JPH10212508A - 電気接点用粉末材料およびその製造方法 - Google Patents

電気接点用粉末材料およびその製造方法

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JPH10212508A
JPH10212508A JP2840297A JP2840297A JPH10212508A JP H10212508 A JPH10212508 A JP H10212508A JP 2840297 A JP2840297 A JP 2840297A JP 2840297 A JP2840297 A JP 2840297A JP H10212508 A JPH10212508 A JP H10212508A
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JP
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silver
powder
powder material
oxide
metal
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JP2840297A
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English (en)
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Kazuhito Ichinose
一仁 一之瀬
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 銀または銀合金母材中に高融点金属酸化物を
分散させた電気接点用粉末材料を製造するに際し、高融
点金属酸化物を均一微細に材料中に分散した状態にする
ことができるような電気接点用粉末材料およびその製造
方法を提供する。 【解決手段】 銀と周期律表5a族および6a族に属す
る高融点金属との複合酸化物、または銀および銀と前記
高融点金属との複合酸化物からなる電気接点用粉末材料
および銀粉末に周期律表5a族および6a族に属する高
融点金属またはこれら高融点金属の酸化物からなる群か
ら選ばれた1種以上を粉末で混合し、中性雰囲気または
酸化雰囲気中で熱処理することにより、銀と前記高融点
金属との複合酸化物、または銀および銀と前記高融点金
属との複合酸化物からなる塊状粉末材料を得た後、該塊
状粉末材料を粉砕する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は銀と高融点金属元素
との複合酸化物が含有されている電気接点用粉末材料と
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に電気接点には、その用途と電気回
路構成に応じた接触抵抗安定性、耐アーク性、耐溶着
性、耐消耗性などの諸特性が要求され、現在広く用いら
れている電気接点は、このような各特性に対する要求度
合いによって銀と他の金属材料を適宜選択配合して作ら
れている。
【0003】例えば大電流域の電気接点材料には、Ag
−W系、Cu−W系などのように高融点金属と導電性金
属との合金材料が用いられており、中負荷以下の電流域
の電気接点材料には、導電性に優れたAgを主成分とし
たAg−酸化物系、Ag−Ni系、Ag−C系等の合金
材料が主に用いられている。
【0004】しかし、いずれの用途においてもこれらの
材料から作られた電気接点は、開閉回数が多くなるにつ
れて接触抵抗が増加し、これに伴って接点における温度
上昇が一層著しくなるために、接点部の耐摩耗性や耐溶
着性が劣化してしまうという欠点があった。
【0005】従来の電気接点におけるこのような欠点を
改善するために、それぞれの合金系材料の接触抵抗値を
低下させ得るような第3元素からなる物質を添加するこ
とが行われている。このような効果を有する第3元素か
らなる添加物のうち、周期律表5a族および6a族に属
する高融点金属のV、Cr、Nb、Mo、TaおよびW
の酸化物は、Agの融点以下の温度で昇華性を有し、接
触抵抗値の低下による接点特性の劣化防止に最も効果あ
る添加物とされている。
【0006】これらの高融点金属酸化物を材料中に添加
する方法としては、内部酸化法や粉末冶金法などがある
が、いずれの方法においてもその添加方法を工夫しなけ
れば材料の添加は極めて困難であった。その理由は内部
酸化法による場合には先ず酸化される溶質元素である高
融点金属を固溶したAg合金を作製しなければならない
が、Agとこれらの高融点金属は互いに固溶域を持たな
いために、高融点金属を固溶したAg合金を作製するこ
とは殆ど不可能であり、また粉末冶金法による場合に
は、例えば10μmといった極めて微細な粒子径の原料
粉末を使用しなければ、これら高融点金属酸化物粉末が
凝集してしまい殆ど均一に混合することができないのに
も拘らず、一般市販されるこれら高融点金属酸化物の粒
径はこれより遥かに大きく、また破砕性が低いからであ
る。
【0007】従って、上記した方法ではいずれにしても
添加した高融点金属酸化物が均一微細に混合した接点材
料を得ることが難しく、接点の開閉による消耗によって
接触部分の酸化物粒子の分散状態が変化するために、接
