KR100464868B1 - 전기접점재료 - Google Patents

Abstract

본발명은 전기접점재료에 관한 것으로, 특히 내용착성 및 내소모성이 큰 은산화물을 이용한 전기접점재료에 관한 것이다. 이는 종래의 Ag-Cd 산화물합금이 Cd성분으로 인하여 건강에 해로우며, 또한 종래에 Cd을 이용한 접점이 건강에 해를 끼치는 문제를 해결하기 위하여 이러한 해로운 물질대신 Ag-Sn-In과 그밖의 물질 등을 이용한 산화물합금을 이용하여 만든 접점재료를 제공하는 것이며, 본발명에 의하면 건강에 해가 없고, 나아가 내용착성 및 내소모성이 큰 전기접점재료를 제공할 수 있다. 본발명은 스위치, 접촉기, 기타 등등의 전기에 관한 장치들에 사용되는 전기접점재료로 사용될 수 있다.

Description

전기접점재료{Electric contact material}

본발명은 내용착성 및 내소모성이 우수한 은-산화물계 전기접점재료에 관한 것으로 사용수명이 긴 것이 특징이다. 종래 많은 전기접점재료가 제조되어 실제로 각종 전기장치에 사용되어 왔으나, 특히 Cd 성분이 함유된 접점재료가 많았으며 이들이 건강에 해를 입힌다는 사실 때문에 사용이 자제되어 왔다. 그러다가 Cd을 사용하지 않은 은산화물계의 접점재료가 등장하면서 은과 기타물질을 적당히 혼합하여 내부산화처리한 은-산화물계 전기접점재료가 사용되었다.

이는 종래의 접점재료가 가진 문제점을 해소한 의미 있는 발명이나, 그 조성물질의 비율이나 첨가물질의 종류 등에 의하여 효과가 현저히 달라질 수 있다. 따라서 본발명은 더 나아가서 접점재료의 효과를 현저히 상승시킬 수 있도록 그 조성물질을 여러가지 더 첨가함으로써 내용착성과 내소모성의 면에서 더욱 진보한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

최근의 전기접점기기의 고성능화로 그 기술력이 향상되었으나, 아직도 내용착성 및 내소모성에 한계가 있는 것이 사실이다.

본발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 전기접점재료의 내용착성, 내소모성 및 내식성을 보완하여 장기간의 수명을 갖는 전기접점재료를 제공하고자 한다.

상기와 같은 측면에서 본 발명은, Sn 4∼20중량%, In 0.5∼6중량% Te 0.01∼5중량%, 및 Au, Pd, Pt, Rh, Os, Ir, Ru을 1종 또는 2종 이상 총 0.001∼1중량% 함유하고, 필요에 따라 Fe, Ni및 Co 중 1종 또는 2종 이상을 0.001∼1중량% 함유 또는 Cd 0.01∼3중량%함유하며 나머지가 Ag으로 된 조성을 갖는 Ag합금을 내부산화처리하여 내용착성, 내소모성 및 내식성에 우수한 은-산화물계 전기접점재료를 제공한다.

Sn의 역할은 산화물을 형성함으로써 내용착성을 향상시키는 것이다.

Sn의 함유량은 4∼20중량%이며, 이는 그 함유량이 4중량%미만에서는 우수한 내용착성을 얻을 수 없고, 반면에 20중량%을 초과하면 접점으로서의 접촉저항의 상승이 과도해지며 제조단계에서의 가공성이 저하하기 때문이다.

In의 역할은 Sn성분의 산화를 촉진하고 동시에 자기가 산화물을 형성하여 내용착성과 내소모성을 높이는 것이다.

In의 함유량은 0.5중량%미만에서는 원하는 효과를 발생시킬 수 없고, 반면에 6중량%을 초과하면 내용착성이 저하되기 때문에, 0.5∼6중량%가 알맞다.

Te성분은 접점개폐로 인한 아크발생시 승화하기 어려운 산화물을 형성하고 내용착성 및 내소모성을 향상시키는 작용을 하지만 그 함유량이 0.01중량%미만에서는 기대되는 효과가 발생하기 어렵고, 반면에 5중량%을 초과하면 가공성이 저하되므로 그 함유량을 0.01∼5중량%로 함이 적당하다.

Cd성분은 Te성분과 함께 내용착성을 향상시키는 역할을 하는데, 그 함유량이 0.01중량%미만에서는 기대되는 내용착성을 얻기 어렵고, 반면에 3중량%을 초과하면 내소모성을 저하시키므로 그 함량을 0.01∼3중량%로 함이 적당하다.

