JPWO2014208419A1 - Manufacturing method of electrical contact material - Google Patents
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Abstract
本発明は、酸化物の量を増大させること及び低コストで製造することが可能であり、且つ電気接点としての性能及び加工性に優れる電気接点材料及びその製造方法を提供することを課題とする。本発明は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る工程であって、該酸化物粒子の平均粒子径を500nm以上5μm以下、及び該ガス中の該酸化物粒子と該溶融Agとの合計質量に対する該ガス中の酸化物粒子の質量割合を10質量%以上30質量%以下に制御する工程と、該合金粉末を熱間押出加工する工程とを含むことを特徴とする電気接点材料の製造方法である。An object of the present invention is to provide an electrical contact material that can increase the amount of oxide and can be manufactured at low cost, and is excellent in performance and workability as an electrical contact, and a method for manufacturing the electrical contact material. . The present invention is a step of atomizing a gas containing metal oxide particles other than Ag onto molten Ag and rapidly solidifying by cooling to obtain an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed. The average particle diameter of the particles is 500 nm to 5 μm, and the mass ratio of the oxide particles in the gas to the total mass of the oxide particles and the molten Ag in the gas is controlled to 10 mass% to 30 mass%. And a process for hot extrusion of the alloy powder.
Description
本発明は、電気接点材料及びその製造方法に関する。詳細には、本発明は、気中用遮断器、開閉器等に用いられる電気接点材料及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrical contact material and a manufacturing method thereof. In detail, this invention relates to the electrical contact material used for the circuit breaker for air | atmosphere, a switch, etc., and its manufacturing method.
気中用遮断器、開閉器に用いられる電気接点材料には、導電率及び熱伝導率が高く、耐酸化性にも優れるAgを主成分とし、耐火質の高融点金属、炭化物、酸化物等を含有する合金からなる電気接点材料が用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。
Electrical contact materials used in air circuit breakers and switches are composed mainly of Ag, which has high electrical conductivity and thermal conductivity, and excellent oxidation resistance, and refractory refractory metals, carbides, oxides, etc. An electrical contact material made of an alloy containing bismuth is used (see, for example,
上記のような電気接点材料は、電気接点としての性能(耐溶着性、耐消耗性、接触抵抗等)を向上させる観点から、酸化物、炭化物等を含有させている。酸化物を含有させる場合、一般に内部酸化法による金属の酸化処理が行われている。ところが、内部酸化法では、酸化させる金属の量を増加すると、酸化反応が十分に進まないため、酸化物の量を増大させることが難しく、また、酸化処理後の加工性も低下するという問題がある。 The electrical contact material as described above contains an oxide, a carbide or the like from the viewpoint of improving the performance as an electrical contact (welding resistance, wear resistance, contact resistance, etc.). When an oxide is contained, a metal oxidation process is generally performed by an internal oxidation method. However, in the internal oxidation method, if the amount of the metal to be oxidized is increased, the oxidation reaction does not proceed sufficiently, so that it is difficult to increase the amount of the oxide, and the workability after the oxidation treatment is lowered. is there.
酸化物の量は、一般に電気接点材料のコストに大きな影響を与える。特に近年、政治的又は経済的な問題、及び新興国における需要の増加に伴い、Agの価格が上昇傾向にあることから、内部酸化法によって製造される電気接点材料のコストが増加している。そのため、酸化物の量を増大させることによって電気接点材料のコストを低減することが強く望まれている。
また、内部酸化法は、一般的に製造工程が多い上、酸化時間、圧延等に膨大な時間を要するため、コスト増加の要因となっている。The amount of oxide generally has a significant impact on the cost of electrical contact materials. Particularly in recent years, the cost of electrical contact materials produced by the internal oxidation method has increased due to the increasing price of Ag with political or economic problems and increasing demand in emerging countries. Therefore, it is highly desirable to reduce the cost of electrical contact materials by increasing the amount of oxide.
In addition, the internal oxidation method generally has many manufacturing processes and requires an enormous amount of time for oxidation time, rolling, and the like, which causes an increase in cost.
電気接点材料のコストを低減する方策として、近年、合金を所望の接点形状とした後に内部酸化する後酸化法に対して、合金を内部酸化した後に所望の接点形状とする前酸化法が、量産性に優れていることから工業的に広く用いられてきている。
しかしながら、この方法により製造される電気接点材料は、内部酸化後に、所望の接点形状とするために伸線、ヘッダー加工等の塑性変形を加えているため、Agと酸化物との界面の結合力が脆弱となり、耐溶着性等の特性が低下するという問題がある。
また、内部酸化法では、一般に、酸化させる金属の量及び酸化条件が適切でないと、酸化物が層状又は針状になることがあり、合金中で酸化物が不均一に存在する結果、電気接点材料の性能が低下するという問題もある。As a measure to reduce the cost of electrical contact materials, in recent years, the pre-oxidation method, in which the alloy is internally oxidized after the alloy is formed into a desired contact shape, is now mass-produced. It has been widely used industrially because of its excellent properties.
