JPS6191338A - 銀一酸化物系電気接点材料 - Google Patents
銀一酸化物系電気接点材料Info
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- JPS6191338A JPS6191338A JP59213394A JP21339484A JPS6191338A JP S6191338 A JPS6191338 A JP S6191338A JP 59213394 A JP59213394 A JP 59213394A JP 21339484 A JP21339484 A JP 21339484A JP S6191338 A JPS6191338 A JP S6191338A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
- H01H1/0237—Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides
- H01H1/02372—Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides containing as major components one or more oxides of the following elements only: Cd, Sn, Zn, In, Bi, Sb or Te
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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、Agを主成分とした銀−酸化物系接点材料に
関するものである。
関するものである。
従来、電気接点材料としては種々のものが用いられてお
り、特にAg−Cd0系のものは、電気接点として要求
される耐消耗性、耐溶着性および低接触特性などを、バ
ランスよく具備しているところから、幅広く使用されて
いる。
り、特にAg−Cd0系のものは、電気接点として要求
される耐消耗性、耐溶着性および低接触特性などを、バ
ランスよく具備しているところから、幅広く使用されて
いる。
しかしこのAg−Cd0系電気接点材料は、既知のよう
にその製造上、溶解、熱間加工、高温内!酸化、分析お
よび回収などの工程にあって、Cdを系外に排出し易々
、このため人体の安全対策上当然上記の排出を防止する
よう最廊の努力を払わなければならない。
にその製造上、溶解、熱間加工、高温内!酸化、分析お
よび回収などの工程にあって、Cdを系外に排出し易々
、このため人体の安全対策上当然上記の排出を防止する
よう最廊の努力を払わなければならない。
この結果、ことに生産設備が大巾に拡大し、これに伴っ
て莫大な諸エネルギーが消費されることになるから、生
産価格にも大きな影響を与えることになる。
て莫大な諸エネルギーが消費されることになるから、生
産価格にも大きな影響を与えることになる。
また、Ag中に、CdOを分散させた電気接点材は、接
点表面の清浄作用、溶着力の低減などにつ灸、その性能
を改善するという点で注1」されているものの、この、
ような効果を十分に発揮しているのは交流回路にあって
であり、極性の反転がない直流回路に用いたときは、電
気接点材料として比較的耐溶着性に乏しくなり、接点の
開閉による接触抵抗の増加という点でも難点がある。
点表面の清浄作用、溶着力の低減などにつ灸、その性能
を改善するという点で注1」されているものの、この、
ような効果を十分に発揮しているのは交流回路にあって
であり、極性の反転がない直流回路に用いたときは、電
気接点材料として比較的耐溶着性に乏しくなり、接点の
開閉による接触抵抗の増加という点でも難点がある。
このことは、当該接点のアノード側からカソード側に向
ってアノード成分が転移し、カソード側の接続部に接点
母材と異なる一種の変質層が形成されるためであると提
唱されているが、この欠点はCdOを用いる限り解消で
きない宿命といえよう。
ってアノード成分が転移し、カソード側の接続部に接点
母材と異なる一種の変質層が形成されるためであると提
唱されているが、この欠点はCdOを用いる限り解消で
きない宿命といえよう。
一方、中程度の電流を開閉する接点の寿命は、通常の開
閉動作によって生ずる平常な消耗の積重ねだけでな曵、
むしろ他の各種要因に基づ4異常消itによって決定さ
れることとなる場合が多い。
