JPS6229498B2

JPS6229498B2 -

Info

Publication number: JPS6229498B2
Application number: JP1186779A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Takayanagi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-02-06
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1987-06-26
Also published as: JPS55104020A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電気接点材料に係り、特に電流値が
中程度の電気機器、例えば配線用回路しや断器
等、に使用して好適な電気接点材料に関する。電気接点材料に要求される基本的な特性として
は、(1)溶着しないこと(2)消耗しにくいこと(3)接触
抵抗が安定していること等が挙げられる。銀−炭化タングステン（Ag−WC）焼結合金で
なる電気接点材料は、接触抵抗が比較的低く、と
くにWC成分の多いものは耐溶着性、耐消耗性が
優れており、数十ないし数百アンペア程度の中電
流値域で多く使用されている。しかしながらAg−WCでなる電気接点材料は、
接触抵抗が継続的な使用において大きく変動する
という難点がある。そこでAg−WCでなる電気接
点材料に少量のカーボン等を添加してこの難点を
改善することが行なわれている。さて、Ag−WC系電気接点材料の一般的な製造
方法としては、次のような方法が行なわれてい
る。すなわち溶浸法といわれる方法で、WC粉末
と少量のAg粉末を混合し、圧縮成形後焼結した
焼結体に溶融したAgを更に浸透させる方法であ
る。この方法は焼結体に不可避的に生ずる空孔を
Agで充填し、電気接点としての特性を得るもの
である。しかしながら、この方法では、次の問題があつ
た。すなわち、Ag−WC材料を気中−中負荷で使
用する場合、少量のカーボン粉末を添加し、耐酸
化性を改善し、抵触抵抗の安定性を向上させるこ
とが、良く行なわれる。この様な場合、通常でも
比較的溶浸が難しい材料が、カーボン粉の添加に
より、その困難さが倍加される。その結果、銀の未溶浸に起因する消耗が著しく
多くなるという欠点がでてくる。また、溶浸後、焼結体からはみ出したAgを除
去する工程が必要であつた。一方、所定成分でなるAg、WC、Ｃを混合して
なる混合粉末に圧縮成形−焼結工程を繰返し施こ
して電気接点材料とする方法（混合焼結法）も行
なわれている。しかしながらこの方法によるもの
は、焼結体として避けられない空孔が残存し、電
気接点材料としては消耗が大きいという難点があ
つた。本発明は、上記の情況に基づいてなされたもの
で、従来の溶浸法あるいは混合焼結法の難点を解
消した電気接点材料の製造方法を提供するもので
ある。すなわち本発明に係る製造方法は、WC粉末の
表面にあらかじめAgを被覆させたものと、Ag粉
末およびＣ粉末とを混合することによりAgおよ
びＣの分散を均一にしたのち、この混合粉末を所
定形状に圧縮成形し、焼結することを特徴とす
る。本発明方法においては、Agの一部をあらか
じめWC粉末の表面に被覆しておき、その後で更
にAg粉末を混合することにより従来の溶浸法の
難点を解消することができる。ここで、Agの添加法として、メツキとそのあ
との混合のふたつの段階が必要とした理由は次の
通りである。すなわち、Agの添加をメツキだけ
にたよると、カーボンの分散が悪く、均一な組織
にならないばかりか、粉末の流動度が極めて悪
く、自動成形が難しく、大量生産性が悪い。例え
ばメツキとして使用するAg量と、それに対する
粉末として使用するAg量との比（Ag粉末量／メ
ツキAg量）は0.22〜2.5の範囲が好ましい。WC
粉末表面にAg粉末を被覆する方法としては、Ag
の被覆状態を容易に制御できることおよび実用上
の観点からいわゆる化学メツキ法によることが好
ましい。また、上記の本発明方法により得られる
電気接点材料に残存する空孔を減少せしめ、より
好ましい電気接点材料とするには、少量の鉄系金
属粉末を含むWC粉末を用いることが良い。鉄系金属粉末が均一に混合されてなるWC粉末
は、その表面に銀を被覆されて、以後は上記と同
様の工程により成形、焼結されて電気接点材料と
なる。鉄系金属粉末は、成形体の焼結の際、成形
体の収縮を促進させ、よつて焼結体に残存する空
孔を押しつぶす効果を奏するものと考えられる。
鉄系金属粉末としては、鉄、ニツケルおよびコバ
ルトが考えられるが、混合状態および焼結の際の
収縮を促進する効果等を考慮するとコバルトが最
も好ましい。また、鉄系金属は、WC粉末と均一
に混合して用いることが必要である。実施例１ (1) 本発明方法平均粒径1.2μのWC粉末の表面に、銀鏡反応
によりAg被膜を生成した。銀鏡反応は例えば
WC粉末に硝酸銀水溶液、アンモニア水、水酸
化ナトリウム水溶液と硝酸、過酸化水素水を加
えることにより生ずる。得られたものを大気中
で乾燥した後、約650℃、高純度水素中約20分
焙焼した。この様にして得られた複合粉末は、
WC78％、Ag22％であつた。これに総量の33.2
％に相当するAg粉末を加えた。この段階で
WC71％、Ag29％となつた。この混合粉末に
1.5％のカーボン（天然黒鉛粉末）を乾式混合
にて加えて原料粉末とした。この粉末を所定の
金型に充填し、油圧プレスにて1.2トン／cm²の
成形圧力で加圧して成形体とし、カーボン製ボ
ート内に入れて水素雰囲気中で約1125℃で焼結
した。この様にして得られた接点材料の組成
は、次のとおりであつた。