또한 Au, Pd, Pt, Rh, Os, Ir, Ru 성분을 1종 또는 2종 이상 총0.001∼1중량% 더 포함하는데, 이들 중 1B족 구리족 원소인 Au를 제외하고는 모두 8족인 백금족 원소들로써 내식성 및 내열성이 뛰어나, 전기접점재료의 기능성을 증대시키는 작용을 한다.

Au은 백금족 원소는 아니나, 유연하여 구리, 은, 백금족 원소 등의 합금으로 사용되며 전성과 연성이 강하고 전기와 열의 양도체이며, 강산화제에 의하여도 변하지 않는 특성을 가지는 바 접점재료의 내식성을 증대시킨다.

Fe, Ni, Co성분은, base metal에 고용되어 산화물 및 은입자를 미세화하고, 내용착성을 향상시키는 역할을 한다. 이들은 합금 구조를 조절하기 위해 합금에 혼합되는 것이며 그 함유량은 0.001∼1중량%로 함이 바람직하다. 왜냐면, 0.001중량% 미만인 경우에는 기대되는 효과를 얻을 수 없고 반면에 그 함유량이 1중량%을 넘으면 가공성이 저하되기 때문이다.

<실시예>

각각의 표 1a,1b,2,3에 나타난 성분조성을 갖는 Ag합금을 용해하고, ingot로 주조하고, 열간압출하여 가공한 두께5mm의 판재를 만들고, 이 후판을 열간 및 냉간 압연한 폭30mm×두께0.6mm의 박판을 만들고, 이 박판을 긴방향으로 깍은 폭2mm로 슬라이스 절단하고, 이 절단편에 대하여 산소분위기 중에서 700℃에서 24시간동안 내부산화처리를 한 다음 이 내부산화처리 후의 절단편을 합쳐서 이것으로 압축성형을 실시하여 직경 70mm의 bilet을 만들고 이 billet을 직경 7mm로 압출하여 가공하고 뒤이어 신선가공하여 직경 2mm의 선재를 만들고, 최종적으로 이 선재로부터 Header M/C으로 두경 4mm×두고1mm×족경2mm×족장2mm의 치수를 갖는 Rivet을 성형하는 것으로서 본발명인 은-산화물계 전기접점재료를 만들었다.

다음으로 각종전기접점재료에 대하여 ASTM전기 접점 수명 시험을 하였다.

이때, 직류전압-24V, 투입전류-100A, 차단전류-20A, 통전시간- 1초OFF-9초ON, 접촉력-100g, 개리력 100g, 개폐회로-5000회의 조건으로 접점 시험을 실시한다. 용착력과 소모량을 측정하고, 내용착성 및 내소모성을 평가했다. 그들의 측정결과를 표 1a,1b,2,3에 표시했다.

표 1a,1b,2,3에서 나타난 바와 같이 , 본발명은 종래접점재료에 비하여 우수한 내용착성 및 내소모성을 나타나는 것이 명백하다. 상기에서 서술한 바와 같이 본발명은 우수한 내용착성 및 내소모성을 갖는 은-산화물계 전기접점재료를 제공하므로, 각종전기기기에 조립되어 사용될 때 그 가치를 높일 수 있다.

본발명에 의한 전기접점재료는 기존의 전기접점재료에 비하여 내용착성 및 내소모성과 내식성의 면에서 향상된 접점재료를 제공한다.

기존의 기술에 비하여 조성물의 종류를 더욱 다양하게 첨가함으로써, 이상의 효과를 발생시킬 수 있으며, 본발명은 각종 전기전자 기기에 실질적으로 사용되어 그 기기의 고성능화에 기여할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. Sn 4∼20중량%과 In 0.5∼6중량%과 Te 0.01∼5중량%와 Ag을 포함하며, 필요에 따라 Ni, Co, Fe 을 1종 또는 2종 이상 총 0.001∼1중량% 더 포함하는 용해합금을 내부산화한 은-산화물계 전기접점재료에 있어서,

   상기의 용해합금은 Au, Pd, Pt, Rh, Os, Ir, Ru 을 1종 또는 2종 이상 총 0.001∼1중량% 더 포함하고 나머지는 Ag으로 이루어진 것을 특징으로 하는 은-산화물계 전기접점재료.
2. 제 1항에 있어서,

   상기의 전기접점재료는 필요에 따라 Cd 을 0.01∼3중량% 더 포함하는 것을

   특징으로 하는 은-산화물계 전기접점재료