閉動作によって生ずる平常な消耗の積重ねだけでな曵、
むしろ他の各種要因に基づ4異常消itによって決定さ
れることとなる場合が多い。
すなわち、既知の如く機器の頻繁な運転に伴い、その開
閉を司るスイッチにあっては、その接点表面がアーク熱
やジュール熱によって溶融してしまうほど高温に熱せら
れ、この状態が夜間などにあって機器の運転が休止され
ると、室温まで降温することになるのであり、このよう
な高温と常温との熱サイクルが繰返されることとなる。
閉を司るスイッチにあっては、その接点表面がアーク熱
やジュール熱によって溶融してしまうほど高温に熱せら
れ、この状態が夜間などにあって機器の運転が休止され
ると、室温まで降温することになるのであり、このよう
な高温と常温との熱サイクルが繰返されることとなる。
そして、この際Ag−Cd0によるスイッチにあっては
、当該接点材(Ag−cdO)と裏張材(Ag)および
合材(Cu)の熱膨張率間に差があるため、上記の如き
頻繁な熱サイクルによる膨張と収縮との繰返しによって
、接点が彎曲するといった変形現象を生じ、これに当該
接点が合材から剥離してしまい、この剥離部分が欠落消
耗したり、発熱により昇温を起すといった欠陥がある。
、当該接点材(Ag−cdO)と裏張材(Ag)および
合材(Cu)の熱膨張率間に差があるため、上記の如き
頻繁な熱サイクルによる膨張と収縮との繰返しによって
、接点が彎曲するといった変形現象を生じ、これに当該
接点が合材から剥離してしまい、この剥離部分が欠落消
耗したり、発熱により昇温を起すといった欠陥がある。
本発明は上記の如きCdによる公害問題がら解放され、
しかもAg−Cd0系電気接点祠料がもつ優れた特性に
匹敵する新しい材料を開発しようとする近年の研究に基
づき、さらに1Iff述の従来技術がもつ問題点を、A
gにSb、Sn。
しかもAg−Cd0系電気接点祠料がもつ優れた特性に
匹敵する新しい材料を開発しようとする近年の研究に基
づき、さらに1Iff述の従来技術がもつ問題点を、A
gにSb、Sn。
“ Inに係る適量範囲内の酸化物を分散させることで
、より一層耐消耗性、耐溶着性そして経済性につき、そ
の改善をはかろうとするのが、その目的である。
、より一層耐消耗性、耐溶着性そして経済性につき、そ
の改善をはかろうとするのが、その目的である。
本発明は、上記の目的を達成するため、Ag中に、O,
1〜6.2重量%のSb、5.0〜15.0重量%のS
n、0.05−5.0重量%のInなる範囲内である当
該各元素成分が、その酸化物として分散している銀−酸
化物系電気接点材料を提供しようとするものである。゛ 〔作 用〕 本願に係る発明者は、Cdを含まない金属酸化物が接点
特性にどのような寄与をするか、その役割につき研究を
重ねた結果、電気接点の表面における清浄化作画やアー
クに対する諸現象、例えば消弧作用などが、添加する酸
化物の物性、特にその蒸気圧の温度特性に最も関係が深
いとする考え方に到達した。
1〜6.2重量%のSb、5.0〜15.0重量%のS
n、0.05−5.0重量%のInなる範囲内である当
該各元素成分が、その酸化物として分散している銀−酸
化物系電気接点材料を提供しようとするものである。゛ 〔作 用〕 本願に係る発明者は、Cdを含まない金属酸化物が接点
特性にどのような寄与をするか、その役割につき研究を
重ねた結果、電気接点の表面における清浄化作画やアー
クに対する諸現象、例えば消弧作用などが、添加する酸
化物の物性、特にその蒸気圧の温度特性に最も関係が深
いとする考え方に到達した。
このような観点からして、本発明に係るsb酸化物は、
比較的低い温度領域にあって高い蒸気圧を有するのに対
し、Sn酸化物は低い温度領域で低い蒸圧を示し、かつ
高温領域で高い蒸気圧となり、さらにIn酸化物の場合
には、逆に高IgL領域で低い蒸気圧を有している。
比較的低い温度領域にあって高い蒸気圧を有するのに対
し、Sn酸化物は低い温度領域で低い蒸圧を示し、かつ
高温領域で高い蒸気圧となり、さらにIn酸化物の場合
には、逆に高IgL領域で低い蒸気圧を有している。
すなわちSbQは約500−1500℃の温度範囲でC
dOよりも高い蒸気圧をもち、SnOは約1500〜4
000℃の温度星回でcd。
dOよりも高い蒸気圧をもち、SnOは約1500〜4
000℃の温度星回でcd。
よりも高い蒸気圧をもっており、さらにInQは約50
0〜4000℃の温度範囲でCdOよりも低い蒸気圧を
もっているのである。
0〜4000℃の温度範囲でCdOよりも低い蒸気圧を
