JPS619540A - 電気接点材料 - Google Patents
電気接点材料Info
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- JPS619540A JPS619540A JP59130491A JP13049184A JPS619540A JP S619540 A JPS619540 A JP S619540A JP 59130491 A JP59130491 A JP 59130491A JP 13049184 A JP13049184 A JP 13049184A JP S619540 A JPS619540 A JP S619540A
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- contact material
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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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- Materials Engineering (AREA)
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- Manufacture Of Switches (AREA)
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】
〔技術分野〕
この発明は、電気接点材料、特に銀−金属酸化物接点材
料に関するものである。
料に関するものである。
各種接点材料が電磁接触機、リレー、ブレーカなどに使
用されている。これらの接点材料には、消耗が少なく、
溶着しにくく、かつ接触抵抗の低い特性が要求される。
用されている。これらの接点材料には、消耗が少なく、
溶着しにくく、かつ接触抵抗の低い特性が要求される。
しかし、現実には、これら３つの特性を同時に満足する
材料を求めることは困難である。
材料を求めることは困難である。
従来、接点材料としてＡｇ −ＣｄＯ、Ａｇ −Ｎｉ
。
。
Ａｇ −５ｎＯｚがよく用いられている。 Ａｇ −Ｃ
ｄＯは耐浴着性が、Ａｇ−Ｎｉは接触抵抗特性が、セし
てな一５ｎＯｚは耐消耗性が、それぞれよい材料として
知られている。
ｄＯは耐浴着性が、Ａｇ−Ｎｉは接触抵抗特性が、セし
てな一５ｎＯｚは耐消耗性が、それぞれよい材料として
知られている。
現在、耐浴着性のよい接点材料へのニーズが高まりつつ
ある。その意味からすれば、上記の接点材料のうち、Ａ
ｇ −ＣｄＯは、すぐれているのであるが、カドミウム
を使っているので、その有害性や公害性の点で好ましく
なく、七す使用が敬遠される傾向にある。したがって、
有害元素を含まない、Ａｇ −ＣｄＯにかわる接点材料
が望まれている。
ある。その意味からすれば、上記の接点材料のうち、Ａ
ｇ −ＣｄＯは、すぐれているのであるが、カドミウム
を使っているので、その有害性や公害性の点で好ましく
なく、七す使用が敬遠される傾向にある。したがって、
有害元素を含まない、Ａｇ −ＣｄＯにかわる接点材料
が望まれている。
そのような観点から、有害元素を含まないで耐浴着性の
よい接点材料として、Ａｇ −Ｂｉ２Ｏ５系材料が注目
されており、たとえば特開昭５２−１４９６号公報にそ
の例が見られるが、まだ満足のいくものではなかった。
よい接点材料として、Ａｇ −Ｂｉ２Ｏ５系材料が注目
されており、たとえば特開昭５２−１４９６号公報にそ
の例が見られるが、まだ満足のいくものではなかった。
この発明は、以上のことに鑑み、耐浴着性に一段とすぐ
れ、しかも有害元素を含まない電気接点材料を提供する
ことを目的とする。
れ、しかも有害元素を含まない電気接点材料を提供する
ことを目的とする。
この発明は、上記の目的を達成するため、Ａｇマトリク
ス中に、０．０５〜３ｗｔ憾のＬｉおよび３〜６ｗｔ４
のＢｉが酸化物の形で分散されており、この酸化中の少
なくとも一部がＬｉ−Ｂｉ複合酸化物である電気接点材
料をその要旨としている。以下、この発明の電気接点材
料について詳しく説明する。
ス中に、０．０５〜３ｗｔ憾のＬｉおよび３〜６ｗｔ４
のＢｉが酸化物の形で分散されており、この酸化中の少
なくとも一部がＬｉ−Ｂｉ複合酸化物である電気接点材
料をその要旨としている。以下、この発明の電気接点材
料について詳しく説明する。
コノ発明の電気接点材料において、Ａｇマトリクス中の
ＬｉおよびＢｉの酸化物の形態は、ＬｉおよびＢｉの組
成比、ならびに酸化物の種類によって基本的に次の３つ
の形態に分けることができる。すなわち、（２）Ｌｉ−
Ｂｉ複合酸化物のみ、（至）Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物とＬ
