JPS619541A - 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 - Google Patents

電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料

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JPS619541A
JPS619541A JP60127036A JP12703685A JPS619541A JP S619541 A JPS619541 A JP S619541A JP 60127036 A JP60127036 A JP 60127036A JP 12703685 A JP12703685 A JP 12703685A JP S619541 A JPS619541 A JP S619541A
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    • H01H1/02376Composite 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 containing as major component SnO2
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    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、添加金属酸化物としてnt、o、およびCu
Oを含むAgSnO2からなる電力用低圧開閉器具のた
めの焼結接点材料に関する。
〔従来の技術〕
添加金属酸化物としてBi、O,およびCuOを含むA
gSnO2からなる焼結接点材料であって、金属酸化物
全体の体積分量は全酸化物量の70%以上のsno、体
積分量を含んで10チと25%との間にあるような接点
材料は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第330463
7号明細書において提案されている。
電力用の低圧開閉器具のため≦二、例えば接触器あるい
は配線用遮断型番=おいて、銀−酸化金属(AgMeO
)を基礎とした接点材料が特に有効なものと知られてい
る。従来は、有効成分としては特(二酸化カドミウムが
用いられ、この接点材料は特(二所望の電気的特性を満
たし、開閉器具の実際の長時間使用において実証されて
いる。しかしカドミウムは有害な重金属に属し、接触子
が焼損する際にCdOが周囲5:も放出されるから、し
ばらく前からcdo ’+できるだけ他の金属酸化物で
置き換える努力がなされている。しかしこの接点材料は
、アーク中での消耗が少なく、また溶着力が小さく、特
に連続通電の際の温度上昇がλgcdo接点材料で得ら
れている程度に小さいものでなければならない。
これまでカドミウムをスズあるいは亜鉛で置き換えるこ
とが試みられた。これまで提案されているAgent、
およびAgZnO接点材料は、しかし全体としてAgC
d0接点材料の高度の特性(二は達することができなか
った。特にAgCd0に対する代替材料としてのAge
nt、からなる接触子においては、酸化物被覆層の形成
(−よるアークの作用後の高い熱的安定性(二もとづき
、AgCd0に比較して高い接触抵抗を示す。それによ
って開閉器の通電状態においては、許容できない高い温
度が接触機構にあられれ、開閉器の損傷(二導くことが
ある。しかし他方ではAg5nOt接点はAgCd0に
比較して消耗が少なく、そのため接点寿命は長くなる。
従って必要な接点の大きさをAgCd0 C比較して小
さくすることができ、それC:よってかなり銀を節約す
ることができる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3304637号明細
書によって、Ag8nO1を基礎とした上述の目的の新
しい焼結接点材料が公にされ、この接点材料においては
、添加金属酸化物としてB5o。
およびCuOならびに選択的ζ二CdOが用意され、全
体の金属酸化物の体積分量は総酸化物量の70−以上の
SnO,体積分量を含み10%および25チの間(=あ
る。その場合、接点材料は粉末冶金C二より、内部酸化
合金粉末(いわゆるl0LP)から製造される。カドミ
ウムを含まない代替物C二対しては、特に質量配分ζ二
おいて次の組成、すなわち。
87.914%kge 9.97、SnO2,0,98
%nt、o、および110%CuOの組成の材料が特C
二有効なものとして報告されている。
ところで試験の結果は、報告された材料が実際の要求を
なお完全C二は満たさないことを明らかにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上述のような用途に対するAgSnO
2Bi、0.CuOの組成の別の材料を提供すること(
二ある。
〔問題点を解決するための手段〕
その目的は本発明によれば、 SnO,の質量分量が特
C4%ないし8%の範囲にあることによって解決される
。その場合、nt、o、の質量分量は0.5チと4俤と
の間(二あるのが望ましく、一方CuOの質量分量は0
.3%と1%との間C二ある。残部としてはそれぞれ銀
が存在する。CUOに対する8nO@のチ質量分量の比
は、8:l:12:t、!:の間であるのが望ましい。
Ag8nO!B110ICuOの組成の材料の比較的有
効な特性は、すでにしばらく前から知られている。その
ような材料は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第330
4637号明細書のはかC二、ドイツ連邦共和国特許出
願公開第27154335号明細書の中(:も述べられ
ている。しかし、そこC二記載された材料の場合、大部
分4%より下の比較的少ないSnO,質量分量かっねじ
選ばれる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第27fi4
335号明細書から知ることができる材料(例18)の
場合だけSn分量が多い。しかしこの場合C二全酸化物
に対する8nO,の体積分量は70%より少なく、それ
故他の諸特性が予期される。そのほかに英国特許第2(
155398号明細書に、その製造のために合金から板
を作成し、その板をつづいて内部酸化する錯−金属酸化
物を基礎とした材料が記載されている。そこではそれ故
粉末冶金法で製造される材料、特につづいての緻密化お
よび焼結を伴なう合金粉末の内部酸化は取り上げられて
いない。英国特許第2055398号明細書においては
、原料合金に対してとりわけ質量分量で90.8%Ag
8.5%Sn、0.2%Biおよび0.5%Cuの組成