However, since the electrical contact material produced by this method is subjected to plastic deformation such as wire drawing and header processing to form a desired contact shape after internal oxidation, the bonding force at the interface between Ag and oxide Becomes fragile and there is a problem that characteristics such as welding resistance are deteriorated.
Also, in the internal oxidation method, in general, if the amount of metal to be oxidized and the oxidation conditions are not appropriate, the oxide may be layered or needle-like, and the oxide is unevenly present in the alloy. There is also a problem that the performance of the material is reduced.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、酸化物の量を増大させること及び低コストで製造することが可能であり、且つ電気接点としての性能及び加工性に優れる電気接点材料及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can increase the amount of oxides and can be manufactured at low cost, and can improve performance and workability as an electrical contact. An object of the present invention is to provide an excellent electrical contact material and a manufacturing method thereof.
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固させることにより、従来の内部酸化法に比べて、電気接点材料に含有される酸化物の量を増大させることができ、しかもAgと酸化物との結合強度を高めつつ酸化物が微細に分散した合金粉末を得ることができ、このようにして得られた合金粉末を熱間押出加工することで、電気接点としての性能及び加工性が向上することを見出した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors of the present invention have made it possible to atomize a gas containing metal oxide particles other than Ag onto molten Ag and rapidly solidify it by spraying. Compared with the oxidation method, the amount of oxide contained in the electrical contact material can be increased, and an alloy powder in which the oxide is finely dispersed can be obtained while increasing the bonding strength between Ag and oxide. The present inventors have found that the performance and workability as an electrical contact are improved by subjecting the alloy powder thus obtained to hot extrusion.
すなわち、本発明は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る工程であって、該酸化物粒子の平均粒子径を500nm以上5μm以下、及び該ガス中の該酸化物粒子と該溶融Agとの合計質量に対する該ガス中の酸化物粒子の質量割合を10質量%以上30質量%以下に制御する工程と、該合金粉末を熱間押出加工する工程とを含むことを特徴とする電気接点材料の製造方法である。
また、本発明は、前記電気接点材料の製造方法によって得られることを特徴とする電気接点材料である。That is, the present invention is a step of atomizing and rapidly solidifying while blowing a gas containing oxide particles of metal other than Ag to molten Ag to obtain an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed, The average particle diameter of the oxide particles is 500 nm or more and 5 μm or less, and the mass ratio of the oxide particles in the gas to the total mass of the oxide particles and the molten Ag in the gas is 10% by mass or more and 30% by mass or less. And a step of hot extruding the alloy powder, and a method for producing an electrical contact material.
Moreover, this invention is an electrical contact material obtained by the manufacturing method of the said electrical contact material.
本発明によれば、酸化物の量を増大させること及び低コストで製造することが可能であり、且つ電気接点としての性能及び加工性に優れる電気接点材料及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrical contact material that can increase the amount of oxide and can be manufactured at a low cost, and is excellent in performance and workability as an electrical contact, and a method for manufacturing the electrical contact material. .
実施の形態1.
本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る工程(以下、「第1工程」という。)と、該合金粉末を熱間押出加工する工程(以下、「第2工程」という。)とを含む。
以下、本実施の形態の電気接点材料の製造方法について図面を用いて説明する。
The manufacturing method of the electrical contact material according to the present embodiment uses an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed by atomizing and rapidly solidifying while spraying a gas containing metal oxide particles other than Ag onto molten Ag. A step of obtaining (hereinafter referred to as “first step”) and a step of hot-extruding the alloy powder (hereinafter referred to as “second step”).
Hereinafter, the manufacturing method of the electrical contact material of this Embodiment is demonstrated using drawing.
第1工程では、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る。
図1は、この第1工程を説明するための図であり、溶融Agの微粒化に用いられるノズルの先端の断面模式図を示す。なお、図1のノズル1は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガス(以下、「酸化物粒子含有ガス3」と略す。)を溶融Ag2に吹き付けながら微粒化して合金粉末4を得る手段の1つを例示したに過ぎず、当該合金粉末4を得ることが可能な手段であれば他の手段を用い得ることは言うまでもない。In the first step, a gas containing metal oxide particles other than Ag is sprayed on molten Ag and atomized and rapidly solidified to obtain an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed.
