ニッケル合金粉末は、製造
方法にもよるが、１重量％以上５重量％程度までニッケ
ルを含有し得るのであるが、約５重量％以上のニッケル
を固溶することは困難である。従って、必然的に最終組
成におけるニツ°ケル含有量が５〜４０重量％となるよ
うニラチル含有量を補なうために、ある程度ニッケル粉
末を銀−ニッケル合金粉末に加えねばならない。
方法にもよるが、１重量％以上５重量％程度までニッケ
ルを含有し得るのであるが、約５重量％以上のニッケル
を固溶することは困難である。従って、必然的に最終組
成におけるニツ°ケル含有量が５〜４０重量％となるよ
うニラチル含有量を補なうために、ある程度ニッケル粉
末を銀−ニッケル合金粉末に加えねばならない。
本発明は更に、銀−ニッケル合金粉末、ニッケル粉末及
び酸化イツトリウム粉末からなる粉末冶金法による電気
接点材料を提供する。酸化イツトリウム粉末を全体の３
重量％までの範囲で添加することによって、得られる銀
−ニッケル系焼結合金の耐熱性を著しく向上させること
が出来ると共に、多量のニッケル粉末の添加によって起
こる接触抵抗の増大等の接点性能の低下及び加工性の低
下を防止できる。酸化イツトリウムはセラミックであっ
て銀−ニッケルに固溶しないため、メカニカルアロイン
グ法により銀−ニッケル合金粉末及びニッケル粉末に添
加するのが好ましい。
び酸化イツトリウム粉末からなる粉末冶金法による電気
接点材料を提供する。酸化イツトリウム粉末を全体の３
重量％までの範囲で添加することによって、得られる銀
−ニッケル系焼結合金の耐熱性を著しく向上させること
が出来ると共に、多量のニッケル粉末の添加によって起
こる接触抵抗の増大等の接点性能の低下及び加工性の低
下を防止できる。酸化イツトリウムはセラミックであっ
て銀−ニッケルに固溶しないため、メカニカルアロイン
グ法により銀−ニッケル合金粉末及びニッケル粉末に添
加するのが好ましい。
次に、本発明の銀−ニッケル系電気接点材料の製造につ
いて説明する。まず、鎖中にニツ°ケルを１〜５重量％
まで過飽和に固溶した銀−ニッケル合金粉末を超急冷粉
末製造法に従って製造し、この粉末に所定量のニッケル
粉末を混合する。銀−ニッケル合金粉末の粒径は４４μ
ｍ以下であり、及びニッケル粉末の粒径は１０μｍ以下
であることが均一な混合粉を得るために好ましい。必要
に応じて更に酸化イツトリウム粉末を添加することがで
きるが、これら３種の粉末の混合順序は重要ではない。
いて説明する。まず、鎖中にニツ°ケルを１〜５重量％
まで過飽和に固溶した銀−ニッケル合金粉末を超急冷粉
末製造法に従って製造し、この粉末に所定量のニッケル
粉末を混合する。銀−ニッケル合金粉末の粒径は４４μ
ｍ以下であり、及びニッケル粉末の粒径は１０μｍ以下
であることが均一な混合粉を得るために好ましい。必要
に応じて更に酸化イツトリウム粉末を添加することがで
きるが、これら３種の粉末の混合順序は重要ではない。
次に、この混合粉を充分に脱ガスした後、機械プレス又
は冷間静水圧成形（ＯＯＡｄ工５ｏｓｔａｔｉｃＰｒｅ
ｓｓｉｎｇ ）等により圧縮成形し、普通焼結するか
、もしくは熱間押出加工して接点材料を得る。
は冷間静水圧成形（ＯＯＡｄ工５ｏｓｔａｔｉｃＰｒｅ
ｓｓｉｎｇ ）等により圧縮成形し、普通焼結するか
、もしくは熱間押出加工して接点材料を得る。
必要に応じて、接点材料の密度を高め又は形状を整える
ために、再プレス、圧延又は伸線等の加工を施して電気
接点とする。
ために、再プレス、圧延又は伸線等の加工を施して電気
接点とする。
実施例により本発明を更に詳しく説明する。
実施例１
５重量％のＮ１を混合したＡｇの溶湯をヘリウムガスア
トマイズ法により冷却速度１０〜１０Ｃ／秒で冷却し、
平均粒径６０μｍのＡｇ −５ｗｔ％Ｎ１合金粉末を製
造した。
トマイズ法により冷却速度１０〜１０Ｃ／秒で冷却し、
平均粒径６０μｍのＡｇ −５ｗｔ％Ｎ１合金粉末を製
造した。
これを篩分けして４４μｍ以下の合金粉末を集め゛、カ
ルボニールニッケル粉末を添加してＡｇ−１０ｗｔ％Ｎ
１混合粉を調整した。この混合粉を銀合金罐に１０〜１
０ｔＯｒｒで真空封入し、温度８８０ｔＺ’、圧力１５
００ ｋｇｆ／ａｔｂ２で２時間の条件で熱間静水圧成
形（Ｈｏｔ工５ｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ）
することによりＡｇ−１０ｗｔ％Ｎ１の合金を製造した
。得られた合金の密度は理論密度の９９％以上であった
。
