JPS62158839A - 銀一酸化物系の接点材料 - Google Patents

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Ａｇを主成分とし、その中に金属酸化物を分散
した銀−酸化物系の接点材料に関するものである。

（従来の技術） 従来、電気接点材料としては、いろいろなものが用いら
れているが、とりわけＡｇ−ＣｄＯ接点が広く使用され
ている。

ＡｇにＣｄ、０をｌＯ％程度分散させた接点は、耐溶着
性、耐アーク性、耐消耗性、接触安定性などの諸種点特
性が優れているため各種スイッチ、フンタクター、ブレ
ーカ−など小から大電流領域まで広く用いられている。

ＡｇマトリックスにＣｄＯを分散させること（ｔ、接点
表面の枯浄作用や溶着力の軽減などの電気的諸性性を改
善するものとして確かに効果的である。

しかしこのような効果を充分果してきたのは特に交流回
路であり、極性の変化しない直流回路で使用したときは
一方の極から他方の極へ転移が起こり易くなり接触状態
が非常に不安定になる。

また、近時各産業分野における合理化、自動化は目覚ま
しい発達を遂げているが、これに伴ない装；δに大型化
、複雑化する傾向にある一方、これら装置の制御系はむ
しろ高い精密度を要求されるため、急速に１Ｌ子化制御
に移行している。

電気回路の断続において、電子化された正確な制御１制
御角が一定となり、）要点のＯＮの時期とＯＦＦの時期
がずれることなく常に一定の状ＩＥにコントロールされ
ることとなり、この結果接点開閉時には疑似的な直流現
象が起こることにより、一方の極へから他方の極へ接点
材質が層状に維持し始め、接触安定性が著しく損なわれ
、時間の経過とともにその堆積物が欠落し思念な接点消
耗へと発展することとなる。

そこで、本願人は、思考基盤は、電気接点の表面の清浄
作用やアークに対する諸現象、たと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Ｊ、（づいて既に次のような
研究をすすめてきている。

即ち、占該蒸気圧に関し、約５００〜１，５００℃の温
度範囲でＣｄＯの蒸気圧より高いＳｄ酸化物に看目し、
これをＡｇ中に分子ｆ！１．’３せることによりＡｇ−
Ｃｄ０系のものと同等量りの接点表面清浄作用が発揮し
得たことは、特願昭４８−６１１８８（特公昭５３−５
９８３）に明示の如く確認され、更にＺｎ、Ｃ：ｕ、Ｍ
ｎ、Ｓｎ酸化物を分散させた系においても特願昭４８−
１２０３１７　（特公昭５５−８０９１　）で特に耐ア
ーク消耗性、Ｉ耐溶着性に効果的なことを確認している
。

ところがこのＡｇにＳｂＳ化物あるいはＳｂ酸化物とＺ
ｎ、Ｃｕ、Ｍｕ、Ｓｎ酸化物を分散させた電気接点材料
について種々な回路条件で試験を行ったところ前述のよ
うなある条件下で接点を開閉するとどちらか一方の極に
接点材料が堆積し始め、その堆積物にアークが集中して
異常消耗に発展することがわかった。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、上記の異常消耗につき、その原因を追求した。

ここで、通常電気接点を開閉すると、接点間には激しい
アークが発生し、接点表面はかなりの高温にさらされる
。

このとき接点表面が、接点特性に有効な成分が逸散して
消耗するのであり、この際失われた効果的な成分が接点
内部から表層部へ間断なく補われるのが理想的な接点材
料といえる６ ところで、前掲（ｒ）　Ａｇ−ＳｂＡｇ−５ｂ−Ｚｎ−
Ｇｕ−系ついては、この効果的成分が順調に供給されな
いため前述のような現象が起こったものと考えられる。

これらについて詳細な検討を進めた１帖果接点内部から
表層への順調な有効成分の供給力はアークによる表層成
分の揮発によって促がされる点に看目し酸化物の蒸気圧
と深い関係があると推定した。

そこでＳｂ酸化物の蒸気圧をＪ、％準とし、それより高
いノに気圧を有する各種酸化物とＳｂ酸化物とを共存し
た系で実験を繰り返した結果、ＡｇにＳｂとＺｎ、Ｃ：
ｕ、Ｎｎの内−挿置り及びＳｎと↑ｅの酸化物とを複合
話力１けることによって有効成分の表層への供給が順調
になり層状堆積防（トに極めて大きい効果があることを
ｌ−Ｊい出したものであり、本願第１の発明は、このよ
うにすることで、種々な回路条件に適合し、しかも層状
の堆積物や欠落などによる異常な消耗のない電気接点材
料を提供しようとするものであり、第２発明では、さら
に過当なＦｅ、Ｎｉ　、Ｇ。

酸化物を一種以上添加することで、さらにその特性の向
−Ｌを意図したものである。

（問題点を解決するためのＬ段） 本発明は上記の目的を達成するために、第１発明では、
銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．２爪量
タロとなるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５重量
％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｒ＋の酸化物−挿置」二と、金
属成分が０．０５〜５屯量％となるＳｎの酸化物と更に
金属成分が０．０１〜２屯ｊＩＹ％Ｔｅ酸化物とが分散
されていることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料を
提供しようとしており、さらに第２発明では、Ｌ記第１
発明に、０．０１〜０．５重量ヲ６となるＦｅ、Ｎｉ、
Ｃ：ｏ酸化物の一種以上をも分散させるようにしたこと
を特徴とする銀−酸化物系の接点材料を提供しようとし
ている。