FIG. 1 is a view for explaining the first step, and shows a schematic cross-sectional view of the tip of a nozzle used for atomization of molten Ag. 1 is atomized while spraying a gas containing metal oxide particles other than Ag (hereinafter abbreviated as “oxide particle-containing
図1において、ノズル1は、溶融Ag2を噴霧する部分と、酸化物粒子含有ガス3を吹き付ける部分とを備えている。このノズル1を用い、酸化物粒子含有ガス3を吹き付けながら溶融Ag2を噴霧すると、溶融Ag2と酸化物粒子含有ガス3が合流する領域において、溶融Ag2中に酸化物粒子が導入されると同時に溶融Ag2が急冷されて凝固し、合金粉末4が生成する。
In FIG. 1, the
ここで、ノズル1を用いて作製される合金粉末4の断面模式図を図2に示す。なお、図2の合金粉末4は、形状の1つとして球状を例示したに過ぎず、球状以外の形状を有してもよいことは言うまでもない。
図2において、合金粉末4は、Ag5とAg5以外の金属の酸化物粒子(以下、「酸化物粒子6」と略す。)とから構成され、Ag5中に酸化物粒子6が微細に分散した構造を有する。Here, the cross-sectional schematic diagram of the
In FIG. 2, the
溶融Ag2は、Ag5を高周波誘導加熱等の公知の手段によって溶融させることで得ることができる。溶融温度は、Ag5の融点以上の温度であれば特に限定されず、一般に1,000℃以上2,000℃以下である。ただし、溶融温度が高すぎると、溶融Ag2に酸化物粒子含有ガス3を吹き付けた際に酸化物粒子6が分解してしまう可能性があるため、酸化物粒子6が分解しないような溶融温度を選択することが好ましい。
Molten Ag2 can be obtained by melting Ag5 by a known means such as high-frequency induction heating. The melting temperature is not particularly limited as long as it is a temperature equal to or higher than the melting point of Ag5, and is generally 1,000 ° C. or higher and 2,000 ° C. or lower. However, if the melting temperature is too high, the
酸化物粒子含有ガス3は、酸化物粒子6及びキャリアガスを含有する。
酸化物粒子含有ガス3に用いられるキャリアガスとしては、特に限定されず、各種ガスを用いることができる。その中でもキャリアガスは、各種化学反応等を防止する観点から、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスが好ましい。The oxide particle-containing
The carrier gas used for the oxide particle-containing
酸化物粒子含有ガス3に用いられる酸化物粒子6としては、Ag5よりも融点が高く、Ag5を主成分とする電気接点材料に一般に用いられ得る金属酸化物の粒子であれば特に限定されない。酸化物粒子6の例としては、Cu、Si、Cd、Co、Cr、Fe、Ge、Mn、Mo及びNi等の金属の酸化物粒子が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
The
酸化物粒子6の平均粒子径としては、500nm以上5μm以下、好ましくは600nm以上4μm以下、より好ましくは700nm以上3μm以下である。ここで、本明細書において「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱式の粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定されたD50(メジアン径)のことを意味する。酸化物粒子6の平均粒子径が500nm未満又は5μm超過であると、電気接点材料の耐消耗性が低下する。
The average particle diameter of the
酸化物粒子含有ガス3は、キャリアガス中に酸化物粒子6を導入することによって得ることができる。酸化物粒子6の導入方法は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、所定の容器内に酸化物粒子6を入れて排気した後、キャリアガスを導入し、容器を加振器などによって振動させることにより、キャリアガス中に酸化物粒子6を分散させたエアロゾル(酸化物粒子含有ガス3)を発生させることができる。
The oxide particle-containing
酸化物粒子含有ガス3を溶融Ag2に吹き付ける場合、酸化物粒子含有ガス3中の酸化物粒子6と溶融Ag2との合計質量に対する酸化物粒子含有ガス3中の酸化物粒子6の質量割合を10質量%以上30質量%以下に制御する。このような質量割合に制御することにより、形成される合金粉末4中の酸化物粒子6の含有量を10質量%以上30質量%以下とすることができる。酸化物粒子6の含有量が10質量%未満であると、電気接点材料の耐消耗性及び耐溶着性が低下することがある。一方、酸化物粒子6の含有量が30質量%を超えると、電気接点材料の脆化を招くことがある。
When the oxide particle-containing
溶融Ag2を急冷する場合、冷却効率を高める観点から、水等の冷却媒体を併用してもよい。水等の冷却媒体を用いる冷却方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。 When the molten Ag2 is rapidly cooled, a cooling medium such as water may be used in combination from the viewpoint of increasing the cooling efficiency. It does not specifically limit as a cooling method using cooling media, such as water, A well-known method can be used in the said technical field.
