WO2004016818A1 - Ag−酸化物系電気接点材料の製造方法およびその製品 - Google Patents

Ag−酸化物系電気接点材料の製造方法およびその製品 Download PDF

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Sadao Sato
Hideo Kumita
Kohei Tsuda
Mitsuo Yamashita
Kunio Shiokawa
Kenichi Kamiura
Kiyoshi Sekiguchi
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Tokuriki Honten Co., Ltd.
Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd.
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    • H01H1/023Composite material having a noble metal as the basic material
    • H01H1/0237Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides

Definitions

  • the present invention relates to an Ag-oxide-based electrical contact material having excellent contact reliability, welding resistance, and arc wear resistance used for various switches, connectors, breakers, and the like, and a method for producing the same.
  • Ag- (Sn, In, Sb) -based internal oxidized contact materials have been developed as medium load contacts with various characteristics.
  • the speed of miniaturization of recent devices is extremely fast. Severe characteristics have been required for the contacts.
  • An internal structure in which an oxide is precipitated and dispersed can be obtained by subjecting an alloy obtained by adding Sn, In, Sb, Bi, etc. to Ag to an internal structure in which oxides are precipitated and dispersed.
  • Internal oxidation conditions, wear conditions after contact characteristics evaluation test As a result of research with, it was found that oxide condensation layer of A g re Tutsi layer formed on the surface during contact making and immediately below it causes the lead to poor results of such welding or junction temperature rise during contact switching.
  • the inventor has analyzed various factors that affect the change in the oxidized structure due to the temperature, oxygen pressure, and additive elements in the internal oxidation mechanism, and further studied the manufacturing conditions under an extended analysis range.
  • the role of oxides of various elements other than Cd in contributing to the contact characteristics was reviewed, and the cleaning action and arc phenomena on the surface of the electrical contacts, such as the properties of the added oxide, especially
  • various characteristics such as welding resistance, arc wear resistance, and low contact resistance are obtained.
  • the optimum relationship between the additive element comparable to the Ag-Cd ⁇ electrical contact material and the dispersed state of the oxide in Ag including the composite oxide could be confirmed.
  • the present invention has been made based on the above confirmation, and the Sn oxide has a vapor pressure lower than CdO in a temperature range of about 500 to 400 ° C. By dispersing the oxides, the combined vapor pressure behavior of these metal composite oxide forms can be more closely approximated to the C d0 vapor pressure behavior, and the synergistic action exhibits excellent contact characteristics.
  • 31 in Ag contains 1 to 5% by weight, 1 ] 1 is 3 to 10% by weight more? 6,
  • One or two of Ni and Co are 0.05% to 1% by weight, and the balance of Ag is internally oxidized. It is characterized in that the oxide and one or two oxides of Fe, Ni, and Co are uniformly and finely precipitated and dispersed.
  • the alloy consisting of 0.05% to 1% by weight of one or two species and the balance of Ag is internally oxidized, and in the internal structure, Sn / In complex oxide and In / Bi complex oxide of added elements Compound, Sn ⁇ Bi complex oxide, and Sn ⁇ In ⁇ Bi complex oxide and one or two of Fe, Ni, and Co oxides are uniformly and finely precipitated and dispersed.
  • the additive element Sn ⁇ In composite oxide, In.Sb composite oxide, Sn.Sb It is characterized in that the composite oxide, the Sn ⁇ In ⁇ Sb composite oxide and one or two of Fe, Ni and Co are uniformly and finely precipitated and dispersed.
  • Sn, Bi, and Sb oxides have a content of about 500 to 400.
  • the combined vapor pressure behavior of these metal composite oxide forms can be further improved. It approximates the behavior of the vapor pressure, so that the synergistic action can exert excellent contact characteristics, and the contact surface of the Ag rich layer which is considered to destabilize the contact reliability of the contacts
  • 311 is 1 to 5% by weight
  • 11 is 3 to 10% by weight
  • 8 is 0.05 to 2% by weight
  • Sb force S is 0.05 to 5% by weight.
  • the internal deformation density is increased by the high processing, which is the processing rate, and the complex oxides of the added elements are uniformly and finely dispersed and dispersed deep down to the internal structure due to the interaction caused by the generation of many crystals and nuclei of oxide particles.