（実施例） ７を発明を後記具体例を示して、さらに詳記すると、先
づこのような電気接点材料を製造するには既知のように
、焼結法によっても内部酸化法によってもよいが、溶製
内部酸化法ではＳｂとＴｅおよびＳｎを添加したＡｇ合
金を酸化雰囲気中で高温に保持してその表面より酸；ｋ
を侵入させ、Ｓｂ、　Ｃｕ、Ｚｎ、　Ｍｎ、　Ｔｅ、　
Ｓｎその他の元素を選択的に酸化するものであり、長時
間該酸化を続けることによりＡｇマトリックス中に当該
酸化物を分散せしめて電気接点材料を製するものである
。

ここで、ＡｇヘノＳｂとＴｅとＺｎ−Ｃｕ−Ｍｎおよび
Ｓｎの添加量の上限を夫々６．２重量％と２重号％およ
び５重量％に限定しなければならない理由は、Ａｇ−Ｓ
ｂ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、この添加量を超過するＳｂを
添加した場合には著しく加工性を阻害することとなり、
量産的加工が不能となるからでありＡｇに対し、Ｚｎ−
Ｇｕ−ｆｌｕの一種または二種以上の添加は３０％程度
の量でも充分可能だが、上記の通り既にＡｇに最大６．
２重量％のＳｂを含んだ合金系に更にＺｎ−Ｇｕ−Ｍｎ
を添加する場合であると、Ａｇへの固溶度が急に減少す
ると共に一種または二種以上５屯量％を越た添加である
と展延性が箸しく低下し、所望形状までの加工が極めて
困難となるからである。

Ｓｎの上限を５重量％に限定した理由は、これ以上の添
加では内部酸化能が極度に低下するため酸素を接点内部
まで供給することが困難となり州産性に問題が残る。

またＴｅの上限を上記の如く２重量％に限定した理由は
、ＴｅのＡ、に対する溶解度が低いことに加え、これ以
上の添加では塑性加工が極めて困難なためである。

一方、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｎ、Ｓｎ　Ｏ’）添
加量が夫／／　０　、１重量％、０．０１重量％、０．
０５重量％未満の場合は後述する添加効果が得られない
。

次に第２発明においてＦｅ族元素の添加量を０．０１〜
０．５重量％に限定した理由は、　Ａｇに対するＦｅ族
元素の固溶度が０．５重量％を超えると急激に減少する
ためＡｇマトリック中に偏在、偏析して加工性を阻害し
０．０１重量％未満の添加では内部酸化組織の調整に対
する効果が低いためである。

ここで具体例を示せば、９９．５重量％以上の純度を有
するＳｂ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｇｕ、Ｍｎ、ＳｎおよびＦｅ、
Ｎｉ　、Ｃｏを原料とし下記（表）に示す組成合金を次
の工程で製作した。

高周波誘導溶解炉で、溶解、鋳造したインゴットを熱間
鍛造表面切削後、その−面にＡｇ板を熱圧着して、ろう
材用のＡｇ層を形成する。

次に当該素材を冷間圧延して厚さ２ｆｆｉ口の板にした
後直径６ｍ層の円盤状に打抜き、これを７２０°Ｃの醇
化雰囲気中でＳｂ、Ｔｅ、およびＦａ、Ｎｉ、Ｃ：ｏを
内部酸化して夫々本発明合金（（Ａ）（Ｂ）　（Ｃ））
を得た。

比較のためへｇ−ＩＯ正情タロＣｄ、Ａｇ−３重量％５
ｄ−２玉１■（％Ｓｎ、Ａｇ−２重量％Ｔｅ合金なつく
り実験に供した。

接点試験は、接触抵抗とアーク消耗ｂ：：および層状堆
積の傾向について、夫々ＡＳＴＭ接点試験機（ＡＣ２０
０Ｖ　、５０Ａ’）　ドア　−り消耗試験ｍ　（ＡＣ２
００Ｖ　、　１０八）および市販スイフチによる実機テ
スト（ＡＣ２００Ｖ、３５Ａ）を行って評価した結果が
別表である。

（発明の効果） 別表に示される如く、Ａｇ−１（ｌｃｄの層状堆積物１
．０５ｍｍ３　、Ａｇ−３Ｓｄ−２３ｎ０．８２＋ｓｍ
３．Ａｇ−２Ｔｅ１．３５１ｍｗコに対し、本発明にな
る（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）合金は何れも０．１ｍｍＪ以
下の極く微小であり、ＳｂとＴｅの複合添加が極めて効
果的であることを示している。

しかし、これはＡｇに対するＳｂとＴｅの複合添加が条
件であり、Ｔｅ酸化物のみの添加では層状堆積物防止に
対する効果が著しく低いことを念のため述べておく。

また、アーク消耗量についても、本発明合金は何れも低
く、アークに対する耐消耗性即ち消弧特性にも効果的に
作用している。

さらに、第■族元素のＦｅ、Ｎｉ、Ｃ：ｏの一種または
二種以上の添加は、Ａｇマトリックス中に析出するＳｂ
とＴｅの酸化物とＺｎ、Ｃｕ、Ｍｎ酸化物の一種以上お
よびＳｎ酸化物を均一に分散せしむると共に結晶粒を微
細化する効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．
   ２重量％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５
   重量％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎの酸化物一種以上と、金
   属成分が０．０５〜５重量％となるＳｎの酸化物と更に
   金属成分が０．０１〜２重量％Ｔｅ酸化物とが分散され
   ていることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料。
2. （２）銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．
   ２重量％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５
   重量％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎの酸化物一種以上と、金
   属成分が０．０５〜５重量％となるＳｎの酸化物と、金
   属成分が０．０１〜２重量％Ｔｅ酸化物と、さらに金属
   成分として０．０１〜０．５重量％となるＦｅ、Ｎｉ、
   Ｃｏ酸化物の一種以上とが分散されていることを特徴と
   する銀−酸化物系の接点材料。