もっているのである。
この結果本発明によるときは、電気接点の構成元素が高
温値域で高い蒸気圧をもつ酸化物だけであると、アーク
による揮発損耗が激し電なってしまい、また逆に高温領
域で低い蒸気圧の酸化物だけであると、接点表面の清浄
作用が期待できなくなってしまうのに対して、本発明に
よるときは、これら各温度領域における蒸気圧につき配
慮された各元素構成となっているから、アーク発生から
その消滅までの経時において、常に配合構成元素の何れ
かが、適度たけ揮発することとなって、これにて接点表
面の清浄化が保たれると共に、不本意な溶は出し等によ
る異常消耗も抑止されることになる。
温値域で高い蒸気圧をもつ酸化物だけであると、アーク
による揮発損耗が激し電なってしまい、また逆に高温領
域で低い蒸気圧の酸化物だけであると、接点表面の清浄
作用が期待できなくなってしまうのに対して、本発明に
よるときは、これら各温度領域における蒸気圧につき配
慮された各元素構成となっているから、アーク発生から
その消滅までの経時において、常に配合構成元素の何れ
かが、適度たけ揮発することとなって、これにて接点表
面の清浄化が保たれると共に、不本意な溶は出し等によ
る異常消耗も抑止されることになる。
上記のような電気接点の製造法には、周知の如く焼結法
(粉末冶金法)と内部酸化法とが、その目的に応じて選
択されるが、一般には内部酸化法の方が、耐消耗性の点
で優れたものを得ることができるので、多用されている
。
(粉末冶金法)と内部酸化法とが、その目的に応じて選
択されるが、一般には内部酸化法の方が、耐消耗性の点
で優れたものを得ることができるので、多用されている
。
そこで本発明に係る電気接点材料を、上記内部酸化法に
より製造しようとするときは、AgとSb、Sn、In
とのAg基合金を溶解により作製し、これを酸素雰囲気
中で高温に保持させることにより、当該四元合金の表面
から酸素を侵入させ、添加元素を選択的に酸化させるこ
とで、Ag中に酸化物として均一微細に分散させるので
ある。
より製造しようとするときは、AgとSb、Sn、In
とのAg基合金を溶解により作製し、これを酸素雰囲気
中で高温に保持させることにより、当該四元合金の表面
から酸素を侵入させ、添加元素を選択的に酸化させるこ
とで、Ag中に酸化物として均一微細に分散させるので
ある。
これに対して焼結法によるときは、予め水アトマイズ法
などで粒径が100μm前後のAg基合金粉末を作製し
、これを大気中もしくは酸素雰囲気中で高温に保持して
、上記の粉末中に存する添加元素を酸化させることで、
均一微細な酸化物となし、これを成形、焼結し、さらに
後加工処理することで電気接点材料を製造することにな
る。
などで粒径が100μm前後のAg基合金粉末を作製し
、これを大気中もしくは酸素雰囲気中で高温に保持して
、上記の粉末中に存する添加元素を酸化させることで、
均一微細な酸化物となし、これを成形、焼結し、さらに
後加工処理することで電気接点材料を製造することにな
る。
ここで添加元素であるsbを0.1〜6.2重量%とし
ノだのは、合金のα固溶体におけるsbの最大固溶限が
300℃で6.2重量%であり、二のsb添加量を越え
ると著し々冷間加工性が阻害されることとなり、電気接
点材料のは産が困難となるからであり、最小限を0.1
iri量チ以上としたのは、それ未満とした場合には
顕著な添加効果が得られず、その目的を果し得なくなる
からである。
ノだのは、合金のα固溶体におけるsbの最大固溶限が
300℃で6.2重量%であり、二のsb添加量を越え
ると著し々冷間加工性が阻害されることとなり、電気接
点材料のは産が困難となるからであり、最小限を0.1
iri量チ以上としたのは、それ未満とした場合には
顕著な添加効果が得られず、その目的を果し得なくなる
からである。
次に添加元素のSnにつき、その添加酸を所定範囲とし
た理由は、5.0重量%未満とすれば耐消耗性、耐溶着
性に対する効果が不充分でSnを添加した効果が発揮さ
れないからであり、15.0重量%を越えるSn添加量
であると、内部酸化が極めて困難となるだけでな鳴、そ
の電導度が大幅に低下してしまうからである。
た理由は、5.0重量%未満とすれば耐消耗性、耐溶着
性に対する効果が不充分でSnを添加した効果が発揮さ
れないからであり、15.0重量%を越えるSn添加量
であると、内部酸化が極めて困難となるだけでな鳴、そ
の電導度が大幅に低下してしまうからである。
次に、Inを含んだ合金を内部酸化すると、針状の酸化
