JPS6337175B2

JPS6337175B2 -

Info

Publication number: JPS6337175B2
Application number: JP55053068A
Authority: JP
Inventors: Sankichi Shinoda; Shinji Ookuma; Haruaki Nakagawa; Tatsuo Kikuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1980-04-21
Publication date: 1988-07-25
Also published as: JPS56150147A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、銀合金マトリクス中に金属酸化物を
分散させた電気接点素材の製造方法に関するもの
である。銀合金マトリクスに金属酸化物を分散する方法
として、従来、銀合金マトリクスに類するものと
して、銀に固溶しがたいNi、Co、Fe、Ｗ、Mo
などの粉末を分散させ、これにさらに金属酸化物
を分散する例が見られる。この種の材料の代表的
なものとしてAg―Ni―CdOなどがあり、その製
法としては、次のような方法が知られている。 (1) 銀粉、ニツケル粉、酸化カドミウム粉を混
合、成型、焼結して合金体とする方法。 (2) 銀粉、ニツケル粉、カドミウム粉を混合、成
型、焼結したのち、所望の形状に機械加工し、
その後内部酸化し、選択的にカドミウムを酸化
させる方法（この場合、ニツケル粉体表面もか
なりの酸化を受けることが認められる）。 (3) ニツケル粉体に銀鏡反応等により銀コート
し、この粉体と酸化カドミウムの粉体を混合、
成型、焼結して合金体を得る方法。 (4) 酸化カドミウム粉体に、銀鏡反応等により銀
コートし、この粉体とニツケル粉体を混合、成
型、焼結して合金体を得る方法。これらの方法は、先にも述べたように、銀合金
のマトリクスが、銀に固溶しない金属粉体を銀に
分散した構成のものであり、その組成上、かなり
の大電流用途の接点材料ということになる。本発明は、接点素材の組成が上記構成例と異な
り、銀合金マトリクスが、銀に固溶する金属
（）と銀よりなる銀―金属（）合金マトリク
ス中に、金属（）酸化物を分散させた材料の製
造法に関するものである。銀―錫合金地中にビスマスと錫の酸化物を分散
してなる材料が、いわゆる家庭用電気機器等の電
源スイツチが対象となる中電流負荷領域におい
て、すぐれた接点特性を示すことは、特開昭53−
84163号公報で明らかにされている。しかしなが
ら、この種材料を、Ag―Bi―Snを主成分とする
合金を内部酸化して得ているために、銀と錫の合
金マトリクス組成、あるいは錫酸化物含有組成が
製造条件により変化し、それによつて接点特性に
ばらつきを来たすという欠点があつた。発明者等は、この種接点材を安定な性能にて製
造する方法について、種々試みた結果、次に詳述
する方法を見出したものである。まず、銀合金地を形成するための銀に固溶する
金属（）と銀の合金粉体を作製する。その製法
としては、溶湯噴霧法、あるいは、金属（）の
粉体に銀鏡反応等により銀コートした粉体でもよ
い。次に、前記銀合金地中に分散する金属（）
酸化物を作製する。金属（）酸化物は、通常の
酸化物粉体を使用すると、粒子が大きいために、
接点特性面においてアーク消耗が大きいなどの点
より望ましいものではない。本発明においては、
銀と金属（）合金粉体を作製し、これを内部酸
化して、銀地中に金属（）酸化物を分散した合
金粉体を使用することを一つの特徴とする。この
合金粉体の製造には、前記溶湯噴霧法を使用して
もよいが、前述のビスマスを含む場合には、溶解
鋳造インゴツトを圧延ロール機などにより粉砕し
てもよい。このようにして、銀―金属（）合金粉体と、
銀―金属（）酸化物粉体を作製したのち、これ
ら粉体を混合、成型、焼結する。焼結は、非酸化
雰囲気（窒素ガス、アルゴンガス）中で行なわれ
る。真空中では酸化物が昇華するおそれがあり、
また水素中では酸化物が還元するなどして、望ま
しくない。焼結温度は、当初は銀―金属（）合
金粉体の組成によつて決められる状態図の液相を
生成する温度程度が望ましい。そして、焼結が進
行した程度によつて、銀―金属（）合金粉体に
加えて、銀―金属（）酸化物粉体の銀量も加え
た組成の融点直下マイナス30〜50℃程度まで引き
上げる。この焼結処理によつて、金属（）酸化
物が分散しているマトリクスは、銀―金属（）
からなる一様な合金地となる。次に、この焼結体
を接点鋲等の加工に適当な線材とするために、押
出し、冷間伸線等の機械加工を施す。本発明の製法によれば、金属（）、金属（）
はいずれも銀に固溶する必要があり、また、金属
（）は酸化可能な元素ということになる。これ
らの条件にかなう実用的な金属としては、Bi、
Sn、In、Zn、Cu、Mn、Cd、Pbなどがあげられ
るが、Cd、Pdは、公害上の問題から、一般社会
的には受け入れられにくい材料になりつつある。
なお、金属（）および金属（）は、それぞれ
一種の金属よりなるものとは限らず、複数であつ