  • a Cd-free electrical contact excellent in various electrical properties such as welding resistance, arc wear resistance, and low contact resistance can be obtained.
  • the reason for setting the upper limit of the processing rate to 95% in the above is that the processing beyond this is the limit of the workability of the material, and the processing strain that exerts the effect sufficiently when the processing is less than 50%. Because it is not enough to cause
  • the reason for the oxygen pressure to 5 kg / cm 2 ⁇ 5 0 kg / cm 2 , the nitrogen and hydrogen non-oxidizing gas i.e. air in the internal oxidation furnace by substituting was removed, along with Rukoto to improve the oxidative atmosphere in the furnace, the oxygen pressure to obtain a uniform and fine precipitation dispersing a composite oxide of added elements to the material inside the deep is less than 5 kg / cm 2 not If it is more than 50 kgZcm 2 , the furnace equipment becomes enormous, and it is not possible to obtain a dramatic effect on the characteristics that is commensurate with the production cost.
  • the reason that the temperature was raised from 200 ° C in a pressurized oxygen atmosphere and the upper limit was set to 700 ° C as the internal oxidation temperature was that 200 ° C was the lower limit of the internal oxidation temperature range. Yes, 700. Above C, the diffusion rate of solute elements becomes higher than the diffusion rate of oxygen from the material surface during internal oxidation, This is because a strong layered agglomeration is formed at the same time to inhibit the progress of internal oxidation thereafter.
  • the reason why the upper limit of the component range of Sn to Ag is set to 5% by weight is that if the addition exceeds this, the oxide cannot be finely precipitated and the layered strong coagulation inside the oxidized structure. This makes it difficult for the internal oxidation to proceed thereafter, causing serious embrittlement in the oxidized structure. Also, if the addition is less than 1% by weight, complex oxidation with multiple elements cannot be satisfied, and a sufficient addition effect on various electric properties cannot be obtained.
  • the reason for setting the content to 10% by weight is that if it is added more than this, it forms a dense oxide film on the surface during internal oxidation in combination with other elements, making it difficult for oxygen to enter from the surface. If the content is less than 3% by weight, the effect of suppressing the volatilization loss due to arc, which is the effect of the vapor pressure lower than that of CdO described above, is not exhibited.
  • the reason why the upper limit of the component range of B i is set to 2% by weight is that if the addition amount exceeds that, it causes hot embrittlement, and the alloy is reduced in order to refine the oxide which is an element of the present invention. This is because it becomes difficult to manufacture at a processing rate of 50% to 95%, and in addition, remarkable agglomeration of oxides occurs at the time of internal oxidation, making subsequent internal oxidation difficult to proceed. If the content is less than 0.05% by weight, the effect of finely dispersing the composite oxide particles cannot be obtained.
  • the reason that the upper limit of the component range of Sb is set to 5% by weight is that addition of more than this causes a dense oxide film to be formed on the surface at the time of internal oxidation in combination with other elements, so that oxygen enters from the surface. Is to make it difficult. 0 If the amount is less than 0.5% by weight, the effect of contact surface cleaning, which is an effect of a vapor pressure higher than that of CdO, is not exhibited.
  • the addition of one or two of Fe, Ni, and Co is effective mainly in refining the crystal grains and in making the oxide particle size uniform.
  • the reason why the upper limit is set to the upper limit is that alloying by the melting method is extremely difficult even if it is added in excess of this, and if it is less than 0.05% by weight, effects such as grain refinement cannot be exerted. .
  • FIG. 1 is a micrograph of the internal structure according to the fourth embodiment
  • FIG. 2 is a micrograph of the internal structure according to the first conventional example
  • FIG. 5 is a table showing various electrical characteristics of the alloy.
  • composition alloy shown in Fig. 3 was obtained from one or two of Sn, In, Bi, Sb and Fe, Ni, and Co having a purity of 5% by weight or more. It was produced in the process of.
  • an Ag plate is hot-pressed on one surface to form an Ag layer for brazing.
  • the material was cold-rolled at a working rate in each of Embodiments 1 to 9 to form a plate having a thickness of 2 mm, and then punched into a disk shape having a diameter of 6 mm.
  • this sample was prepared in an oxidizing atmosphere at an oxygen pressure of 50 kg / cm 2 , at 200 ⁇ m.