物となり易いが、Sb、Snと組合せた合金にあっては
、Inが0.5重量%を越えて添加されると、内部酸化
時に表面に緻密な酸化被覆が形成され、これが内部酸化
を困難にすることとなり、このため上限は5.0重fi
t%としなければならず、0.05未満となると、添加
の効果がないのである。
物となり易いが、Sb、Snと組合せた合金にあっては
、Inが0.5重量%を越えて添加されると、内部酸化
時に表面に緻密な酸化被覆が形成され、これが内部酸化
を困難にすることとなり、このため上限は5.0重fi
t%としなければならず、0.05未満となると、添加
の効果がないのである。
ここでAgに含有されているSnは、内部酸化しにくい
元素の一つであるが、本発明のようにSbとInを前記
の添加範囲にて共存させると共に、それ自体を5.0〜
15.0重ffi%とすることにより、内部酸化されや
すくなり、しかもこの際得られる酸化物が微細となるこ
とを、実験的に確認することができ、かくして、本発明
ではSb、Sn、Inの複合添加により、単体添加では
(−)られない相乗効果を発揮することができたのであ
り、これらをAgに対し前記のような重ffi%の範囲
内にて添加することで、す曵゛れた接点性能を具有させ
得ることになる。
元素の一つであるが、本発明のようにSbとInを前記
の添加範囲にて共存させると共に、それ自体を5.0〜
15.0重ffi%とすることにより、内部酸化されや
すくなり、しかもこの際得られる酸化物が微細となるこ
とを、実験的に確認することができ、かくして、本発明
ではSb、Sn、Inの複合添加により、単体添加では
(−)られない相乗効果を発揮することができたのであ
り、これらをAgに対し前記のような重ffi%の範囲
内にて添加することで、す曵゛れた接点性能を具有させ
得ることになる。
以下本発明の具体例につき説示する。
99、54以上の純度を有する成分材料を原料として、
これを大気中で溶解することにより、(イl A
g−3,OS b−5,5S n−1,51n1
口I Ag 2.O8b 7.5Sn−1
,0I nし)Ag−1,5Sb−11,08n−0
,5Inの各銀金金塊を製造し、開環の表面を面削後、
その−面に薄い純銀板を熱圧着することで、ろう行用の
銀層な形成する。
これを大気中で溶解することにより、(イl A
g−3,OS b−5,5S n−1,51n1
口I Ag 2.O8b 7.5Sn−1
,0I nし)Ag−1,5Sb−11,08n−0
,5Inの各銀金金塊を製造し、開環の表面を面削後、
その−面に薄い純銀板を熱圧着することで、ろう行用の
銀層な形成する。
次に当該素材を冷間圧延して、厚さ2論の板を形成した
後、プレス機によって直径8調の円盤状となるよう打抜
き、これを内部酸化炉に入れて酸素を導入しながら75
0℃で180時間加熱することで、Sb、Sn、Inを
酸化させ本発明合金を得た。
後、プレス機によって直径8調の円盤状となるよう打抜
き、これを内部酸化炉に入れて酸素を導入しながら75
0℃で180時間加熱することで、Sb、Sn、Inを
酸化させ本発明合金を得た。
そして、上記(イ)(ロ)1/場につき、接点試験用と
して当該合金の裏側に形成された前記銀層を、別途用意
した接点保持用の合材に限ろう付して試料となし、接点
試験にはASTM接点試験機を用い、電圧AC220V
1電流1OOA、力率0.38、接触力300g、解離
力500gの条件で、従来使用されている代表的なCd
Oによる接点材料と比較しながら、当該試料につき下表
の通り各項につき試験を行った。
して当該合金の裏側に形成された前記銀層を、別途用意
した接点保持用の合材に限ろう付して試料となし、接点
試験にはASTM接点試験機を用い、電圧AC220V
1電流1OOA、力率0.38、接触力300g、解離
力500gの条件で、従来使用されている代表的なCd
Oによる接点材料と比較しながら、当該試料につき下表
の通り各項につき試験を行った。
上表かられかる通り、Sb、Sn、Inの酸化物を所定
範囲内の添加量だけAg中に分散させることにより、A
g−Cd0系接点に比較して、消耗量の点では可成り大
巾に低減することができ、しかも溶着回数をも大幅に低
下させ得ただけでな(、さらにまた前記した熱サイクル
によるM離t1)粍の点でも改善効果が得られた。
範囲内の添加量だけAg中に分散させることにより、A
g−Cd0系接点に比較して、消耗量の点では可成り大
巾に低減することができ、しかも溶着回数をも大幅に低
下させ得ただけでな(、さらにまた前記した熱サイクル