ｉ２Ｏ，および（（５Ｌｉ −Ｂｉ複合酸化物とＢｉ
２０３である。形態（２）のとき、アークによる接点の
変形や消耗が少ないという特長があり、形態■のとき、
アークによる消耗が少ないという特長があり、形態（０
のとき、耐浴着性が一段とよいという特長がある。
ＬｉおよびＢｉの酸化物の形態は、ＬｉおよびＢｉの組
成比、ならびに酸化物の種類によって基本的に次の３つ
の形態に分けることができる。すなわち、（２）Ｌｉ−
Ｂｉ複合酸化物のみ、（至）Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物とＬ
ｉ２Ｏ，および（（５Ｌｉ −Ｂｉ複合酸化物とＢｉ
２０３である。形態（２）のとき、アークによる接点の
変形や消耗が少ないという特長があり、形態■のとき、
アークによる消耗が少ないという特長があり、形態（０
のとき、耐浴着性が一段とよいという特長がある。
上記Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物には３種類あり、Ｌｉ５Ｂｉ
０４＋ ＬｉＢｉＯ２ ＊ ＬｉｙＢｉＯａである。こ
れらのうち、接点材料として好ましい複合酸化物は、Ｌ
ｉ５Ｂｉ０４ 。
０４＋ ＬｉＢｉＯ２ ＊ ＬｉｙＢｉＯａである。こ
れらのうち、接点材料として好ましい複合酸化物は、Ｌ
ｉ５Ｂｉ０４ 。
ＬｉＢｉ（ｈである。これらの酸化物は、Ａｇマトリク
ス中にそれぞれ独立して存在しても、あるいは、共存し
てもよい。Ｌｉ５Ｂｉ０４＋ ＬｉＢｉＯ２ともその融
点はＡｇの融点よりも低い。したがって、アーク熱によ
りＡｇが溶融する前に、Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物が溶融し
、蒸発して熱を奪って、アークによる接点の変形を防止
し、消耗を少なくすると考えられる。
ス中にそれぞれ独立して存在しても、あるいは、共存し
てもよい。Ｌｉ５Ｂｉ０４＋ ＬｉＢｉＯ２ともその融
点はＡｇの融点よりも低い。したがって、アーク熱によ
りＡｇが溶融する前に、Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物が溶融し
、蒸発して熱を奪って、アークによる接点の変形を防止
し、消耗を少なくすると考えられる。
次に、配合割合について述べる゛。Ｌｉ、Ｂｉが、それ
ぞれ、０．０５ｗｔ％（以下係と略す）、３憾より低い
と、接点特性に及ぼす添加効果が得られない。また、Ｌ
ｉが３係をこえると焼成時に酸化物が著しく結晶粒界に
凝集するのでよくない。Ｂｉが６係をこえると偏析を生
じ、焼成時に大きな酸化物粒子が析出するのでよくない
。
ぞれ、０．０５ｗｔ％（以下係と略す）、３憾より低い
と、接点特性に及ぼす添加効果が得られない。また、Ｌ
ｉが３係をこえると焼成時に酸化物が著しく結晶粒界に
凝集するのでよくない。Ｂｉが６係をこえると偏析を生
じ、焼成時に大きな酸化物粒子が析出するのでよくない
。
焼成時の結晶粒成長を積極的に阻止するために、鉄族元
素すなわち、Ｆｅ ｓ Ｎｉ、 Ｃｏのうちいずれか１
種をさらに添加することが望ましい。これらの鉄族元素
は、粒界に析出し粒界成長を阻止するため、結晶粒微細
化作用がある。添加割合は０．０１〜０．５俤となるよ
うにするのが好ましい。０．０１％より低いと微細化効
果がなく、０．５係をこえると偏析を生じるため接点性
能が阻害される・ つぎに、この発明の電気接点材料の焼成方法について述
べる。複合酸化物１ｉ３ＢｉＯａおよびＬｉＢｉＯ２の
生成過程は次のように考えられる。
素すなわち、Ｆｅ ｓ Ｎｉ、 Ｃｏのうちいずれか１
種をさらに添加することが望ましい。これらの鉄族元素
は、粒界に析出し粒界成長を阻止するため、結晶粒微細
化作用がある。添加割合は０．０１〜０．５俤となるよ
うにするのが好ましい。０．０１％より低いと微細化効
果がなく、０．５係をこえると偏析を生じるため接点性
能が阻害される・ つぎに、この発明の電気接点材料の焼成方法について述
べる。複合酸化物１ｉ３ＢｉＯａおよびＬｉＢｉＯ２の
生成過程は次のように考えられる。
ＬｉｚＯ＋ ＢｉｚＯ３→２ＬｉＢｉ０２３Ｌｉ２０
＋ Ｂｉａｓ３ ＋ ０２ →２ＬｉａＢｉ０４この式
かられかるように、Ｌｉ５Ｂｉ０４の生成には過剰の酸
素が必要になる。発明者らは、内部酸化時の酸素圧力と
生成酸化物との関連を調べたところ、酸素圧力が高くな
るにつれてＬｉ５ＢｉＯ４の生成が促進され、他方、低
くなるにつ几てＬｉＢｉＯ２が生成されやすくなること
を見出した・ これらのことから、Ａｇマトリクス中にＬｉ５Ｂｉ０４
を比較的多く分散させるには、３〜６気圧の酸素雰囲気
中で焼成するのが適当である。酸素圧力が６気圧をこえ
ると、加熱によって耐圧容器の強度が劣化するという製
造上の問題が生じ、３気圧を下まわると、ＬｉＢｉ（ｈ