【表】 (2) 従来方法平均粒径1.2μのWC粉末とAg粉末（−325メ
ツシユ）とを均一に混合して、WC71％、Ag29
％の組成比の混合粉末とした。この粉末に1.5
％のＣ粉末を加えて均一に混合したのち、本発
明方法と同様に1.2トン／cm²の圧力で成形し、
カーボン製ボート内に銀粒とともに入れて水素
雰囲気中で約1125℃で焼結すると共に溶浸し
た。得られた接点材料の組成は次のとおりであ
つた。

【表】 (3) 本発明方法と従来方法との比較上記(1)(2)で得られた接点材料の組成を比較す
ると、本発明方法によるものは、真密度比に著
しい改善がみられる。このことは、従来方法で
は得られなかつた好ましい材料であることを示
す。上記(1)(2)の材料を、それぞれ20×20×2.5
（mm）のブロツクに切り出し、電気銅台金にろ
う付けして次の負荷条件で寿命試験を行ない接
点特性を比較した。試験器：電磁接触器（定格320A、200V）試験条件：AC220V、300A COS＝0.6 通電時間0.5秒／頻度3600回／Ｈなお、更に比較のための材料として、溶浸法
で製造した。WC58％−Ag42％の接点材料（試
料番号３）及び銀を全て炭化タングステン粉末
表面に被覆した形で供給したWC57.7％−
Ag40.8％−C1.5％の接点材料（試料番号４）
を同時に試験した。結果を表１に示す。なお、
表１中の接触抵抗はブリツジ法による20回の測
定値の平均をとつたものである。

【表】表１より明らかなように、本発明方法により得
られた接点材料は、消耗が少なく、また、接触抵
抗も安定している。これに対し試料番号２のもの
は、消耗が大きい点で、また、Ｃを含まない試料
番号３のものは接触抵抗が大きくなる点でそれぞ
れ本発明方法によるものより劣る。また、試料番
号４のものは、消耗及び接触抵抗の双方を考慮す
ると、試料番号２及び３より優れているが、試料
番号１より劣る。なお、本実施例において、本発明方法を効果的
に実施するには、WCは30〜70％（重量％）、
C0.3〜2.0％、残部Agでなるものに適用すること
が良い。実施例２平均粒径1.2μのWC粉末と、ほぼ同粒径のCo
粉末とを、WC：Co＝100：４の割合で混合し
た。混合は、ステンレスポツト、ボール及びアセ
トンを使用した湿式混合法で約６時間行なつた。
この混合粉末にAgを銀鏡反応によりメツキし
た。銀鏡反応は硝酸銀溶液、アンモニア水、砂
糖、水酸化ナトリウム、硝酸を加えることにより
行なつた。得られた複合粉末はWC70.2％、
Ag27.6％、Co2.2％の組成であつた。この複合粉
末にAg粉末（−300メツシユ）及びＣ粉末（天然
黒鉛粉末）を、複合粉末：Ag粉末：Ｃ粉末＝
100：100：3.8の比率で加え機械混合法により混
合した。得られた混合粉末を、成形圧約３トン／
cm²で成形した後、約1200℃で１時間、還元雰囲気
中で焼結し振動バレルにてバリとりし、シヨツト
ブラストにて表面を平滑にした。このようにして
得られた接点材料は次のとおりであつた。

【表】このようにして得られた接点材料と、比較のた
めに従来の混合焼結方法、溶浸法、および混合焼
結法により得られた焼結体を更に静水圧押出しす
る方法により得られた接点、材料とを用意し、特
性を比較した。比較のための接点材料の最終組成
は本発明方法によるものと同等のものである。特
性評価は次の条件によつた。試験器：ASTM型接点寿命試験器試験条件：AC100V、115A COS＝0.3 開閉頻度3600rpm 結果を表２に示す。接触抵抗は20回の平均値を
示す。

【表】表２より明らかなように本発明方法によるもの
は、消耗量、接触抵抗を総合して比較すると優れ
ていることがわかる。試料番号４のものは本発明
方法により得られるものとほぼ同等の特性を有す
るが、備考欄に記したように特殊な設備を必要と
する点で、現時点では実用化は難かしい。なお、
本実施例におけるCoを含む電気接点材料では、
本発明方法を効果的に実施するには、WC30〜40
％、Co0.3〜1.5％、C0.3〜2.0％、残Agでなるも
のに適用することが良い。以上述べたように本発明方法によれば従来得ら
れなかつた優れた特性を有する電気接点材料を得
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１炭化タングステン粉末表面に銀を被覆する工
程と、得られた粉末に銀粉末及びカーボン粉末を
加えて混合する工程と、得られた混合粉末を所定
形状に圧縮成形する工程と、得られた成形体を焼
結する工程とを具備することを特徴とする電気接
点材料の製造方法。２炭化タングステン粉末は、コバルト粉末を含
み、炭化タングステン粉末とコバルト粉末との混
合粉末である特許請求の範囲第１項に記載の電気
接点材料の製造方法。３銀を被覆する工程は、メツキ工程である特許
請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の電気接
点材料の製造方法。