  • the temperature was raised to C to 600 ° C. to perform internal oxidation.
  • the temperature is 200 ° C. to 63 0 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 30 kg / cm 2 .
  • the temperature was raised to C for internal oxidation.
  • the pressure is 200 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 5 kgcm 2 .
  • the pressure is 200 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 50 kg / cm 2 .
  • the temperature is 200 ° C. to 65 ° C. in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 20 kg Z cm 2 .
  • the temperature was raised to C for internal oxidation.
  • the pressure is 200 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 10 kg / cm 2 . C-600. The temperature was raised to C for internal oxidation.
  • the temperature is 200 ° C. to 680 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 8 kgZcm 2 .
  • the temperature was raised to C for internal oxidation.
  • the oxygen pressure is 200 in an oxidizing atmosphere with an oxygen pressure of 40 kg / cm2.
  • the temperature was raised to ⁇ 450 ° C for internal oxidation.

Description

A g—酸化物系電気接点材料の製造方法およびその製品 技術分野
本発明は、 各種スィッチ、 コン夕クタ、 ブレーカ等に用いる接触信 頼性、 耐溶着性ならびに耐アーク消耗性に優れる A g—酸化物系電気 接点材料およびその製造方法に明関する。
背景技術
電気接点材料は種々のものが用いられているが、 中でも特に A g— C d〇系は電気接点として要求される耐溶着性、 耐アーク消耗性、 低 接触抵抗等の諸電気特性に優れているために各分野でその需要も多く 、 長年にわたって材料の改良も重ねられており、 学術的研究も多く、 いわばこの系の材料、 製造技術は極限にまで達しているといえる。 しかし、 昨今、 この C dは既知のように国内における排出基準規定 あるいは E Cの廃家電 (W E E E ) 指令等にみられる如く、 その使用 は廃止の方向を目指している。
このような中で、 A g— C d 0系電気接点材料に替わる優れた諸電 気特性を備えた C dフリーの接点材料の要望がたかまつている。
そこで、 A g— ( S n、 I n、 S b ) 系内部酸化接点材料が諸特性 を備えた中負荷接点として開発されてきたが、 最近の機器の小型化の 速度は非常に速く、 特に接点に対してより過酷な特性が求められるよ うになつた。
A g中に、 S n、 I n、 S b、 B i等を添加した合金に内部酸化処 理を施すことにより、 酸化物が析出分散された内部構造が得られるが 、 接点の製造条件、 内部酸化条件、 接点特性評価試験後の損耗状況に ついて研究した結果、 接点作製時に表面に形成される A gリ ツチ層と その直下の酸化物凝縮層が接点開閉時に溶着や接点温度上昇等の悪い 結果を招来させることが判明した。
そこで、 C dの使用廃止問題を解決し、 しかも、 A g— C d〇系電 気接点材料に匹敵する諸特性を有し、 A g _ ( S n、 I n、 S b ) 系 の C clフリ一接点材料における内部酸化処理に特有の A gリ ツチ層と その直下の酸化物凝集層の生成を抑制し、 添加元素酸化物粒子の濃度 分布の不均一や粒子の粗大化およびその凝集等の諸問題を解決するこ とを目的とする。 発明の開示
本発明において発明者は、 内部酸化機構における温度 · 酸素圧 · 添 加元素が酸化組織の変化におよぼす諸要因を分析し、 さらに、 製造条 件にもその分析範囲を拡げて検討を行った。 また、 C d以外の種々の 元素の酸化物の接点特性に寄与する役割についても再検討を行い、 電 気接点の表面における清浄作用やアークに対する諸現象、 例えば添加 する酸化物の特性、 特にその蒸気圧の温度特性並びに A g中の分散状 態と開閉時に発生するアーク中の消弧作用現象との関係を解析するこ とにより、 耐溶着性、 耐アーク消耗性、 低接触抵抗等の諸電気特性に おいて、 A g— C d〇系電気接点材料に匹敵する添加元素および複合 酸化物を含むその酸化物の A g中の分散状態の最適な関係を確認する ことができた。
