JPS63140051A - 電気接点材料 - Google Patents
電気接点材料Info
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- JPS63140051A JPS63140051A JP61285756A JP28575686A JPS63140051A JP S63140051 A JPS63140051 A JP S63140051A JP 61285756 A JP61285756 A JP 61285756A JP 28575686 A JP28575686 A JP 28575686A JP S63140051 A JPS63140051 A JP S63140051A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/027—Composite material containing carbon particles or fibres
Landscapes
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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、銅−金属酸化均一グラファイト系電気接点用
焼結合金に関し、特に、耐消耗、接触抵抗、耐溶着に優
れた実用性の高い電気接点用焼結合金に関する。
焼結合金に関し、特に、耐消耗、接触抵抗、耐溶着に優
れた実用性の高い電気接点用焼結合金に関する。
従来の技術
従来、通電状態を開閉する電気接点の材料には、銅−グ
ラファイト系合金が使われてきた。このような銅−グラ
ファイト系合金は、接触抵抗が低く、耐溶着に優れた材
料であるが、開閉動作時における消耗が激しいという問
題を有していた。
ラファイト系合金が使われてきた。このような銅−グラ
ファイト系合金は、接触抵抗が低く、耐溶着に優れた材
料であるが、開閉動作時における消耗が激しいという問
題を有していた。
近年、耐消耗性を改善する目的で、上記銅−グラファイ
ト系に金属酸化物を加えた電気接点用焼結合金が知られ
ている。
ト系に金属酸化物を加えた電気接点用焼結合金が知られ
ている。
発明の解決しようとする問題点
上記銅−グラファイトー金属酸化物焼結合金は、従来の
銅−グラファイト系合金よりも耐消耗性に優れているが
、それでも、焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が数
十μｍと比較的大きいため接点開閉時のアーク熱で焼結
合金中のグラファイトが大気中の酸素と反応してＣＯガ
スとなり、接点合金内部に気泡や亀裂が発生し易くなっ
ていた。
銅−グラファイト系合金よりも耐消耗性に優れているが
、それでも、焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が数
十μｍと比較的大きいため接点開閉時のアーク熱で焼結
合金中のグラファイトが大気中の酸素と反応してＣＯガ
スとなり、接点合金内部に気泡や亀裂が発生し易くなっ
ていた。
従って耐消耗性の問題はそれ程改善されておらず、必要
以上にＣＯガス反応が進みアーク切れを悪化させるとい
う問題もあった。
以上にＣＯガス反応が進みアーク切れを悪化させるとい
う問題もあった。
また、焼結合金中のグラファイトおよび金属酸化物の粒
子は分散が不十分であるため、銅の偏析した部分におい
て溶着が発生するという問題も生じていた。
子は分散が不十分であるため、銅の偏析した部分におい
て溶着が発生するという問題も生じていた。
そこで、本発明の目的は、アーク切れ、耐摩耗性に優れ
、しかも溶着の少ない銅、グラファイトおよび金属酸化
物を含む電気接点用焼結合金を提供することにある。
、しかも溶着の少ない銅、グラファイトおよび金属酸化
物を含む電気接点用焼結合金を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明者らは上記問題を解決するために、鋭意検討・研
究を重ねた結果、銅、金属酸化物およびグラファイトを
含んだ焼結合金において、グラファイト粒子の大きさを