が述べられている。それ以外に従来技術においては、上
述の四元系につねになお別の1例えばコバルト、鉄ある
いはニッケルのような成分が添加合金される。
ところで本発明は、従来技術におけるより有利な温度特
性を得るためには、8n、)、分量を低減し、それと共
にBi、0.分量を高めるとよいとの驚くべき認識C二
基づいている。
本発明のさらに詳細および利点は、研究室規模で実現さ
れた二つの焼結接点材料の説明から明らかC二なる。そ
の製造C二おいては、一般に1%での質量分量(質量含
有il)だけが述べられる、銀の一定の体積分量から出
発して、諸特性の最適化のためC二全体の金属酸化物の
所定の体積分量において有効成分の変化が示される。全
金属酸化物の体積分量は本発明の場合10饅と25%の
間であり、その際SnO,の体積分量は70%以上であ
る。
酸化物の密度が異なるから、一方では全金属酸化物の体
積分量、他方では特(二個々の成分の俤での質量分量を
以下の例のようC二層すことが実際C二はよいことがわ
かった。
〔実施例〕
例  l : 93.60%の純良鋼粒、5.20%のスズ粒、0,6
チの砕片としての金属ビスマスおよび0.6%の棒状の
銅から上述の組成のAg5nBiCuからなる合金を1
353Kにおいて融解する。その融体を加圧噴霧装置を
用いて水中に飛散させることによってそれから同じ組成
の合金粉末を得る。乾燥の後C二200μmより小さい
粉末分をふるい分ける。この粉末分を、酸素を含む雰囲
気中で723にと872にの間で酸素含有雰囲気中で内
部酸化し、その後(=92゜11 %Ag  *  6
.5 0  %8nO1、0,66%Bi、O,および
0,74%CuOの質量分量の組成のAg8nOt B
i、0.CuOからなる複合粉末が得られる。そのよう
な複合粉末は、量的に完全に内部酸化されており、いわ
ゆるl0Lpと呼ばれる。
その複合粉末から金型中で600 MPa により圧縮
することによって接触子を作成する。硬ろうによる確実
な結合技術のためC二は、その場合複合粉末の圧縮の際
(:純銀からなる第二層を接触層と共に二層接触子に圧
縮することが有効である。接触子の焼結は気中で1時間
、1173Kにおいて行われる。923Kにおける90
0MPa による熱間圧縮によって接触子を緻密化する
。さらC二級密化と堅固化をすることは気中1時間の+
t73Kにおける第二焼結とそれにっづ(800MP&
 による冷間緻密化によって達せられる。
金属組織顕微鏡写真は、そのようにして作られた組織が
細か<、1.sμ島の平均酸化物粒子径で一様であるこ
とを示している。
豊−ユ」 別の実施例においては例1におけると同様な工程が選ば
れた。しかし質量分量で次の組成の原材料から出発し、
それから合金を融解した。
93.96%純良銀粒、4.00%スズ粒、1.64優
金属ビスマスおよび0.40%銅。それから上述の方式
で対応する合金粉末が生成される。
合金粉末の内部酸化2二よって、92.69%Ag。
5.01、SnO2、1,1’+θ%Bi、O,および
0,49%CuOの質量分量での組成Ag S n01
 B i@ On CuOからなるl0LPを得る。こ
のIOI、Pは材料およびそれからつくられるべき接触
子のための原料である。
この材料の組織は、より強い粒界包凹を除いて例目二よ
る材料にほぼ対応する。
本発明により製造された接点材料によって、試験開閉器
C二おいて溶着力を調べた。得られた測定値は、内部酸
化合金材料から製造されたAgCd012B t、 o
、 1.0接点材料のそれにほぼ対応する。
その上にモータ保護用接触器−二おいて寿命および温度
上昇試験が実施された。主要な特性値は、その場合接触
子の人C4寿命開閉数および通電導体の超過温度である
。AgCd012Bi、OB 1.0材料C=比較して
寿命開閉数は1.8倍だけ高く、その場合超過温度は1
0℃までのより高い値が得られたにすぎない。
本発明による材料の試験データを公知の材料と比較して
表に示す。
本発明による材料においては、全金属酸化物の所定の体
積分量から出発してスズ含有量を適切な範囲に低減し、
それと共C二部なくとも相対的なりi、O,分量を高め
、それが予期されない良好な結果≦:導くものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)添加金属酸化物としてBi_2O_3およびCuO
    を含むAgSnO_2からなり、金属酸化物全体の体積
    分量は全酸化物量の70%以上のSnO_2体積分量を
    含んで10%と25%との間にある焼結接点材料におい
    て、SnO_2質量分量が4%ないし8%の範囲にある
    ことを特徴とする電力用低圧開閉器具のための焼結接点
    材料。 2)Bi_2O_3質量分量が0.5%と4%との間に
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の焼結
    接点材料。 3)CuO質量分量が0.3%と1%との間にあること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の焼結接点材料
    。 4)CuOに対するSnO_2の%質量分量の比が8:
    1と12:1との間にあることを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載の焼結接点材料。 5)CuOに対するSnO_2の質量分量の比が約9:
    1であることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    焼結接点材料。 6)質量分量において6.5%SnO_2、0.66%
    Bi_2O_3、0.74%CuOおよび残部としての
    銀を含むことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の
    焼結接点材料。 7)CuOに対するSnO_2の%質量分量の比が約1
    0:1であることを特徴とする特許請求の範囲第4項記
    載の焼結接点材料。 8)質量分量において5.01%SnO_2、1.80
    %Bi_2O_3、0.49%CuOおよび残部として
    の銀を含むことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載
    の焼結接点材料。
JP60127036A 1984-06-12 1985-06-11 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 Expired - Lifetime JPH0768593B2 (ja)

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