によるM離t1)粍の点でも改善効果が得られた。
本発明は餌記のようにして構成され、」−記の如々実施
し得るものであるから、Cdを全く使用しないことによ
って、公害問題を解消することができるだけでな々、C
aO系の電気接点よりも、耐消耗性、耐溶着性等の性能
が改みされ、しかも経済性の点でも優れたものであって
、工業的価値大なるものがある。
し得るものであるから、Cdを全く使用しないことによ
って、公害問題を解消することができるだけでな々、C
aO系の電気接点よりも、耐消耗性、耐溶着性等の性能
が改みされ、しかも経済性の点でも優れたものであって
、工業的価値大なるものがある。
Claims (1)
- Ag中に、0.1〜6.2重量%のSb、5.0〜15
.0重量%のSn、0.05〜5.0重量%のInなる
範囲内である当該各元素成分が、その酸化物として分散
していることを特徴とする銀−酸化物系電気接点材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59213394A JPS6191338A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 銀一酸化物系電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59213394A JPS6191338A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 銀一酸化物系電気接点材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6191338A true JPS6191338A (ja) | 1986-05-09 |
JPH0357174B2 JPH0357174B2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=16638474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59213394A Granted JPS6191338A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 銀一酸化物系電気接点材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6191338A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5028691A (ja) * | 1973-07-20 | 1975-03-24 | ||
JPS5069595A (ja) * | 1973-10-25 | 1975-06-10 | ||
JPS54126625A (en) * | 1978-03-13 | 1979-10-02 | Chugai Electric Ind Co Ltd | Internally oxidized silver based contact material containing tin oxide and having good contact resistance |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59213394A patent/JPS6191338A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5028691A (ja) * | 1973-07-20 | 1975-03-24 | ||
JPS5069595A (ja) * | 1973-10-25 | 1975-06-10 | ||
JPS54126625A (en) * | 1978-03-13 | 1979-10-02 | Chugai Electric Ind Co Ltd | Internally oxidized silver based contact material containing tin oxide and having good contact resistance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0357174B2 (ja) | 1991-08-30 |
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