ルボニールニッケル粉末を添加してＡｇ−１０ｗｔ％Ｎ
１混合粉を調整した。この混合粉を銀合金罐に１０〜１
０ｔＯｒｒで真空封入し、温度８８０ｔＺ’、圧力１５
００ ｋｇｆ／ａｔｂ２で２時間の条件で熱間静水圧成
形（Ｈｏｔ工５ｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ）
することによりＡｇ−１０ｗｔ％Ｎ１の合金を製造した
。得られた合金の密度は理論密度の９９％以上であった
。
次に、この合金を押出加工により直径１０ａｍの押出棒
を作り、スェージ及び冷間伸線により直径２．４２ｆｉ
の線状に加工し、更にヘッダー加工によって直径５ＩＩ
ＩＩ１１の電気接点リベットを作製した。
を作り、スェージ及び冷間伸線により直径２．４２ｆｉ
の線状に加工し、更にヘッダー加工によって直径５ＩＩ
ＩＩ１１の電気接点リベットを作製した。
このようにして得られた電気接点のアーク発生量及び消
耗量を測定するために、２５Ａフレームのマグネットス
イッチでインチング試験を行なった。電気条件はＡＣ！
２２０ Ｖ、 １０５ Ａ、力率０．４、及び開閉頻度
５００回／時間とした。２万回の開閉後における接点の
消耗量を測定した。試験結果を第１表に示した。比較の
ために、Ａｇ粉末とＮ１粉末の焼結体で実施例と同じＡ
ｇ−１０ｗｔ％Ｎ１の組成を有する従来の電気接点につ
いて、同一条件下で行なった試験結果も併記した。
耗量を測定するために、２５Ａフレームのマグネットス
イッチでインチング試験を行なった。電気条件はＡＣ！
２２０ Ｖ、 １０５ Ａ、力率０．４、及び開閉頻度
５００回／時間とした。２万回の開閉後における接点の
消耗量を測定した。試験結果を第１表に示した。比較の
ために、Ａｇ粉末とＮ１粉末の焼結体で実施例と同じＡ
ｇ−１０ｗｔ％Ｎ１の組成を有する従来の電気接点につ
いて、同一条件下で行なった試験結果も併記した。
第 １ 表
実施例２
５重量％のＮ１を混合したＡｇの溶湯を遠心アトマイズ
法により冷却速度１０〜１０Ｃ／秒で冷却し、平均粒径
５０〜６０μｍのＡｇ−５ｗｔ％Ｎ１合金粉末を製造し
た。この合金粉末にカルボニルニッケル粉末とＹＯ粉末
を添加して、乾式アトライター中で機械的に混合し、Ａ
ｇ−１５ｗｔ％Ｎｉ−０，２ｗｔ％ＹＯ混合粉を得た。
法により冷却速度１０〜１０Ｃ／秒で冷却し、平均粒径
５０〜６０μｍのＡｇ−５ｗｔ％Ｎ１合金粉末を製造し
た。この合金粉末にカルボニルニッケル粉末とＹＯ粉末
を添加して、乾式アトライター中で機械的に混合し、Ａ
ｇ−１５ｗｔ％Ｎｉ−０，２ｗｔ％ＹＯ混合粉を得た。
アトライター条件はアルゴン雰囲気中で、アジテータ回
転数１５０ｒ、ｐｍ及びアトライタ一時間２４ ｈｒで
あった。得られた混合粉をＡｇ合金罐に充填し、５００
ｔ：’で１時間脱ガス処理した後、罐を電子ビーム溶
接で封止した。これを７５０Ｃにて押出比２２で熱間押
出加工して線状の接点材料を得た。更にこの線を熱間ド
ローベンチと伸線機で直径２．４２ｔｒｔｍまで伸線し
、最後にヘッダー加工によって直径５朋の電気接点リベ
ットを作製した。
転数１５０ｒ、ｐｍ及びアトライタ一時間２４ ｈｒで
あった。得られた混合粉をＡｇ合金罐に充填し、５００
ｔ：’で１時間脱ガス処理した後、罐を電子ビーム溶
接で封止した。これを７５０Ｃにて押出比２２で熱間押
出加工して線状の接点材料を得た。更にこの線を熱間ド
ローベンチと伸線機で直径２．４２ｔｒｔｍまで伸線し
、最後にヘッダー加工によって直径５朋の電気接点リベ
ットを作製した。
このようにして得られた電気接点のアーク発生量及び消
耗量を実施例１と同一条件で測定した。
耗量を実施例１と同一条件で測定した。
比較のために、Ａｇ−１５ｗｔ％Ｎ１の組成の焼結体か
らなる従来の電気接点についても同一の試験を行ない、
試験結果を第２表に併せて記載した。
らなる従来の電気接点についても同一の試験を行ない、
試験結果を第２表に併せて記載した。
第 ２ 表
次に、本発明のＡｇ−１５ｗ埴１−０．２ｗｔ％ＹＯ合
金の接点材料と従来のＡｇ−１５ｗｔ％Ｎ１合金の接点
材料の加工性能を比較すると、熱間押出加工後に直径１
５醇から直径２．４２ ｍに冷間伸線するための焼鈍回
数は、従来品の場合８００Ｃで３０分間の焼鈍が６回必
要であったが、本発明品においては同一条件で４回の焼
鈍で充分であった。
金の接点材料と従来のＡｇ−１５ｗｔ％Ｎ１合金の接点
材料の加工性能を比較すると、熱間押出加工後に直径１
５醇から直径２．４２ ｍに冷間伸線するための焼鈍回