３μｍ以下とし、金属酸化物およびグラファイトをそれ
ぞれ独立にかつ均一に分散させることで、合金内部の気
泡や亀裂の発生を抑制することが可能となり、耐摩耗性
が大幅に向上することを見出した。
究を重ねた結果、銅、金属酸化物およびグラファイトを
含んだ焼結合金において、グラファイト粒子の大きさを
３μｍ以下とし、金属酸化物およびグラファイトをそれ
ぞれ独立にかつ均一に分散させることで、合金内部の気
泡や亀裂の発生を抑制することが可能となり、耐摩耗性
が大幅に向上することを見出した。
すなわち、本発明は、銅９７〜５０重量％と、■ｂ１ｍ
ｂ、ＩＶｂ、Ｖｂ族金属からなる群より選ばれた少なく
とも１種の金属の酸化物３〜５０重量％とを含み、さら
に銅および金属酸化物の合計量に対して０．１〜１０重
量％のグラファイトを含み、グラファイトが粒子径が３
μｍ以下で、かつ、グラファイトおよび金属酸化物がそ
れぞれ独立にかつ均一に分散していることを特徴とする
電気接点用焼結合金を提供するものである。
ｂ、ＩＶｂ、Ｖｂ族金属からなる群より選ばれた少なく
とも１種の金属の酸化物３〜５０重量％とを含み、さら
に銅および金属酸化物の合計量に対して０．１〜１０重
量％のグラファイトを含み、グラファイトが粒子径が３
μｍ以下で、かつ、グラファイトおよび金属酸化物がそ
れぞれ独立にかつ均一に分散していることを特徴とする
電気接点用焼結合金を提供するものである。
本発明の焼結合金は、銅９７〜５０重量％と、■ｂ１ｍ
ｂ、ｒＶｂ、Ｖｂ族金属からなる群より選ばれた少なく
とも１種の金属の酸化物３〜５０重量％とを含み、さら
に銅および金属酸化物の合計量に対して０．１〜１０重
量％のグラファイトを含むが、さらに上記以外の添加元
素および不可避的不純物を含んでもよいことは勿論であ
る。ここで、ｍｂ族金属としては、カドミウムが好まし
く、ｍｂ族金属としては、インジウムが好ましく、ｒＶ
ｂＶｂ族金属ては、スズが好ましく、ｖｂ族金属として
はビスマスが好ましい。
ｂ、ｒＶｂ、Ｖｂ族金属からなる群より選ばれた少なく
とも１種の金属の酸化物３〜５０重量％とを含み、さら
に銅および金属酸化物の合計量に対して０．１〜１０重
量％のグラファイトを含むが、さらに上記以外の添加元
素および不可避的不純物を含んでもよいことは勿論であ
る。ここで、ｍｂ族金属としては、カドミウムが好まし
く、ｍｂ族金属としては、インジウムが好ましく、ｒＶ
ｂＶｂ族金属ては、スズが好ましく、ｖｂ族金属として
はビスマスが好ましい。
本発明の焼結合金において、グラファイト粒子は、独立
かつ均一に分散され、各粒子径が３μｍ以下であること
が必要である。さらに、焼結合金内において、金属酸化
物も各粒子が独立かつ均一に分散され、グラファイト粒
子との関係においても独立に分散されている必要がある
。焼結合金内におけるグラファイトおよび金属酸化物の
上記のような粒子径および分散状態を得るには、特に原
料粉末である銅、金属酸化物およびグラファイトをメカ
ニカルアロイングで混合および粉砕するのが好適である
。
かつ均一に分散され、各粒子径が３μｍ以下であること
が必要である。さらに、焼結合金内において、金属酸化
物も各粒子が独立かつ均一に分散され、グラファイト粒
子との関係においても独立に分散されている必要がある
。焼結合金内におけるグラファイトおよび金属酸化物の
上記のような粒子径および分散状態を得るには、特に原
料粉末である銅、金属酸化物およびグラファイトをメカ
ニカルアロイングで混合および粉砕するのが好適である
。
本発明の焼結合金の製造方法としては、まず、原料とし
て、粒径が３μｍ以下のグラファイト粒子、および、好
ましくは３μｍ以下の銅粉末および金属酸化物粉末を用
意し、本発明の目的とする組成の焼結合金が得られるよ
うに上記の銅粉末、金属酸化物粉末およびグラファイト
粉末を所定の割合に調製し混合する。このような原料混
合物を、メカニカルアロイングによって混合および粉砕
することでグラファイトの粒径を３μｍ以下にするとと
もに、銅粉末中に金属酸化物とグラファイトが象眼状に
埋め込まれた状態の混合粉末を得る。
て、粒径が３μｍ以下のグラファイト粒子、および、好
ましくは３μｍ以下の銅粉末および金属酸化物粉末を用
