KR810001763B1 - 복합체의 은-산화주석(Ag-SnO)계 합금 전기 접점 재료 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복합체의 은-산화주석(Ag-SnO)계 합금 전기 접점 재료

본 발명은 복합체의 전기 접점 재료, 즉 복수의 은-산화주석(Ag-SnO)계 합금 소재를 복합하여 일체화한 새로운 전기 접점 재료에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 전기 접점 재료의 제조방법과 이와 같은 전기 접점 재료를 사용한 복합 접점재에도 관계된다.

내부산화 법에 의하여 만들어지는 은-산화주석계 합금의 접점 재료는 본 출원의 발명자의 특허로 미합중국 특허 제3933485호에 기술되었다. 이와 같은 합금은 내부산화에 의하여 모(母)금속내에 석출한 금속산화물을 갖으며 주석 1.5-10중량%, 인듐 0-6중량%, 0.5중량%이하의 미량의 철족(鐵族)금속과 잔부(殘部)의 은(銀)으로된 것이고 본 발명에 적절하게 사용할 수 있는 것이다.

본 발명은 실험을 반복하여 은-산화주석계 합금이 그 여러 가지의 특성에 있어서 은-산화카드뮴(Ag-CdO)계 합금과 동등 또는 그 보다도 우월하다고 하는 것을 확인하였다. 그러나 은-산화 주석계 합금은 내부 산화시 (산소 분위기에서 약 700도씨로 가열)의 외부로부터의 산소의 확산속도가 은-산화카드뮴계 합금보다 느리고, 거의 후자의 반밖에 되지 않는 결점이 있다.

따라서 비교적 큰 용적 또는 두께의 은-주석 합금을 내부산화하는데는 장시간을 요하고, 더욱이 내부 산화가 완전하지 않는 경우도 종종 볼 수가 있다.

은-산화주석계 합금에 있어서 고유의 것이라고도 할 수 있는 이같은 불편을 해결하고 비교적 큰 용적의 은-산화주석계 합금접점 재료를 유리하게 얻는 것을 목적으로 하여 이루어진 것으로서 각각 비교적 단시간에 완전히 내부 산화되는 정도의 용적으로 박판(薄板), 선재(線材), 조립(組粒)과 같은 형상의 복수의 은-산화주석 합금소제(성분 : Ag-Sn, 1.5-10%-In 0.55% ; Ni 또는 Co 0.5% 이하)를 압력하에서 소망의 용적과 형상으로 합성하여 이것을 은의 융점 : 960도씨의 근방의 온도로 가열하여 복합제의 전기접점 재료를 얻는 것이다.

상술한 복수의 은-산화주석 합금소재의 합성시에, 은, 동 혹은 이들의 소재를 합성하여 열처리하면 후자를 베이스(base) 부재(部材)로 하고 은-산화주석 합금으로 피복시킨는 비교적 큰 용적 또는 두께의 복합접점제도 본 발명에 의하여 용이하게 얻을 수 있는 것이다. 동을 어떠한 복합 접점재의 베이스 부재로서 이용할 경우에는 열처리는 은과 동의 공정 온도 779도씨의 근방에 행하는 것이 바람직하다.

이와 같이 해서 얻어진 은, 동 또는 이들 합금이 베이스 부재 부착의 유무에 관계없이 은-산화 주석합금의 전기 접점용 복합체재료는 다시 열간 압연혹은 압출성형하여 소망의 규격판 혹은 선으로 가공할 수도 있다. 이와 같은 경우에는 열처리를 열간 압연 혹은 압출 성형과 동시에 할 수도 있다. 내구시험을 하여본바, 이 발명에 의한 은-산화주석 합금의 복합체가 되는 전기 접점은 비교적 큰 용적을 갖는 경우 종래와 같이 전체를 일체로 하여 내부산화에서 얻은 동일 조성의 은-산화주석 합금 접점에 비하여, 특히 접촉 저항에 있어서 우수하다는 것이 확인되었다. 이것은 비교적 큰 용적의 은-산화주석 합금을 당초부터 그 용적으로 일체화하고 내부산화하여 얻은 경우에는 그 내부산화는 불완전하게 되고 그 결과 접점의 내부에 갈수록 정도가 낮게 되는 반면 접점의 소모에 수반하여 접점 압력은 낮아지므로 접촉 저항은 커지기 때문이며 이와 같은 접촉 저항의 증대는 최종적으로 접점의 용착(溶着)을 일으키게 된다.

이에 반하여 본 발명의 접점은 전체에 걸쳐 균일한 경도를 갖는 것으로 전술한 바와 같은 결함을 갖지 않으며 그 수명도 길고 또한 수명이 있는 한 접촉 저항도 거의 균일하다.

이 발명의 기초가 되는 것을 열거해 보면 다음과 같다.

(1) 상술한 조성을 갖는 은-산화주석계 합금중의 금속산화물은 700도씨 이상, 은의 융점 960도씨 이상에서도 안정하다는 것.

(2)은-산화주석 합금중에 분산하여 석출(析出)된 금속 산화물은 은-산화카드뮴 합금의 금속산화물 보다도 단단하고, 더욱이 그 입도(粒度)는 후자의 약 1/10이다.