上記のようにして得られる合金粉末4の平均粒子径としては、特に限定されないが、好ましくは1μm以上100μm以下、より好ましくは2μm以上90μm以下、最も好ましくは3μm以上70μm以下である。合金粉末4の平均粒子径が1μm未満であると、電気接点材料の脆化を招くことがある。一方、合金粉末4の平均粒子径が100μmを超えると、電気接点材料の耐消耗性が低下することがある。
The average particle size of the
第2工程では、合金粉末4を熱間押出加工する。
図3は、この第2工程を説明するための図であり、合金粉末4の熱間押出加工に用いられる押出加工装置の断面模式図を示す。なお、図3の押出加工装置10は、合金粉末4の熱間押出加工に用いられる装置の1つを例示したに過ぎず、合金粉末4を熱間押出加工し得るものであれば他の装置を用い得ることは言うまでもない。In the second step, the
FIG. 3 is a diagram for explaining the second step, and shows a schematic cross-sectional view of an extrusion processing apparatus used for hot extrusion of the
図3において、押出加工装置10は、合金粉末4を収容する本体11と、収容された合金粉末4を加圧して押出加工するピストン12と、押出加工の際に加熱する加熱ヒータ13とを備えている。合金粉末4は、この押出加工装置の本体11に充填され、ピストン12によって加圧される。また、加圧の際、合金粉末4は加熱ヒータ13によって加熱される。このようにして熱間押出加工された合金粉末4は、押出材14(電気接点材料)となる。
In FIG. 3, the
熱間押出加工の際の条件は、特に限定されず、使用する押出加工装置10及び合金粉末4の種類に応じて適宜調整すればよい。
例えば、押出圧力は、特に限定されないが、一般に少なくとも100MPa、好ましくは100MPa以上1000MPa以下、より好ましくは100MPa以上700MPa以下である。押出圧力が100MPa未満であると、押出材14を十分に緻密化させることができない場合がある。
また、加熱温度は、特に限定されないが、一般に800℃未満、好ましくは200℃以上800℃未満、より好ましくは200℃以上600℃以下である。加熱温度が200℃未満では焼結が不十分となる場合がある。The conditions during the hot extrusion are not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the type of the
For example, the extrusion pressure is not particularly limited, but is generally at least 100 MPa, preferably 100 MPa to 1000 MPa, more preferably 100 MPa to 700 MPa. If the extrusion pressure is less than 100 MPa, the extruded
Moreover, although heating temperature is not specifically limited, Generally it is less than 800 degreeC, Preferably it is 200 to 800 degreeC, More preferably, it is 200 to 600 degreeC. If the heating temperature is less than 200 ° C., sintering may be insufficient.
本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5と酸化物粒子6との結合強度が高く且つ酸化物粒子6が微細に分散した合金粉末4を用いて熱間押出加工を行っているため、従来の電気接点材料よりも均一な金属組織を有し、電気接点としての性能(特に、耐消耗性及び耐溶着性)が向上する。
また、本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5と酸化物粒子6とを含む合金粉末4を第1工程によって容易に得ることができるため、従来の内部酸化処理は不要となる。これにより、内部酸化処理に起因するコストを削減することができ、電気接点材料を低コストで製造することが可能となる。In the manufacturing method of the electrical contact material of the present embodiment, hot extrusion is performed using the
Moreover, since the manufacturing method of the electrical contact material of the present embodiment can easily obtain the
さらに、本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5と酸化物粒子6との結合強度が高いため、熱間押出加工の際に押出材14の割れ等が生じず、加工性に優れている。特に、本実施の形態の電気接点材料の製造方法では、酸化物粒子6の量を増大させても、Ag5と酸化物粒子6との結合強度を高めつつ酸化物粒子6が微細に分散した合金粉末4を得ることができるため、電気接点材料の加工性が損なわれ難い。したがって、従来の内部酸化法に対して、酸化物粒子6の量を増大させることができるため、高価なAg5の使用量を減らすことができ、電気接点材料を低コストで製造することが可能となる。
Furthermore, since the electrical contact material manufacturing method of the present embodiment has high bond strength between Ag5 and
実施の形態2.
本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、AgとAg以外の金属とを含有する溶融合金に酸素含有ガスを吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該Ag以外の金属の酸化物が微細に分散した合金粉末を得る工程(以下、「第1工程」という。)と、該合金粉末を熱間押出加工する工程(以下、「第2工程」という。)とを含む。
以下、本実施の形態の電気接点材料の製造方法について図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態1と異なる部分について主に説明し、同一の部分については説明を省略する。
The manufacturing method of the electrical contact material according to the present embodiment is such that the molten alloy containing Ag and a metal other than Ag is atomized and rapidly solidified while spraying an oxygen-containing gas, and the oxide of the metal other than Ag is finely formed. A step of obtaining a dispersed alloy powder (hereinafter referred to as “first step”) and a step of hot-extruding the alloy powder (hereinafter referred to as “second step”).