このような確認の基に、約 1 5 0 0〜4 0 0 0 ° Cの温度範囲で C d 〇より高い蒸気圧をもつ毒性の少ない S n酸化物や S b酸化物に着目 し、 それらが C d 0系と同等以上の接点用面清浄化作用を発揮するこ とを確認した。
さらに、 S n以外の添加元素も各々の複合酸化物として A g中に分 散さることによりこれらの相乗効果が発揮されることも確認した。 そこで本発明は、 以上の確認の基になされたものであり、 S n酸化 物に、約 5 0 0〜 4 0 0 0 °Cの温度範囲で C d Oより低い蒸気圧をも つ I nの酸化物を分散させることにより、 これらの金属複合酸化物形 態の組み合わせた合成蒸気圧の挙動をより一層 C d 0の蒸気圧の挙動 に近似させ、 その相乗作用が優れた接点特性を発揮しうるようにし、 また、 接点の接触信頼性を不安定にするとされる接点最表面の A gリ ツチ層の生成を抑制する手段として、 A g中に、 31 が 1〜 5重量% 、 1 ]1が 3〜 1 0重量%さらに? 6、 N i、 C oのうちの 1種又は 2 種を 0. 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる合金を内部酸化し、 かつ 内部組織において、 添加元素の S n ' I n複合酸化物と F e、 N i、 C oのうちの 1種又は 2種の酸化物が均一で微細に析出分散されたこ とを特徴とする。
また、 S n、 B i酸化物に、 約 5 0 0〜4 0 0 0。Cの温度範囲で C d Oより低い蒸気圧をもつ I nの酸化物を分散させることにより、 こ れらの金属複合酸化物形態の組み合わせた合成蒸気圧の挙動をより一 屬 C cl〇の蒸気圧の挙動に近似させ、 その相乗作用が優れた接点特性 を発揮しうるようにし、 また、 接点の接触信頼性を不安定にするとさ れる接点最表面の A gリ ツチ層の生成を抑制する手段として、 S nが :!〜 5重量%、 1 11が 3〜 1 0重量%、 8 1が0. 0 5〜 2重量%さ らに F e、 N i、 C oのうちの 1種又は 2種を 0. 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる合金を内部酸化し、 かつ内部組織において、 添加元 素の S n · I n複合酸化物、 I n · B i複合酸化物、 S n · B i複合 酸化物ならびに S n · I n · B i複合酸化物と F e、 N i 、 C oのう ちの 1種又は 2種の酸化物が均一で微細に析出分散されたことを特徴 とする。
また、 S n、 S b酸化物に、 約 5 0 0〜 4 0 0 0。Cの温度範囲で C d〇より低い蒸気圧をもつ I nの酸化物を分散させることにより、 こ れらの金属複合酸化物形態の組み合わせた合成蒸気圧の挙動をより一 層 C cl 0の蒸気圧の挙動に近似させ、 その相乗作用が優れた接点特性 を発揮しうるようにし、 また、 接点の接触信頼性を不安定にするとさ れる接点最表面の A gリ ッチ層の生成を抑制する手段として、 S nが 1〜 5重量%、 1 ] が 3〜 1 0重量%、 8 が 0. 0 5〜 5重量%さ らに F e、 N i、 C oのうちの 1種又は 2種を 0. 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる合金を内部酸化し、 かつ内部組織において、 添加元 素の S n · I n複合酸化物、 I n . S b複合酸化物、 S n . S b複合 酸化物ならびに S n · I n · S b複合酸化物と F e、 N i 、 C oのう ちの 1種又は 2種の酸化物が均一で微細に析出分散されたことを特徴 とする。
また、 S n、 B i 、 S b酸化物に、 約 5 0 0〜 4 0 0 0。 Cの温度範 囲で C d 0より低い蒸気圧をもつ I nの酸化物を分散させることによ り、 これらの金属複合酸化物形態の組み合わせた合成蒸気圧の挙動を より一層 C d 0の蒸気圧の挙動に近似させ、 その相乗作用が優れた接 点特性を発揮しうるようにし、 また、 接点の接触信頼性を不安定にす るとされる接点最表面の A gリ ツチ層の生成を抑制する手段として、 311が 1〜 5重量%、 1 1 が3〜 1 0重量%、 8 が0. 0 5〜 2重 量%、 S b力 S 0. 0 5〜 5重量%さらに F e、 N i 、 C oのうちの 1 種又は 2種を 0. 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる合金を内部酸化 し、 かつ内部組織において、 添加元素の S n · I n複合酸化物、 I ft • B i複合酸化物、 S n · B i複合酸化物, S n · S b複合酸化物、 I n · S b複合酸化物ならびに S n · I n · B i · S b複合酸化物と F e、 N i 、 C oのうちの 1種又は 2種の酸化物が均一で微細に析出 分散されたことを特徴とする。