意し、本発明の目的とする組成の焼結合金が得られるよ
うに上記の銅粉末、金属酸化物粉末およびグラファイト
粉末を所定の割合に調製し混合する。このような原料混
合物を、メカニカルアロイングによって混合および粉砕
することでグラファイトの粒径を３μｍ以下にするとと
もに、銅粉末中に金属酸化物とグラファイトが象眼状に
埋め込まれた状態の混合粉末を得る。
次いで、このようなメカニカルアロイングを施した混合
粉末を適当な形状に加圧成形し、真空中で焼結すること
によって本発明の目、的とする焼結合金を得ることがで
きる。
粉末を適当な形状に加圧成形し、真空中で焼結すること
によって本発明の目、的とする焼結合金を得ることがで
きる。
作用
本発明者らは、従来の銅、金属酸化物およびグラファイ
トを含んだ電気接点用焼結合金において、グラファイト
粒子の粒径および焼結合金中の粒子の分布状態を改善す
ることで電気接点の耐消耗性等が大幅に向上する巳とを
見出した。
トを含んだ電気接点用焼結合金において、グラファイト
粒子の粒径および焼結合金中の粒子の分布状態を改善す
ることで電気接点の耐消耗性等が大幅に向上する巳とを
見出した。
すなわち、本発明の電気接点用合金は、メカニカルアロ
イングにより混合および粉砕して混合粉末中のグラファ
イト粒子の粒径を３μｍ以下とし、さらにグラファイト
粒子および金属酸化物粒子をそれぞれ独立にかつ均一に
分散し、そのような混合粉末を成型、焼結したものであ
る。従って、本発明の焼結合金では、グラファイトが３
μｍで且つ独立して均一に分散しているので、接点開閉
時のアーク熱により大気中の酸素と結合してＣＯガス化
することが低減され、ＣＯガス化に伴う気泡や亀裂の発
生が抑制され、さらに銅の溶着を防止することが可能と
なり、前記従来の問題を解決できる。
イングにより混合および粉砕して混合粉末中のグラファ
イト粒子の粒径を３μｍ以下とし、さらにグラファイト
粒子および金属酸化物粒子をそれぞれ独立にかつ均一に
分散し、そのような混合粉末を成型、焼結したものであ
る。従って、本発明の焼結合金では、グラファイトが３
μｍで且つ独立して均一に分散しているので、接点開閉
時のアーク熱により大気中の酸素と結合してＣＯガス化
することが低減され、ＣＯガス化に伴う気泡や亀裂の発
生が抑制され、さらに銅の溶着を防止することが可能と
なり、前記従来の問題を解決できる。
以下、本発明の電気接点用焼結合金の成分および粒径限
定理由を説明する。
定理由を説明する。
焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が３μｍを越える
と、この焼結合金で製造した接点の開閉時のアーク熱に
より大気中の酸素と容易に結合してＣＯガス化して、合
金中に気泡や亀裂が発生し易く、アーク切れおよび耐消
耗性が悪化する。
と、この焼結合金で製造した接点の開閉時のアーク熱に
より大気中の酸素と容易に結合してＣＯガス化して、合
金中に気泡や亀裂が発生し易く、アーク切れおよび耐消
耗性が悪化する。
また、焼結合金中、銅との合計量に対する金属酸化物の
割合が３重量％未満であると、この焼結合金で製造した
電気接点の耐消耗性が悪化する。
割合が３重量％未満であると、この焼結合金で製造した
電気接点の耐消耗性が悪化する。
一方、５０重量％を超えると、銅の含有量が相対的に低
下し、電気接点として必要な導電性が得られず、接触抵
抗が大きくなる。従って、焼結合金中、銅との合計量に
対する金属酸化物の割合を３重量％〜５０重量％とした
。
下し、電気接点として必要な導電性が得られず、接触抵
抗が大きくなる。従って、焼結合金中、銅との合計量に
対する金属酸化物の割合を３重量％〜５０重量％とした
。
また、銅および金属酸化物の合計量に対するグラファイ
トの含有量が０．１重量％未満であると、溶着が顕著と
なると共に接触抵抗も大きくなり、一方、１０重量％を
超えると、この焼結合金で製造した電気接点の耐消耗性
およびアーク切れが悪化して本発明の効果がみられない
。従って、銅および金属酸化物の合計量に対するグラフ
ァイトの含有量を０．１〜１０重量％とした。
トの含有量が０．１重量％未満であると、溶着が顕著と
なると共に接触抵抗も大きくなり、一方、１０重量％を