Hereinafter, the manufacturing method of the electrical contact material of this Embodiment is demonstrated using drawing. In the present embodiment, parts different from those in the first embodiment will be mainly described, and description of the same parts will be omitted.
第1工程では、AgとAg以外の金属とを含有する溶融合金に酸素含有ガスを吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該Ag以外の金属の酸化物が微細に分散した合金粉末を得る。
図4は、この第1工程を説明するための図であり、溶融金属の微粒化に用いられるノズルの先端の断面模式図を示す。なお、図4のノズル1は、溶融金属7に酸素含有ガスを吹き付けながら微粒化して合金粉末4を得る手段の1つを例示したに過ぎず、当該合金粉末4を得ることが可能な手段であれば他の手段を用い得ることは言うまでもない。In the first step, the molten alloy containing Ag and a metal other than Ag is atomized while being blown with an oxygen-containing gas and rapidly solidified to obtain an alloy powder in which oxides of metals other than Ag are finely dispersed.
FIG. 4 is a diagram for explaining the first step, and shows a schematic cross-sectional view of the tip of a nozzle used for atomization of molten metal. The
図4において、ノズル1は、AgとAg以外の金属とを含有する溶融合金7を噴霧する部分と、酸素含有ガス8を吹き付ける部分とを備えている。このノズル1を用い、酸素含有ガス8を吹き付けながら溶融金属7を噴霧すると、溶融金属7と酸素含有ガス8が合流する領域において、溶融金属7が急冷されて凝固し、合金粉末4が生成する。このとき、Ag以外の金属が効率的に酸化され、Agと酸化物との結合強度が高く、酸化物が微細に分散した合金粉末4を得ることができる。
In FIG. 4, the
ここで、合金粉末4の断面模式図を図5に示す。なお、図5の合金粉末4は、形状の1つとして球状を例示したに過ぎず、球状以外の形状を有してもよいことは言うまでもない。
図5において、合金粉末4は、初晶であるAg5と共晶9とから構成され、Ag5中に共晶9が微細に分散した構造を有する。共晶9は、Ag5とAg5以外の金属とを含み、Ag5以外の金属は、酸素含有ガス8の吹き付けによって酸化されている。溶融金属7を急冷すると、最初に初晶であるAg5が生成して成長し、最終段階でAg5とAg5以外の金属との共晶9が生成される。このとき、酸素含有ガス8によってAg5以外の金属は容易且つ効率的に酸化される。なお、標準生成自由エネルギーの観点から、Ag5は、Ag5以外の金属に比べて酸化し難く、酸素含有ガス8の吹き付けによっては酸化されない。Here, the cross-sectional schematic diagram of the
In FIG. 5, the
酸素含有ガス8としては、Ag5以外の金属を酸化させ得る酸素含有量を有するガスであれば特に限定されず、酸素以外のガスを含有していてもよい。一般に、酸素含有ガス8の酸素含有量は、Ag5以外の金属の種類等に応じて適宜調整すればよいが、一般に20質量%以上であればよい。また、本発明において最も好ましい酸素含有ガス8は純酸素ガスである。
The oxygen-containing
溶融金属7を急冷する場合、冷却効率を高める観点から、水等の冷却媒体を併用してもよい。水等の冷却媒体を用いる冷却方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。
When the
上記のようにして得られる合金粉末4の平均粒子径としては、特に限定されないが、一般に数μm以上数十μm以下、好ましくは2μm以上90μm以下、より好ましくは3μm以上70μm以下、最も好ましくは5μm以上50μm以下である。
The average particle diameter of the
溶融合金7に用いられるAg5以外の金属としては、Ag5よりも融点が高く、Ag5を主成分とする電気接点材料に一般に用いられ得る金属であれば特に限定されない。Ag5以外の金属の例としては、Cu、Si、Cd、Co、Cr、Fe、Ge、Mn、Mo及びNi等が挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
The metal other than Ag5 used for the
溶融合金7におけるAg5の含有量としては、特に限定されないが、好ましくは50質量%以上99.5質量%以下、より好ましくは60質量%以上90質量%以下、最も好ましくは65質量%以上75質量%以下である。
溶融合金7におけるAg5以外の金属の含有量としては、特に限定されないが、好ましくは0.5質量%以上50質量%以下、より好ましくは10質量%以上40質量%以下、最も好ましくは25質量%以上35質量%以下である。The content of Ag5 in the
The content of the metal other than Ag5 in the
溶融合金7は、原料となる金属を高周波誘導加熱等の公知の手段によって溶融させることで得ることができる。溶融温度は、特に限定されず、原料となる金属の種類に応じて適宜調整すればよいが、一般に1,000℃以上2,000℃以下である。特に、溶融温度は高すぎると、溶融金属7に酸素含有ガス8を吹き付けた際に生成する酸化物が分解してしまう可能性があるため、酸化物が分解しないような溶融温度を選択することが好ましい。
The
第2工程では、合金粉末4を熱間押出加工する。本実施の形態の第2工程は、実施の形態1の第2工程と同じであるため、説明を省略する。
In the second step, the
本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5以外の金属の酸化が十分に行われており、Ag5と酸化物との結合強度が高く且つ酸化物が微細に分散した合金粉末4を用いて熱間押出加工を行っているため、従来の電気接点材料よりも均一な金属組織を有し、電気接点としての性能(特に、耐消耗性)が向上する。
また、本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5とAg5以外の金属の酸化物を含む合金粉末4を第1工程によって容易に得ることができるため、従来の内部酸化処理は不要となる。これにより、内部酸化処理に起因するコストを削減することができ、電気接点材料を低コストで製造することが可能となる。The manufacturing method of the electrical contact material of the present embodiment uses an
Moreover, the manufacturing method of the electrical contact material according to the present embodiment can easily obtain the
さらに、本実施の形態の電気接点材料の製造方法は、Ag5とAg5以外の金属の酸化物との結合強度が高いため、熱間押出加工の際に押出材14の割れ等が生じず、加工性に優れている。特に、本実施の形態の電気接点材料の製造方法では、Ag5以外の金属の量を増大させても、Ag5以外の金属の酸化を効率的に行うことができ、しかもAg5と酸化物との結合強度を高めつつ酸化物が微細に分散した合金粉末4を得ることができるため、電気接点材料の加工性が損なわれ難い。したがって、従来、加工性が低下するためにAg5以外の金属の添加量の制限があった内部酸化法に対して、Ag5以外の金属の量を増大させることができるため、高価なAg5の使用量を減らすことができ、電気接点材料を低コストで製造することが可能となる。
Furthermore, since the manufacturing method of the electrical contact material of the present embodiment has high bond strength between Ag5 and an oxide of a metal other than Ag5, the
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
(実施例1−1)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.5μmのZnO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、ZnOが約30質量%であった。
次に、図3に示す押出加工装置10を用い、得られた合金粉末を熱間押出加工して押出材(電気接点材料)を得た。ここで、熱間押出加工は、押出圧力を500MPa、加熱温度を500℃とした。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate the detail of this invention, this invention is not limited by these.
(Example 1-1)
Using the
Next, using the
次に、得られた押出材について、消耗量及び溶着の程度を評価した。評価に用いた試料としては、直径5mm、厚さ2mmの円板状の押出材を用いた。この押出材について、付加電圧200V、負荷電流100A(60Hz)、力率0.4、及び接点圧300gで6000回の条件下で開閉試験を行ったときの消耗量(mg)、並びに溶着の程度を「○、△、×」の3段階で評価した。ここで、溶着の程度が○とは、溶着が発生しなかったことを意味し、溶着の程度が△とは、溶着が発生することがあったことを意味し、溶着の程度が×とは、10%以上の確率で溶着が発生したことを意味する。その結果、消耗量は50mgであり、溶着の程度は「○」であった。 Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material. As a sample used for evaluation, a disk-shaped extruded material having a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm was used. About this extrusion material, the consumption amount (mg) when performing an open / close test under conditions of an additional voltage of 200 V, a load current of 100 A (60 Hz), a power factor of 0.4, and a contact pressure of 300 g under 6000 times, and the degree of welding Was evaluated in three stages, “◯, Δ, ×”. Here, the degree of welding ○ means that welding did not occur, and the degree of welding Δ means that welding occurred, and the degree of welding is ×. It means that welding occurred with a probability of 10% or more. As a result, the consumption amount was 50 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−2)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を10質量%に制御したこと以外は実施例1−1と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は27μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約90質量%、ZnOが約10質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は90mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-2)