数は、従来品の場合８００Ｃで３０分間の焼鈍が６回必
要であったが、本発明品においては同一条件で４回の焼
鈍で充分であった。
実施例３
３重量％のＮ１を混合したＡｇの溶湯をヘリウムガスア
トマイズ法により冷却速度１０４〜１０５Ｃ／秒で冷却
し、平均粒径５０〜６５μｍのＡｇ −３ｗｔ％Ｎ１合
金粉末を製造した。この合金粉末を篩分けして、１００
メツシユ以下のものを集めカルボニルＮ１粉末を添加し
、ボールミルで混合し、Ａｇ−５ｗｔ％Ｎ１混合粉を得
た。混合粉を５５００”９ｆ／ｄｌ１３で冷間静水圧成
形し、成形体を１０”〜１０−５ｔｏｒｒの真空中、８
５０Ｃで２時間焼結した。次に、焼結体を８５０Ｃ。
トマイズ法により冷却速度１０４〜１０５Ｃ／秒で冷却
し、平均粒径５０〜６５μｍのＡｇ −３ｗｔ％Ｎ１合
金粉末を製造した。この合金粉末を篩分けして、１００
メツシユ以下のものを集めカルボニルＮ１粉末を添加し
、ボールミルで混合し、Ａｇ−５ｗｔ％Ｎ１混合粉を得
た。混合粉を５５００”９ｆ／ｄｌ１３で冷間静水圧成
形し、成形体を１０”〜１０−５ｔｏｒｒの真空中、８
５０Ｃで２時間焼結した。次に、焼結体を８５０Ｃ。
１２００に９ｆ／ｍで１時間の条件で熱間静水圧成形に
より密度９９％以上とし、更に熱間圧延で厚さ１．５簡
の板とした後、各辺が１０謁で厚さ１．５簡の電気接点
を作製した。
より密度９９％以上とし、更に熱間圧延で厚さ１．５簡
の板とした後、各辺が１０謁で厚さ１．５簡の電気接点
を作製した。
このようにして得られた電気接点について、２５Ａフレ
ームのマグネットスイッチでインチング試験を行なった
。電気条件はＡＣ！２２０Ｖ、 ３７５ Ａ 、力率０
．６及び開閉頻度３００回／時間とした。１万回の開閉
後に電気接点の消耗量を測定した。結果を、Ａｇ粉末と
Ｎ１粉末との焼結体よりなる従来品についての試験結果
と共に第３表に記載した。
ームのマグネットスイッチでインチング試験を行なった
。電気条件はＡＣ！２２０Ｖ、 ３７５ Ａ 、力率０
．６及び開閉頻度３００回／時間とした。１万回の開閉
後に電気接点の消耗量を測定した。結果を、Ａｇ粉末と
Ｎ１粉末との焼結体よりなる従来品についての試験結果
と共に第３表に記載した。
第 ３ 表
〔発明の効果〕
本発明によれば、ニッケルを過飽和に固溶した銀−ニッ
ケル合金粉末を用いることによって、銀とニッケルの均
一な分布が得られ且つ相互の結合が改善されるので、電
気アークの発生が少なく且つ銀とニッケルの分離及び銀
の蒸発飛散による接点の消耗を最小限度に抑えることが
でき、耐溶着性も改善される。又、銀とニッケルの均一
な分布及び結合力の改善によって、冷間加工における加
工性が改良され、従って生産効率を大幅に向上すること
ができる。更に酸化イツトリウムを含む接点材料におい
ては、耐熱性が向上すると共に、ニッケル粉末の使用量
が増えても、得られる接点材料の接触抵抗の増大等の接
点性能が低下せず、又加工性の低下も防止できる。
ケル合金粉末を用いることによって、銀とニッケルの均
一な分布が得られ且つ相互の結合が改善されるので、電
気アークの発生が少なく且つ銀とニッケルの分離及び銀
の蒸発飛散による接点の消耗を最小限度に抑えることが
でき、耐溶着性も改善される。又、銀とニッケルの均一
な分布及び結合力の改善によって、冷間加工における加
工性が改良され、従って生産効率を大幅に向上すること
ができる。更に酸化イツトリウムを含む接点材料におい
ては、耐熱性が向上すると共に、ニッケル粉末の使用量
が増えても、得られる接点材料の接触抵抗の増大等の接
点性能が低下せず、又加工性の低下も防止できる。
Claims (2)
- （１）銀にニッケルを１〜５重量％まで過飽和に固溶さ
せた銀−ニッケル合金粉末と、ニッケル粉末とからなる
粉末冶金法による５〜４０重量％のニッケルと残部の銀
とからなる銀−ニッケル系電気接点材料。 - （２）銀にニッケルを１〜５重量％まで過飽和に固溶さ
せた銀−ニッケル合金粉末と、ニッケル粉末、及び酸化
イットリウム粉末からなる粉末冶金法による５〜４０重
量％のニッケルと３重量％以下の酸化イットリウムと残
部の銀とからなる銀−ニッケル系電気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130098A JPS61288032A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130098A JPS61288032A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61288032A true JPS61288032A (ja) | 1986-12-18 |
| JPH0472896B2 JPH0472896B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=15025898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60130098A Granted JPS61288032A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61288032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911769A (en) * | 1987-03-25 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Composite conductive material |
| US5198015A (en) * | 1990-06-21 | 1993-03-30 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Silver base electrical contact material and method of making the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5090992A (ja) * | 1973-12-15 | 1975-07-21 | ||
| JPS5386622A (en) * | 1977-01-11 | 1978-07-31 | Toshiba Corp | Silver-nickel electrical contact point material |
| JPS5763648A (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-17 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Manufacture of ag-ni composite electrical contact material |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP60130098A patent/JPS61288032A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5763648A (en) * | 1980-10-02 | 1982-04-17 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Manufacture of ag-ni composite electrical contact material |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4911769A (en) * | 1987-03-25 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Composite conductive material |
| US5022932A (en) * | 1987-03-25 | 1991-06-11 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Rapid solidification of metal-metal composites having Ag, Au or Cu atrix |
| US5198015A (en) * | 1990-06-21 | 1993-03-30 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Silver base electrical contact material and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472896B2 (ja) | 1992-11-19 |
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