触抵抗が増加してしまうので耐久性に乏しいという問題
を生じた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、銀または銀
合金母材中に高融点金属酸化物が分散された電気接点を
製造するに際して、該高融点金属酸化物を均一微細に材
料中に分散した状態にすることができるような電気接点
用粉末材料およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の実施態様は、銀と周期律表5a族お
よび6a族に属する高融点金属との複合酸化物、または
銀および銀と前記高融点金属との複合酸化物からなる電
気接点用粉末材料および銀粉末に周期律表5a族および
6a族に属する高融点金属を特徴とするものであり、ま
た第2の実施態様はこれら高融点金属の酸化物からなる
群から選ばれた1種以上を粉末で混合し、中性雰囲気ま
たは酸化雰囲気中で熱処理することにより、銀と前記高
融点金属との複合酸化物、または銀および銀と前記高融
点金属との複合酸化物からなる塊状粉末材料を得た後、
該塊状粉末材料を粉砕する電気接点用粉末材料の製造方
法を特徴とするものである。
【0010】本発明において用いられる周期律表5a族
および6a族に属する高融点金属は、具体的にはバナジ
ウム、クロム、ニオブ、モリブデン、タンタルおよびタ
ングステンである。そしてこれら高融点金属または該高
融点金属の酸化物は単独または複数種を粉末状で銀粉末
に混合するのがよい。また、粉末混合物の熱処理温度は
400〜800℃の範囲であることが好ましい。また、
加熱雰囲気は、中性雰囲気または酸化雰囲気が好まし
い。またさらに、得られた塊状複合酸化物粉末材料の粉
砕度は、これによって得られる電気接点用粉末材料の粒
径が10μm以下となるようにすることが好ましいが、
0.5μm以下の粒径の粉末材料は、製造技術上現時点
では困難であるので、0.5μmが下限となる。
【0011】
【発明の実施の形態】導電性金属の銀または銀合金母材
中に高融点金属酸化物粒子を分散させて形成された電気
接点において、該母材中に分散された高融点金属酸化物
粒子が粗くかつ分散状態が不均一であるときは、接点の
開閉を繰り返すことによりその接触部分の消耗が著し
く、また消耗とともに接触部分における粒子の分散状態
が変化するために接点の電気的特性も変化してしまうの
で継続的に安定した電気的特性が得られない。
【0012】従って、銀または銀合金母材中の分散粒子
を均一微細に分散させることが安定した電気接点特性を
得るために重要なことである。しかし、銀粉末中に周期
律表5a族および6a族の高融点金属であるバナジウ
ム、クロム、ニオブ、モリブデン、タンタルおよびタン
グステンなどの酸化物粉末を分散させる場合に、従来行
われている粉末冶金法を採用するときは微細な酸化物を
得てこれを均一に分散させることは甚だ困難であり、ま
た加工性を考慮するとその分散量も限られたものになら
ざるを得なかった。
【0013】本発明者らは、前記の問題点を克服すべく
研究の結果、銀粉末中に周期律表5a族および/または
6a族の高融点金属であるバナジウム、クロム、ニオ
ブ、モリブデン、タンタルおよびタングステンの金属粉
末または該高融点金属の酸化物粉末を添加混合し、適切
な温度で加熱処理をした場合には、これらの高融点金属
酸化物は、AgVO、AgCrO、AgNb
、AgMO、AgTaO、Ag
などの銀−高融点金属複合酸化物の形態を採ること、
またこのようにして得られた粉末材料を銀粉末と混合し
て常法による粉末冶金法によって電気接点を作製すると
きは、該複合酸化物は焼結時に還元され、V、C
r0、Nb、Ta、WOなど元の高融
点金属酸化物に戻ることなどをX線回折によって確認し
た。
【0014】そして、このように添加後の混合体に熱処
理を加えて銀と高融点金属との複合酸化物を形成させた
場合には、該複合酸化物はきわめて粉砕性がよいので高
融点金属酸化物粉末をそのままの形態で銀または銀合金
母材中に混在させた場合よりも、粉砕によって一層微細
な粉末を容易に得ることができること、また該複合酸化
物は元の高融点金属酸化物より銀との濡れ性が遥かに高
いこと、従ってこのようにして得られた粉末材料を使用
して、粉末冶金法により電気接点を作製するときは、結
果として銀または銀合金母材中に高融点金属酸化物が高
密度で均一微細に分散された電気接点を得ることができ
ることを見出し本発明を完成したものである。
【0015】本発明において、銀粉末中に周期律表5a
族および/または6a族の高融点金属であるバナジウ
ム、クロム、ニオブ、モリブデン、タンタルおよびタン
グステンの金属粉末または該高融点金属の酸化物粉末を
添加混合した後に施される熱処理温度は、400〜80
0℃の範囲であることが望ましく、これによって高融点
金属酸化物は銀との複合酸化物を形成し、銀−高融点金
属酸化物、または銀と銀−高融点金属複合酸化物からな
る塊状粉末材料が得られる。
【0016】次いでこの塊状粉末材料を適宜の粉砕手段
により粉砕して分級を行うことにより容易に粒径10μ
m以下の微細粉末混合物を得ることができる。なお、上
記した粉末混合物の熱処理に際しての加熱雰囲気は中性
雰囲気、または酸化雰囲気で行うことが好ましく、特に
添加粉末として高融点金属粉末を用いるときは酸化雰囲