Except that the mass ratio of the oxide particles in the oxide particle-containing gas to the total mass of the oxide particles and molten Ag in the oxide particle-containing gas was controlled to 10% by mass, the same as in Example 1-1. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 27 μm. Moreover, as a result of analyzing the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 90 mass% and ZnO was about 10 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 90 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−3)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を25質量%に制御したこと以外は実施例1−1と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は29μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約75質量%、ZnOが約25質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は70mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-3)
Except that the mass ratio of the oxide particles in the oxide particle-containing gas to the total mass of the oxide particles in the oxide particle-containing gas and the molten Ag was controlled to 25% by mass, the same as in Example 1-1. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 29 μm. Moreover, as a result of analyzing the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 75 mass% and ZnO was about 25 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 70 mg and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−4)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.1μmのZnO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、ZnOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は40mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-4)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 40 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−5)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が5μmのZnO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は32μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、ZnOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は60mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-5)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 60 mg and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−6)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.5μmのCuO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、CuOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は56mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-6)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 56 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−7)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を25質量%に制御したこと以外は実施例1−6と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は29μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約75質量%、CuOが約25質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は76mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-7)
Except that the mass ratio of the oxide particles in the oxide particle-containing gas to the total mass of the oxide particles in the oxide particle-containing gas and the molten Ag was controlled to 25% by mass, the same as in Example 1-6. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 29 μm. Moreover, as a result of analyzing the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 75 mass% and CuO was about 25 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 76 mg and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−8)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.1μmのCuO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、CuOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は56mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-8)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 56 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−9)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が5μmのCuO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は32μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、CuOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は76mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-9)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 76 mg and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−10)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.5μmのSiO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、SiOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は53mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-10)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 53 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−11)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を25質量%に制御したこと以外は実施例1−10と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は29μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約75質量%、SiOが約25質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は73mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-11)
Except having controlled the mass ratio of the oxide particle in the oxide particle containing gas with respect to the total mass of the oxide particle in the oxide particle containing gas and molten Ag to 25 mass%, it carried out similarly to Example 1-10. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 29 μm. Moreover, as a result of analyzing about the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 75 mass% and SiO was about 25 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 73 mg, and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−12)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.1μmのSiO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、SiOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は43mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-12)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption was 43 mg and the degree of welding was “◯”.