の生成量が増えて無視できなくなる。また、Ａｇマ
トリクス中にＬｉＢｉＯ２ を比較的多く分散させる
には、０．１〜１気圧の酸素雰囲気中で焼成するのが適
当である。酸素圧力が１気圧をこえると、Ｌｉ５Ｂｉ０
４がわずかではあるが生成するようになり、０．１気圧
を下まわると、内部酸化の進行が極端に遅くなりよくな
い。
＋ Ｂｉａｓ３ ＋ ０２ →２ＬｉａＢｉ０４この式
かられかるように、Ｌｉ５Ｂｉ０４の生成には過剰の酸
素が必要になる。発明者らは、内部酸化時の酸素圧力と
生成酸化物との関連を調べたところ、酸素圧力が高くな
るにつれてＬｉ５ＢｉＯ４の生成が促進され、他方、低
くなるにつ几てＬｉＢｉＯ２が生成されやすくなること
を見出した・ これらのことから、Ａｇマトリクス中にＬｉ５Ｂｉ０４
を比較的多く分散させるには、３〜６気圧の酸素雰囲気
中で焼成するのが適当である。酸素圧力が６気圧をこえ
ると、加熱によって耐圧容器の強度が劣化するという製
造上の問題が生じ、３気圧を下まわると、ＬｉＢｉ（ｈ
の生成量が増えて無視できなくなる。また、Ａｇマ
トリクス中にＬｉＢｉＯ２ を比較的多く分散させる
には、０．１〜１気圧の酸素雰囲気中で焼成するのが適
当である。酸素圧力が１気圧をこえると、Ｌｉ５Ｂｉ０
４がわずかではあるが生成するようになり、０．１気圧
を下まわると、内部酸化の進行が極端に遅くなりよくな
い。
焼成時の加熱温度は、いずれの場合も、５００℃〜８０
０℃の範囲がよい、５００℃未満では、内部酸化の進行
が遅くなり、８００”Ｃをこえると析出酸化物粒子が粗
大化するのでよくない。
０℃の範囲がよい、５００℃未満では、内部酸化の進行
が遅くなり、８００”Ｃをこえると析出酸化物粒子が粗
大化するのでよくない。
つぎに、実施例を比較例と併せて述べる。
（実施例１）
ＬｉＯ，０５％、Ｂｉ３．１％、ＦｅＯ，０１係、およ
び残部がＡｇよりなる金属組成物を、アルゴン雰囲気中
で高周波炉を用いて溶解し、角形金型（断面１８ｒｒｍ
Ｘ １２ ｔｍｓ ）に鋳込んで合金インゴットを得
た。
び残部がＡｇよりなる金属組成物を、アルゴン雰囲気中
で高周波炉を用いて溶解し、角形金型（断面１８ｒｒｍ
Ｘ １２ ｔｍｓ ）に鋳込んで合金インゴットを得
た。
このインゴットを窒素雰囲気中で、７００℃で１０時間
加熱焼鈍を行った。次に、このインゴットをカッタで薄
切りして厚み１ｍの板材を得た。抜き、成型工程を経て
、固定接点は−５、可動接点は一５Ｘ１２Ｒの形状とし
た。これらを０．２気圧の酸素圧力、５００℃の温度で
１００時間保持し、゛焼成した・これらの接点を銅リベ
ットにろう付し、性能評価試験を行った。結果は、第２
表に示す。
加熱焼鈍を行った。次に、このインゴットをカッタで薄
切りして厚み１ｍの板材を得た。抜き、成型工程を経て
、固定接点は−５、可動接点は一５Ｘ１２Ｒの形状とし
た。これらを０．２気圧の酸素圧力、５００℃の温度で
１００時間保持し、゛焼成した・これらの接点を銅リベ
ットにろう付し、性能評価試験を行った。結果は、第２
表に示す。
なお、焼成後、金属顕微鏡で接点断面を観察したところ
、球状の酸化物が接点の内部まで分散しているのがみら
れ、内部酸化が完了していることが確認できたー （実施例２〜ｌＯおよび比較例１．２）第１表に示す金
属組成物を、実施例１と同様の方法で加工し接点得て性
能試験を行い、結果を第２表に示した。なお、酸化条件
は第１表に併せて示した。また、一部の接点については
、内Ｓ酸化後Ｘ線回折を行って、生成した複合酸化物の
種類を調べた。
、球状の酸化物が接点の内部まで分散しているのがみら
れ、内部酸化が完了していることが確認できたー （実施例２〜ｌＯおよび比較例１．２）第１表に示す金
属組成物を、実施例１と同様の方法で加工し接点得て性
能試験を行い、結果を第２表に示した。なお、酸化条件
は第１表に併せて示した。また、一部の接点については
、内Ｓ酸化後Ｘ線回折を行って、生成した複合酸化物の
種類を調べた。
実施例１〜１０および比較例１，２について行った接点
性能試験は、ＡＳＴＭ型接点試験機を用いて各側の接点
３対それぞれについて行い、負荷条件が゛、 電圧 ；交流１００Ｖ 電流 ；突入１１８Ａ１定常２０Ａ 接触力； ｌｏｏｇ 開離力； １５０ｇ であり、１００００回開閉した後の接点消耗量および浴
着回数を演１定するものであった。結果は、各側とも接
点１対あたりの平均値で示されている。
性能試験は、ＡＳＴＭ型接点試験機を用いて各側の接点
３対それぞれについて行い、負荷条件が゛、 電圧 ；交流１００Ｖ 電流 ；突入１１８Ａ１定常２０Ａ 接触力； ｌｏｏｇ 開離力； １５０ｇ であり、１００００回開閉した後の接点消耗量および浴
着回数を演１定するものであった。結果は、各側とも接
点１対あたりの平均値で示されている。
＠２表
第１表に示すように、比較例１．２は、この発明の電気
接点材料の組成範囲外のものである。なお、比較例２は