てもなんらさしつかえない。これら金属の添加量
は、金属（）の場合には、酸化物としての体積
％が素材加工等の点から20体積％程度が限界とな
る。金属（）については、各金属の固溶限まで
添加し得るが、錫のように合金硬化によつて脆く
なるものもあるので、接点特性、機械加工性等の
面の兼ね合いによつて決めることが望ましい。次に、本発明の実施例について具体的に説明す
る。実施例１ビスマス12ｇ、錫８ｇおよび残部銀によつて総
量100ｇを溶解し、これを10×30mm²の角型金型に
鋳込み、インゴツトを得た。次に、圧延機にて粉
砕し、厚さ0.4mm以下の鱗片状の粉体として、700
℃で50時間、空気中において加熱し、ビスマスお
よび錫を酸化させ、銀マトリクス中に分散させて
粉体(A)を作製した。一方、錫４ｇ、残部銀によつ
て、総量100ｇを溶解し、これを加圧窒素ガスに
て、溶湯噴霧し、50メツシユフイルタを通る粉体
(B)を作製した。これら二つの粉体(A)および(B)を乾式法にて混合
したのち20mm径の円筒型に装填し、８トン／cm²の
圧力で成型した。この成型体を、まず900℃の窒
素ガス中で２時間加熱したのち、915℃で２時間
さらに加熱して焼結した。得られた焼結体を、
550℃の温間押出しによつて、20mmより３mmの径
の線材に加工し、さらに後、2.5mmの径まで冷間
伸線してから、窒素ガス中で600℃１時間の焼鈍
を施した。このようにして、銀―２％錫合金マトリクスに
６％ビスマス、４％錫の酸化物を分散した接点素
材を作製した。この接点素材を、頭部径５mm、曲率半径７mmの
接点鋲にヘツダ加工し、特性試験用試料とした。実施例２ビスマス８ｇ、錫２ｇ、インジウム６ｇおよび
残部銀により総量100ｇを溶解し、実施例１と同
様にして粉体(A)を作製した。一方、錫２ｇ、銅10
ｇおよび残部銀により総量100ｇを溶解し、実施
例１と同様にして粉体(B)を作製した。これら粉体
(A)および(B)を実施例１と同様にして成型した。こ
の成型体を、まず785℃の窒素ガス中で１時間熱
処理したのち、さらに800℃で２時間加熱し焼結
させた。得られた焼結体を実施例１と同様にして
焼鈍された2.5mmの径の線素材に加工した。このようにして、銀―１％錫―５％銅合金マト
リクスに４％ビスマス、１％錫、３％インジウム
の酸化物が分散する接点素材を作製した。この接点素材を実施例１と同様にして加工し、
それについて特性試験をした。実施例３ビスマス６ｇ、亜鉛10ｇおよび残部銀により総
量100ｇを溶解し、実施例１と同様にして粉体(A)
を作製した。一方、錫８ｇ、残部銀により総量
100ｇを溶解し、実施例１と同様にして粉体(B)を
作製した。これら粉体(A)および(B)を実施例１と同
様に成型した。この成型体を、まず840℃の窒素
ガス中で１時間熱処理したのち、さらに880℃で
２時間加熱して焼結させた。得られた焼結体を、
実施例１と同様にして加工し、焼鈍して、2.5mm
径の線素材とした。これから、銀―４％錫合金マ
トリクスに、３％ビスマス、５％亜鉛の酸化物が
分散する接点素材を作製した。この接点素材を、実施例１と同様にして特性試
験に使用した。上記のようにして作製した接点試料を(A)STM
型接点試験機により開閉試験した。接点の試験条
件は次の通りである。電圧：交流100V 電流：50(A) 接触力：30ｇ解離力：40ｇ開閉回数：２×10⁴回試料数：６対この試験による溶着の発生回数、接点消耗量を
値のばらつきの最小、最大値で表に示す。参考試
料として、通常広く利用されている銀―酸化カド
ミウムについても試験したので、その結果もあわ
せて示す。

【表】上表から明らかなように、本発明による接点材
料は、耐溶着性、耐消耗性のいずれの特性におい
ても、酸化カドミウムを上廻る性能を示してい
る。このようにして、本発明によれば、銀マトリク
スを、銀合金マトリクスに容易に変え得ることが
可能となり、一般に合金化によつて享受し得る機
械特性、耐食性（特に耐硫化性）の面で改良され
ている。また、銀マトリクスを、銀銅合金マトリ
クスにするなどにより、経済的な点においても有
利な材料を得ることが可能であり、本発明は工業
的に実用価値の高い電気接点素材の製造法を提供
するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１銀と銀に固溶する金属（）の合金粉体を内
部酸化して、銀―金属（）酸化物粉体を作製
し、次いで、銀と銀に固溶する金属（）の合金
粉体と混合、成型し、構成材料の融点より30〜50
℃低い温度で焼結し、同時に金属（）酸化物が
分散するマトリクスを銀―金属（）からなる一
様な合金地とし、さらに押出しし、素線材とする
ことを特徴とする電気接点素材の製造方法。２金属（）および金属（）が同じ金属であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電気接点素材の製造方法。３金属（）および金属（）が異なる金属で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電気接点素材の製造方法。