(実施例1−13)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が5μmのSiO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は32μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、SiOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は73mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 1-13)
The
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 73 mg, and the degree of welding was “◯”.
(比較例1−1)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を8質量%に制御したこと以外は実施例1−1と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は27μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約92質量%、ZnOが約8質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は150mgであり、溶着の程度は「×」であった。(Comparative Example 1-1)
Except that the mass ratio of the oxide particles in the oxide particle-containing gas to the total mass of the oxide particles in the oxide particle-containing gas and the molten Ag was controlled to 8% by mass, the same as in Example 1-1. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 27 μm. Moreover, as a result of analyzing the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 92 mass% and ZnO was about 8 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 150 mg, and the degree of welding was “x”.
(比較例1−2)
酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を35質量%に制御したこと以外は実施例1−1と同様にして合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は31μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約65質量%、ZnOが約35質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は30mgであり、溶着の程度は「△」であった。(Comparative Example 1-2)
Except that the mass ratio of the oxide particles in the oxide particle-containing gas to the total mass of the oxide particles and molten Ag in the oxide particle-containing gas was controlled to 35 mass%, the same as in Example 1-1. An alloy powder was obtained. The average particle diameter (D50) of the obtained alloy powder was 31 μm. Moreover, as a result of analyzing about the composition of the obtained alloy powder using EPMA (electron beam probe microanalyzer), Ag was about 65 mass% and ZnO was about 35 mass%.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 30 mg, and the degree of welding was “Δ”.
(比較例1−3)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が0.3μmのZnO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、ZnOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は37mgであり、溶着の程度は「△」であった。(Comparative Example 1-3)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 37 mg, and the degree of welding was “Δ”.
(比較例1−4)
図1に示すノズル1を用い、溶融Agに酸化物粒子含有ガス(キャリアガス:アルゴンガス、酸化物粒子:平均粒子径が6μmのZnO)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。ここで、酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子と溶融Agとの合計質量に対する酸化物粒子含有ガス中の酸化物粒子の質量割合を30質量%に制御した。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は33μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、ZnOが約30質量%であった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は70mgであり、溶着の程度は「△」であった。(Comparative Example 1-4)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the amount of consumption was 70 mg, and the degree of welding was “Δ”.
上記の実施例及び比較例の結果を表1にまとめる。 The results of the above examples and comparative examples are summarized in Table 1.
(実施例2−1)
図4に示すノズル1を用い、75質量%のAgと25質量%のCuと含有する溶融合金に酸素含有ガス(酸素含有量100質量%)を吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、合金粉末を得た。得られた合金粉末の平均粒子径(D50)は、30μmであった。また、得られた合金粉末の組成について、EPMA(電子線プローブマイクロアナライザ)を用いて分析した結果、Agが約70質量%、Cuが約23.5質量%、Oが約6.5質量%であった。この結果から、得られた合金粉末は、Agが約70質量%、CuOが約30質量%の組成を有し、Cuがほぼ完全に酸化されていることがわかった。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生せず、加工性が良好であった。
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は50mgであり、溶着の程度は「○」であった。(Example 2-1)
Using the
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was free from cracks and had good workability.
Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the consumption amount was 50 mg, and the degree of welding was “◯”.