以上の如く、 A g中に S n、 I n、 および F e、 N i、 C oのうち の 1種又は 2種、 さらに場合によって B i と S bの 1種以上を固溶さ せた合金を、 加工率 5 0 %〜 9 5 %の条件下で所望の接点形状に作製 し、 常圧にて純酸素に置換した後に酸素圧 5 k gZcm2〜 5 0 k g Z c m2 の酸素雰囲気中で 2 0 0。Cから昇温し 7 0 0。Cを上限とす る温度を内部酸化温度としたことにより、 従来のプロセスによる内部 酸化進行で発生する A gリ ツチ層およびその直下の酸化物凝集層の生 成を抑制し、 さらに上記の高い加工率である強加工により内部転位密 度を高め、 多数の結晶ならびに酸化物粒子生成の核を生じさせること による相互作用によって、 内部組織深層まで添加元素の複合酸化物を 均一で微細に析出分散され、 これによつて耐溶着性、 耐アーク消耗性 、 低接触抵抗等の諸電気特性に優れた C dフリーの電気接点とするこ とができる。
なお、 上記において、 加工率の上限を 9 5 %とした理由は、 これ以 上の加工は材料の加工性の限界であり、 また 5 0 %未満の加工では効 果を十分に発揮する加工歪みを発生させることには不十分であること による。
また、 常温で純酸素に置換し、 酸素圧を 5 k g/ c m2 〜 5 0 k g / c m2 にする理由は、 置換することで内部酸化炉中の非酸化性ガス すなわち空気中の窒素と水素を除去し、 炉内の酸化雰囲気を向上させ ることと併せ、 酸素圧が 5 k g/ c m2未満では材料内部の深層まで 添加元素の複合酸化物を均一で微細な析出分散を得るには不十分であ り、 5 0 k gZ c m2以上では炉体設備が膨大になり製造コス 卜に見 合う程の特性上の飛躍的な効果が得られないためである。
さらに、 加圧酸素雰囲気中で 2 0 0 °Cから昇温し 7 0 0 °Cを上限 とする温度を内部酸化温度とした理由は、 2 0 0 °Cが内部酸化の温度 範囲の下限であり、 7 0 0。C以上では内部酸化における材料表面から の酸素の拡散速度よりも溶質元素の拡散速度が大きくなり、 組織表層 に層状の強固な凝集を形成して以後の内部酸化進行を阻害するためで ある。
また、 昇温前に加圧された酸素の供給が遅延すると、 上述と同様に 酸素の拡散が不十分な状態で溶質元素の拡散が始まり、 酸素の供給が 遅れて組織表層での酸化物生成反応がおこるため、 最表面に A g リ ツ チ層を堆積させることになると考えられる。
さらに、 A gへの S nの成分範囲の上限を 5重量%とした理由は、 これを超過した添加では当該酸化物を微細に析出させることができず 、 酸化組織内部で層状の強固な凝集を形成して以後の内部酸化進行が 困難となり、 酸化後の組織に重大な脆化を引き起こすからである。 ま た、 1重量%未満の添加では多元素との複合酸化を充足させることが できず、 十分な諸電気特性に対する添加効果が得られないからである つぎに、 I nの成分範囲の上限を 1 0重量%とする理由は、 これ以 上の添加ではその他の元素と組み合わさって内部酸化時に表面に緻密 な酸化皮膜を形成し、 表面からの酸素の進入を困難にするためである 。 3重量%未満では上述した C d Oより低い蒸気圧の効果であるァ一 クによる揮発損耗を抑制する効果が発揮されないことによる。
さらに、 B i の成分範囲の上限を 2重量%とする理由は、 それを超 過する添加量の場合、 熱間脆性を引き起こし、 本発明の要素である酸 化物の微細化のために合金を加工率 5 0 %〜 9 5 %で作製することが 困難となり、 加えて内部酸化時に酸化物の著しい凝集を生じさせ、 以 後の内部酸化進行を困難にするためである。 0 . 0 5重量%未満では 複合酸化物粒子を微細に分散させる効果が現れないからである。
また、 S bの成分範囲の上限を 5重量%とする理由は、 これ以上の 添加ではその他の元素と組み合わさって内部酸化時に表面に緻密な酸 化皮膜を形成し、 表面からの酸素の進入を困難にするためである。 0 . 0 5重量%未満では C d Oより高い蒸気圧の効果である接点用面清 浄作用の効果が発揮されないからである。
さらに、 F e、 N i 、 C oのうちの 1種又は 2種の添加は、 主に結 晶を結晶粒微細化ならびに酸化物粒子サイズの均一化に効果を発揮し 、 この際、 1重量%を上限としたのはこれを超えて添加しても溶融法 による合金化がきわめて困難であり、 0. 0 5重量%未満では結晶粒 微細化等の効果を発揮することができないためである。 図面の簡単な説明
図 1 は、 実施の形態例 4による内部組織の顕微鏡写真であり、 図 2 は、 従来例 1 による内部組織の顕微鏡写真であり、 図 3は、 従来例お よびそれぞれの実施の形態例における組織合金に対する諸電気特性を 示す図表である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、 実施の形態例を添付の図面を 用いて説明する。