그러므로 본 발명의 복합체 접점재를 압연 혹은 압출하여 성형하여도 그 금속 산화물의 합금내에서의 분산상(分散相)에 하등의 변화를 가져오지 않으며 미세하고 단단한 금속 산화물은 합금 소재가 압력하에서 합성될 때에 각 소재간의 연결부와 같은 역할을 하며 소재가 서로 활동(滑動)하는 것을 방지하여 소재가 세정(洗淨)된 충당면(衝當面)이 청결하여 활성으로 보존되며, 이와 같은 효과는 이 발명의 복합 접점재가 베이스 부재로서 등을 합성하여 만들어질때에는 특히 현저하다.

(3)합금 복합체중에 생긴 외곡이 압연 혹은 압출되어 작업을 은의 융점가까이에서 할 수 있으므로 제거할 수 있으며 열간압연 또는 압출형성에 의하여 합금중의 은의 입계(粒界)를 불연속으로 할 수 있는 효과가 있다.

[실시예 1]

중량비에서 은-주석5%-인듐1.7%-닉켈0.3%의 합금을 두께 1밀리의 판으로 압연하였다. 이판을 폭 60밀리 길이 300밀리의 작은 친으로 절단하였다. 이 작은 판을 산소 10기압의 분위기중 700도씨로 40시간 내부산화하였다. 이와 같이 해서 내부산화한 작은판의 양면을 초산 5% 수용액으로 세정하였다. 이 작은판과 동규격의 하나의 은판과 전기한 작은판 10판을 은판이 제일 밑이 되도록 쌓았다. 이들의 판에 1T/cm²의 하중에 걸어서 800도씨로 10분간 가열하여 합성하였다. 이와 같이 합성하여 하나의 복합체 잉곳(ingot 鑄塊)으로된 판을 800도씨로 예비 가열하여 두께 2밀리의 판으로 압연하여 이판을 쳐 뽑아 6밀리의 접점을 얻었다.

본 발명에서 얻은 접점과 동일한 규격, 조성 및 구조를 가지고 일반의 내부산화로 만들어진 접점과의 대비로, 이 발명의 접점의 성능을 에이.에스.티.엠(A.S.T.M)접점시험으로 테스트 한바 다음과 같다.

[실시예 2]

전기한 실시예 1과 동일한 조성으로 된 합금을 직경 1밀리의 선으로 가공했다. 이 선을 길이 300밀리의 단선으로 절단했다. 이 단선을 700도씨로 산소 3기압의 분위기속에서 20시간내부산화하였다. 산으로 세정한 후 이것을 직경 50밀리의 다발로 하여 온도 800도씨로 열간 압출 가공하여 직경 6밀리의 와이어 6분을 얻었다. 그후 소둔(燒鈍)을 반복하면서 이것을 두께 0.5밀리, 폭 4밀리의 테이프상으로 가공하였다. 이 테이프의 일면에 동규격으로 구리-닉켈(30%으로 된 테이프를 약 850도씨로 가열하면서 압착하였다.

압착면은 공정조직(共晶組織)이 되어, 강고(强固)한 압착이 보장되었다.

이와 같이 얻어진 테이프상의 은-산화주석 합금의 복합체 접점재는, 종래의 일반적인 내부 산화법에 의한 은-사화주석 접점재 보다도 신율이 좋고 연속적으로 일정규격으로 절단하면서 접점합금에 용접할 수 있고, 종래의 것은 항장력이 낮고 균열(Crack)이 생기기 쉬우며, 또한 절단중 금이 갔다.

[실시예 2]

중량비로 은-주석8%-인듐3%-닉켈0.3%의 합금을 만들어 용해했다. 이것를 질소(N₂)가스로 불어날려서 직경 0.3-1.5밀리의 조립(組粒)을 만들었다. 이것을 산화분위기 중에서 700도씨로 6시간 내부 산화 하였다. 산으로 씻은후, 직경 6밀리 두께 2밀리의 원판으로 하여 저면에 전중량의 1/10의 은분(銀粉)을 깔고 3톤으로 성형하여 900도씨로 3시간 산소기류 중에서 소결(燒結)하였다. 이것을 5톤의 하중으로 재성형 하였다.

시험의 결과 종래의 방법으로 된 같은 ＂디스크＂(ddisc)형 접점에 비하여 이 발명으로 된 상기의 접점은 30-50%나 낮은 접촉저항을 갖는 것이 확인되었다.

Claims (1)

1. 비교적 용이하게 내부산화할 수 있는 크기의 복수의 합금 소재를 합성한 복합체로 된 비교적 큰 용적의 전기 접점재로서, 해당 합금소재는 비교적 단시간에 내부산화를 완료하여 석출한 금속산화물을 갖이며, 주석 1.5-10중량%, 인듐 0.5-6중량%, 0.5중량% 이하의 미량의 절족금속과 잔부의 은으로 되고, 복합체를 만드는 합금소재는 700도씨 이상 은의 융점 근방의 온도로서의 열처리에 의하여 서로 야금적으로 일체화하는 복합체의 은-산화주석(Ag-SnO)계 합금전기 접점 재료.