(比較例2−1)
比較例1では、内部酸化法を用いて電気接点材料を作製した。
まず、75質量%のAgと25質量%のCuと含有する溶融合金を噴霧して合金粉末を得た。この合金粉末を700℃で50時間加熱して内部酸化処理を行った。
次に、上記で得られた合金粉末を用い、実施例1−1と同様にして押出材を得た。得られた押出材は、割れ等が発生し、加工性が十分でなかった。(Comparative Example 2-1)
In Comparative Example 1, an electrical contact material was produced using an internal oxidation method.
First, a molten alloy containing 75% by mass of Ag and 25% by mass of Cu was sprayed to obtain an alloy powder. This alloy powder was heated at 700 ° C. for 50 hours for internal oxidation treatment.
Next, using the alloy powder obtained above, an extruded material was obtained in the same manner as in Example 1-1. The obtained extruded material was cracked and the workability was not sufficient.
次に、得られた押出材について、実施例1−1と同様にして消耗量及び溶着の程度を評価した。その結果、消耗量は250mgであり、溶着の程度は「×」であった。 Next, the amount of consumption and the degree of welding were evaluated for the obtained extruded material in the same manner as in Example 1-1. As a result, the amount of consumption was 250 mg, and the degree of welding was “x”.
上記の結果からわかるように、本発明によれば、酸化物の量を増大させること及び低コストで製造することが可能であり、且つ電気接点としての性能及び加工性に優れる電気接点材料及びその製造方法を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, an electrical contact material that can increase the amount of oxide and can be manufactured at low cost, and is excellent in performance and workability as an electrical contact, and its A manufacturing method can be provided.
1 ノズル、2 溶融Ag、3 酸化物粒子含有ガス、4 合金粉末、5 Ag、6 酸化物粒子、7 溶融合金、8 酸素含有ガス、9 共晶、10 押出加工装置、11 本体、12 ピストン、13 加熱ヒータ、14 押出材。 1 nozzle, 2 molten Ag, 3 oxide particle-containing gas, 4 alloy powder, 5 Ag, 6 oxide particle, 7 molten alloy, 8 oxygen-containing gas, 9 eutectic, 10 extrusion processing device, 11 body, 12 piston, 13 Heater, 14 Extruded material.
すなわち、本発明は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る工程であって、該酸化物粒子の平均粒子径を500nm以上5μm以下、及び該ガス中の該酸化物粒子と該溶融Agとの合計質量に対する該ガス中の酸化物粒子の質量割合が10質量%以上30質量%以下である工程と、該合金粉末を熱間押出加工する工程とを含むことを特徴とする電気接点材料の製造方法である。
また、本発明は、前記電気接点材料の製造方法によって得られることを特徴とする電気接点材料である。
That is, the present invention is a step of atomizing and rapidly solidifying while blowing a gas containing oxide particles of metal other than Ag to molten Ag to obtain an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed, The average particle diameter of the oxide particles is 500 nm or more and 5 μm or less, and the mass ratio of the oxide particles in the gas to the total mass of the oxide particles and the molten Ag in the gas is 10% by mass or more and 30% by mass or less. And a process of hot extruding the alloy powder, and a method for producing an electrical contact material.
Moreover, this invention is an electrical contact material obtained by the manufacturing method of the said electrical contact material.
すなわち、本発明は、Ag以外の金属の酸化物粒子を含有するガスを溶融Agに吹き付けながら微粒化して急冷凝固し、該酸化物粒子が微細に分散した合金粉末を得る工程であって、該酸化物粒子の平均粒子径を500nm以上5μm以下、及び該ガス中の該酸化物粒子と該溶融Agとの合計質量に対する該ガス中の酸化物粒子の質量割合が10質量%以上30質量%以下である工程と、該合金粉末を熱間押出加工する工程とを含むことを特徴とする電気接点材料の製造方法である。 That is, the present invention is a step of atomizing and rapidly solidifying while blowing a gas containing oxide particles of metal other than Ag to molten Ag to obtain an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed, The average particle diameter of the oxide particles is 500 nm or more and 5 μm or less, and the mass ratio of the oxide particles in the gas to the total mass of the oxide particles and the molten Ag in the gas is 10% by mass or more and 30% by mass or less. And a process of hot extruding the alloy powder, and a method for producing an electrical contact material .
Claims (3)
該合金粉末を熱間押出加工する工程と
を含むことを特徴とする電気接点材料の製造方法。A process of obtaining an alloy powder in which the oxide particles are finely dispersed by spraying a gas containing oxide particles of a metal other than Ag onto the molten Ag and rapidly solidifying the powder, and the average particles of the oxide particles A step of controlling the mass ratio of the oxide particles in the gas to 10% by mass to 30% by mass with respect to the total mass of the oxide particles in the gas and the molten Ag with a diameter of 500 nm to 5 μm;
A method of producing an electrical contact material, comprising a step of hot extruding the alloy powder.
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