9 9. 5重量%以上の純度を有する S n、 I n、 B i 、 S bさらに F e、 N i 、 C oのうちの 1種又は 2種を原料として図 3に示す組成 合金を以下の行程で作製した。
高周波誘導溶解炉にて、 溶解、 铸造したインゴッ トを熱間圧延後、 その 1面に A g板を熱間圧着して、 ろう付け用の A g層を形成する。 つぎに、 当該素材を図 3に示す如く、 形態例 1〜 9をそれぞれの加 工率で冷間圧延して厚さ 2mmの板とした後、 直径 6 mmの円盤状に 打ち抜いた。
この試料を形態例 1では、 酸素圧 5 0 k gノ c m2 の酸化雰囲気中 で 2 0 0。C〜 6 0 0 °Cに昇温して内部酸化させた。 形態例 2では、 酸素圧 3 0 k gノ c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0 °C 〜 6 3 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 3では、 酸素圧 5 k g cm2の酸化雰囲気中で 2 0 0。C〜
5 5 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 4では、 酸素圧 5 0 k g/c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0。C
〜 7 0 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 5では、 酸素圧 5 k g Z c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0 °C〜
6 7 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 6では、 酸素圧 2 0 k g Z c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0 °C 〜 6 5 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 7では、 酸素圧 1 0 k g / c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0。C 〜 6 0 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 8では、 酸素圧 8 k gZ c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0 °C〜 6 8 0。Cに昇温して内部酸化させた。
形態例 9では、 酸素圧 4 0 k g / c m2の酸化雰囲気中で 2 0 0。C
〜 4 5 0 ° Cに昇温して内部酸化させた。
比較のための従来例として、 従来例 1 として A g— 1 2重量% C d 、 従来例 2 として A g— 6重量% S n - 3重量% I n、 従来例 3とし て A g— 7重量% I nの合金をつく り、 それぞれ 5 0 %以下の加工率 で同様の形状とした後、 酸素圧 3 k g / c m2 の酸化雰囲気中で 7 8 0。 Cに固定した温度で内部酸化したものとした。 接点試験は、 接触 抵抗と溶 試験機 ( 6 O A定格用〉 ならびに市販接触器による実機テ ス ト (A C 2 0 0 V、 2 O A) を行ってその電気的特性を評価した。 産業上の利用可能性
以上詳細に説明した本発明によると、 耐溶着性、 耐アーク消耗性、 低接触抵抗等の諸電気特性に優れ、 さらに、 図 1に示す形態例 4に示 す酸化組織と図 2に示す従来例 1の酸化組織に見られるように酸化物 粒子および結晶粒径の観点からも理想的な効果が示されている。
また、 最表面に見られる A gリ ッチ層の除去についても優れている 効果がある。

Claims

B冃 求 の 範 囲
1. 内部酸化型の A g—酸化物系電気接点材料の製造方法において、 冷間加工率 5 0 %〜 9 5 %の条件で作製された内部酸化性 A g合金を 、 加圧酸化炉中の大気を酸素に置換後、 酸素圧を 5 k g / c m'2 〜 5 0 k g / c m2 の加圧酸素雰囲気中で 2 0 0 ° C以下の温度から徐々 に昇温し、 上限 7 0 0 ° Cで内部酸化処理をすることによって、 最表 面に生成する A g '〕 ツチ層と直下の酸化物凝集層を抑制し、 かつ、 内 部組織深層まで添加元素の複合酸化物を均一で微細に析出分散させる ことを特徴とする A g—酸化物系電気接点材料の製造方法。
2 . 請求項 1 において、 冷間加工率 5 0 %~ 9 5 %の条件で作製され る内部酸化性 A g合金を、 S nと I n、 さらに F e、 N i 、 C oのう ちの 1種以上および A gからなる A g合金とすることを特徴とする A g -酸化物系電気接点材料の製造方法。