気とすることがより好ましい結果が得られる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例とともに示
す。 実施例1:平均粒径20μmの銀粉末に平均粒径50μ
mの市販モリブデン粉末を50重量%になるように添加
し、混合後酸化雰囲気中で700℃の温度で熱処理を施
した。これにより得られた塊状の粉末をスタンプミルで
粉砕した後、粉末を分級して10μm以下の混合粉末を
得ることができた。得られた粉末をX線回折により酸化
物の状態を調べたところモリブデンは銀との複合酸化物
AgMoの形態となっていることが確認され
た。
【0018】次ぎに銀粉末に前記のようにして得られた
粉末を最終的にモリブデン酸化物量が10原子%となる
ようにして配合し、乾式混合によって混合し、得られた
混合粉末を金型にて成型し、成型体を真空雰囲気で85
0℃の温度で焼結して電気接点を作製した。得られた電
気接点の金属組織を光学顕微鏡により観察した結果を図
1に示す。なお、さらに得られた電気接点における酸化
物の状態をX線回折によって調べたところ、銀−モリブ
デン複合酸化物のAgMoは、焼結時にモリブ
デン酸化物のMoOの状態に還元されていることが確
認された。
【0019】比較例1:平均粒径20μmの銀粉末に平
均粒径50μmの市販モリブデン酸化物粉末をモリブデ
ン酸化物量が10原子%となるようにして配合し、乾式
混合によって混合し、実施例1と同様にして焼結法によ
る電気接点を作製した。得られた電気接点の金属組織を
光学顕微鏡により観察した結果を図2に示す。図1と図
2とを比較すれば分かるように実施例1の本発明の電気
接点用粉末材料を使用して得られた図1に示すものは、
モリブデン酸化物が均一微細に分散した組織を有してい
るのに対して、図2に示す比較例1の従来法によるもの
は、モリブデン酸化物は粗大でかつ分散も不均一であ
る。なお、この比較材についても焼結体中の酸化物の形
態をX線回折により調べたが、元の原料酸化物粉末にお
ける形態のMoOの状態に変化はないことが確認され
た。
【0020】
【発明の効果】本発明により製造された粉末材料を電気
接点用粉末材料として使用すれば、高融点金属酸化物が
均一微細に銀母相中に分散した電気接点を作製すること
が可能となるので、電気接点の性能および耐久性を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気接点用粉末材料を使用して得られ
た電気接点における顕微鏡による金属組織を示す写真で
ある。
【図2】従来法によって得られた電気接点における顕微
鏡による金属組織を示す写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/14 C22F 1/14 // C22F 1/00 621 1/00 621 630 630D 661 661 680 680 687 687 691 691B

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銀と周期律表5a族および6a族に属す
    る高融点金属との複合酸化物、または銀および銀と前記
    高融点金属との複合酸化物からなる電気接点用粉末材
    料。
  2. 【請求項2】 粒径が10μm以下である請求項1記載
    の電気接点用粉末材料。
  3. 【請求項3】 銀粉末に周期律表5a族および6a族に
    属する高融点金属またはこれら高融点金属の酸化物から
    なる群から選ばれた少なくとも1種を粉末で混合し、中
    性雰囲気または酸化雰囲気中で熱処理することにより、
    銀と前記高融点金属との複合酸化物、または銀および銀
    と前記高融点金属との複合酸化物からなる塊状粉末材料
    を得た後、該塊状粉末材料を粉砕することを特徴とする
    電気接点用粉末材料の製造方法。
  4. 【請求項4】 粉末混合物の熱処理温度は400〜80
    0℃の範囲であることを特徴とする請求項3記載の電気
    接点用粉末材料の製造方法。
  5. 【請求項5】 塊状粉末材料の粉砕によって得られる粉
    末材料の粒径は10μm以下であることを特徴とする請
    求項3記載の電気接点用粉末材料の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010280971A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Mabuchi Motor Co Ltd 摺動接点材料及びクラッド複合材並びにモーター
CN104498762A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 桂林电器科学研究院有限公司 一种含添加物的银氧化锡电触头材料的加工方法
CN104593633A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 桂林电器科学研究院有限公司 一种含添加物的银氧化锌电触头材料的制备方法
CN114262815A (zh) * 2021-02-01 2022-04-01 中南大学 一种银-金属氧化物复合材料及其制备方法和作为电触头材料的应用

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