、Ａｇ−Ｌｉ−Ｂｉ 内部酸化系接点の従来例（公知
例）でもある。＠２表に示す、接点性能試験結果の対比
から、この発明の組成範囲内のものは組成範囲外のもの
よりすぐれているのがわかる。また、この発明の接点は
、従来例に比べ、耐浴着性が良くなっており、組成を適
宜選択することにより耐消耗性も良くなることがわかる
。
接点材料の組成範囲外のものである。なお、比較例２は
、Ａｇ−Ｌｉ−Ｂｉ 内部酸化系接点の従来例（公知
例）でもある。＠２表に示す、接点性能試験結果の対比
から、この発明の組成範囲内のものは組成範囲外のもの
よりすぐれているのがわかる。また、この発明の接点は
、従来例に比べ、耐浴着性が良くなっており、組成を適
宜選択することにより耐消耗性も良くなることがわかる
。
この発明の電気接点材料は、前記構成よりなり、有害元
素を含まないので、製造時、使用時に汚染の心配がない
、また、この電気接点材料は、Ａｇマトリクス中にＬｉ
−Ｂｉ複合酸化物が分散されているので、これを用いれ
ば、耐溶着性、耐消耗性のすぐれた接点が得られる。
素を含まないので、製造時、使用時に汚染の心配がない
、また、この電気接点材料は、Ａｇマトリクス中にＬｉ
−Ｂｉ複合酸化物が分散されているので、これを用いれ
ば、耐溶着性、耐消耗性のすぐれた接点が得られる。
代理人 弁理士 松 本 武 彦
手続補正書（陪
昭和５９年１２月２２日
Claims (5)
- （１）Ａｇマトリクス中に、０．０５〜３ｗｔ％のＬｉ
および３〜６ｗｔ％のＢｉが酸化物の形で分散されてお
り、この酸化物の少なくとも一部がＬｉ−Ｂｉ複合酸化
物である電気接点材料。 - （２）Ｌｉ−Ｂｉ複合酸化物がＬｉ＿３ＢｉＯ＿４およ
び／またはＬｉＢｉＯ＿２である特許請求の範囲第１項
記載の電気接点材料。 - （３）Ａｇマトリクス中に、元素に換算して０．０１〜
０．５ｗｔ％の鉄族元素を含む特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の電気接点材料。 - （４）３〜６気圧の高圧酸素雰囲気中、５００〜８００
℃の温度で焼成された特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載の電気接点材料。 - （５）０．１〜１気圧の低圧酸素雰囲気中、５００〜８
００℃の温度で焼成された特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれかに記載の電気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130491A JPS619540A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130491A JPS619540A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 電気接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619540A true JPS619540A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH0366378B2 JPH0366378B2 (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=15035528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130491A Granted JPS619540A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619540A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521496A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electric contact material |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP59130491A patent/JPS619540A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521496A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Electric contact material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0366378B2 (ja) | 1991-10-17 |
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