超えると、この焼結合金で製造した電気接点の耐消耗性
およびアーク切れが悪化して本発明の効果がみられない
。従って、銅および金属酸化物の合計量に対するグラフ
ァイトの含有量を０．１〜１０重量％とした。
実施例
次に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明
の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
実施例１
原料粉末として、Ｃｕ粉末、Ｃｄ○粉末およびグラファ
イト粉末を用意し、第１表に示すような組成となるよう
にそれぞれ調製し混合した。次いで、この原料混合粉末
をボールミルを用いて混合、粉砕した。さらに、メカニ
カルアロイングして、得られた粉末を成型した後、真空
中にて、温度を約９００℃として焼結し、気孔率がほぼ
ゼロの焼結合金を得た。得られた焼結合金中におけるグ
ラファイト粒子の粒径を測定したところ、３μｍ以下で
あり、かつ、各粒子は均一に分布していることがわかっ
た。
イト粉末を用意し、第１表に示すような組成となるよう
にそれぞれ調製し混合した。次いで、この原料混合粉末
をボールミルを用いて混合、粉砕した。さらに、メカニ
カルアロイングして、得られた粉末を成型した後、真空
中にて、温度を約９００℃として焼結し、気孔率がほぼ
ゼロの焼結合金を得た。得られた焼結合金中におけるグ
ラファイト粒子の粒径を測定したところ、３μｍ以下で
あり、かつ、各粒子は均一に分布していることがわかっ
た。
実施例２〜９
Ｃｄ、Ｏの代わりに金属酸化物としてＳｎＯ２、ＩｎＯ
７、またはＢｉＯ３を用い、第１表に示すような銅、金
属酸化物ならびにグラファイトの組成を有する混合粉末
を用意し、実施例１と同様に処理して焼結合金を得た。
７、またはＢｉＯ３を用い、第１表に示すような銅、金
属酸化物ならびにグラファイトの組成を有する混合粉末
を用意し、実施例１と同様に処理して焼結合金を得た。
得られた焼結合金中におけるグラファイト粒子の粒径を
測定したところ、第１表に示すようにすべて３μｍ以下
であり、かつ、実施例１と同様に各粒子は均一に分布し
ていることがわかった。
測定したところ、第１表に示すようにすべて３μｍ以下
であり、かつ、実施例１と同様に各粒子は均一に分布し
ていることがわかった。
比較例
第１表に示す如き組成の銅、金属酸化物およびグラファ
イトの混合粉末を調製し、ボールミルを用いて５０時間
混合、粉砕後、成型し、真空中で９００℃の温度で焼結
した。得られた焼結合金中におけるグラファイト粒子の
粒径を測定したところ、第１表に示すように５〜６０μ
ｍと広い粒度分布を示し、実施例と比べてかなり粒径が
粗いことがわかった。
イトの混合粉末を調製し、ボールミルを用いて５０時間
混合、粉砕後、成型し、真空中で９００℃の温度で焼結
した。得られた焼結合金中におけるグラファイト粒子の
粒径を測定したところ、第１表に示すように５〜６０μ
ｍと広い粒度分布を示し、実施例と比べてかなり粒径が
粗いことがわかった。
電気接点特性の比較試験
実施例１〜９および比較例で得られた焼結合金について
、電気接点用材料としての特性を調べる目的で、各材料
を５Ｘ５Ｘ１．５ｘＲの寸法のサンプルに加工し、専用
治具に鑞付けしたものを十分酸洗した後、ＡＳＴＭ接点
試験機を用いてＡＳＴＭ試験（ＡＣ２２０Ｖ、１００Ａ
、 ｐ ｆ、ｏ、７５．２００００回開閉）により試験
した。
、電気接点用材料としての特性を調べる目的で、各材料
を５Ｘ５Ｘ１．５ｘＲの寸法のサンプルに加工し、専用
治具に鑞付けしたものを十分酸洗した後、ＡＳＴＭ接点
試験機を用いてＡＳＴＭ試験（ＡＣ２２０Ｖ、１００Ａ
、 ｐ ｆ、ｏ、７５．２００００回開閉）により試験
した。
試験の結果を第１表中に示す。評価の方法としては、ア
ーク切れは秀、優、良、可および不可の５段階に分け、
それぞれ◎、○、口、△および×で表示し、溶着は溶着
力の最大値を表わし、消耗は可動固定接点の消耗重量で
表わした。
ーク切れは秀、優、良、可および不可の５段階に分け、
それぞれ◎、○、口、△および×で表示し、溶着は溶着
力の最大値を表わし、消耗は可動固定接点の消耗重量で
表わした。