3. 請求項 1 において、 冷間加工率 5 0 %〜 9 5 %の条件で作製され る内部酸化性 A g合金を、 S nと I n、 さらに B i と S bの 1種以上 、 および F e、 N i 、 C oのうちの 1種以上と A gからなる A g合金 とすることを特徴とする A g—酸化物系電気接点材料の製造方法。
4. 請求項 1および請求項 2の製造方法によってなる、 S n l 〜 5重 量%、 I n 3〜 1 0重量%さらに F e、 N i 、 C oのうちの 1種以上 を 0 . 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる A g—酸化物系電気接点材 料。
5. 請求項 1および請求項 3の製造方法によってなる、 S n l 〜 5重 量%、 I n 3〜: 1 0重量%、 B i 0. 0 5〜 2重量%さらに F e、 N i 、 C oのうちの 1種以上を 0. 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる A g—酸化物系電気接点材料。
6. 請求項 1および請求項 3の製造方法によってなる、 S n l〜 5重 量%、 I n 3〜 1 0重量%、 S b 0. 0 5〜 5重量%さらに F e、 N i 、 C oのうちの 1種以上を 0 · 0 5〜 1重量%、 残部 A gからなる A g—酸化物系電気接点材料。
7. 請求項 1および請求項 3の製造方法によってなる、 S n l〜 5重 量%、 I n 3〜 : L 0重量%、 B i 0. 0 5〜 2重量%、 S b 0. 0 5 〜 5重量%さらに F e、 N i、 C oのうちの 1種以上を 0. 0 5〜 1 重量%、 残部 A gからなる A g—酸化物系電気接点材料。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS542234A (en) * 1977-06-08 1979-01-09 Tanaka Precious Metal Ind Method of making electric contact material consisting of silverrtinoxide base alloy
JPS58100650A (ja) * 1981-12-11 1983-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気接点材料
JPS59219432A (ja) * 1983-05-27 1984-12-10 Chugai Electric Ind Co Ltd 銀−錫酸化物系複合接点材とその製法
JPS62241207A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 中外電気工業株式会社 電気接点材料
JPH0989727A (ja) * 1995-09-21 1997-04-04 Matsushita Electric Works Ltd 大気成分捕集器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3874941A (en) * 1973-03-22 1975-04-01 Chugai Electric Ind Co Ltd Silver-metal oxide contact materials
DE69219397T2 (de) * 1991-04-12 1997-11-06 Mitsubishi Materials Corp Metalloxidmaterial auf Silberbasis für elektrische Kontakte
JPH09106724A (ja) * 1995-10-12 1997-04-22 Maruzen Kogyo Kk 開閉器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS542234A (en) * 1977-06-08 1979-01-09 Tanaka Precious Metal Ind Method of making electric contact material consisting of silverrtinoxide base alloy
JPS58100650A (ja) * 1981-12-11 1983-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気接点材料
JPS59219432A (ja) * 1983-05-27 1984-12-10 Chugai Electric Ind Co Ltd 銀−錫酸化物系複合接点材とその製法
JPS62241207A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 中外電気工業株式会社 電気接点材料
JPH0989727A (ja) * 1995-09-21 1997-04-04 Matsushita Electric Works Ltd 大気成分捕集器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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