第１表より、本発明の範囲にある焼結体は、接触抵抗、
アーク切れに優れ、溶着が殆どなく、しかも耐消耗性は
特に優れていることが解る。
アーク切れに優れ、溶着が殆どなく、しかも耐消耗性は
特に優れていることが解る。
発明の効果
以上、説明したように本発明の焼結合金は、耐消耗性が
従来のものに比べて大幅に優れ、銅の溶着が殆ど発生せ
ず、しかも接触抵抗およびアーク切れにおいて優れてい
るので電気接点用として好適な材料であり、その工業的
価値は高い。
従来のものに比べて大幅に優れ、銅の溶着が殆ど発生せ
ず、しかも接触抵抗およびアーク切れにおいて優れてい
るので電気接点用として好適な材料であり、その工業的
価値は高い。
Claims (3)
- （１）銅９７〜５０重量％と、IIｂ、IIIｂ、IVｂ、Ｖ
ｂ族金属からなる群より選ばれた少なくとも１種の金属
の酸化物３〜５０重量％とを含み、さらに銅および金属
酸化物の合計量に対して０．１〜１０重量％のグラファ
イトを含み、グラファイトの粒子径が３μｍ以下で、か
つ、グラファイトおよび金属酸化物がそれぞれ独立にか
つ均一に分散していることを特徴とする電気接点用焼結
合金。 - （２）金属酸化物がカドミウム、インジウム、スズ、ビ
スマスからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属の
酸化物である特許請求の範囲第１項記載の電気接点用焼
結合金。 - （３）原料粉末をメカニカルアロイングで混合、粉砕す
ることによりグラファイトの粒子径を３μｍ以下とし、
金属酸化物およびグラファイトをそれぞれ独立かつ均一
に分散して含有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項あるいは第２項記載の電気接点用焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285756A JPS63140051A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285756A JPS63140051A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 電気接点材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140051A true JPS63140051A (ja) | 1988-06-11 |
Family
ID=17695644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285756A Pending JPS63140051A (ja) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63140051A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063337A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱性導電材料 |
| JPS60208402A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Fukuda Kinzoku Hakufun Kogyo Kk | 分散強化型銅合金粉末の製造方法 |
-
1986
- 1986-11-29 JP JP61285756A patent/JPS63140051A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6063337A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐熱性導電材料 |
| JPS60208402A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Fukuda Kinzoku Hakufun Kogyo Kk | 分散強化型銅合金粉末の製造方法 |
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