JPS5810979B2 - ギン − サンカブツケイデンキセツテンザイリヨウ - Google Patents

ギン − サンカブツケイデンキセツテンザイリヨウ

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JPS5810979B2
JPS5810979B2 JP50101778A JP10177875A JPS5810979B2 JP S5810979 B2 JPS5810979 B2 JP S5810979B2 JP 50101778 A JP50101778 A JP 50101778A JP 10177875 A JP10177875 A JP 10177875A JP S5810979 B2 JPS5810979 B2 JP S5810979B2
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新保康
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Mitsubishi Marorii Yakin Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はAg−Cd0系、詳しくはAg−Cd0−Ni
0接点材の改良に関するものであって、その目的とする
ところはCdOの量を大巾に減少させてかつその性能を
さらに向上させようとすることにある。
Ag基地にCdOを分散させた電気接点材は従来より中
負荷の開閉器用として重要なものであったが、Cdの毒
性が明らかになるに伴ない特に製造工場において敬遠さ
れるような傾向になってきた。
然しなからCdOの効果については現在依然としてその
魅力は失なわれていない。
例えば、CdOを全く使用しない接点材の代表的なもの
としてAg−8nO2−In2O3系材料が近年かなり
研究されており、その性能もある面では従来のAg−C
d0に比してやや優れているところも見受けられるが、
しかしこのAg−8n02−I n 203系材料には
いくつかの欠点もあり従来のAg−Cd0系材料と比較
して総合的には同程度以下と考えざるを得ない。
ここに、本発明者は、Ag−Cd0系材料の耐摩性を改
善したところのAg−Cd0−Ni0系材料においてそ
のCdOのかなりの部分を(Sn02+■n203)と
入れ替えることによって、Cdの毒性を著しく減少させ
ると共に従来のAg−Cd0系材料は勿論、A g−C
dO−N iO系材料に比しても一層その性能を向上さ
せ得ることを見い出し、本発明を完成した。
本発明において見出した合金は、重量比でCd1〜6%
、Sn2〜7%、In1〜4%、 Ni O,01〜1
%、残部Agより成る合金を内部酸化させてなるA g
−CdO−8nO2−In203−NtO複合材料であ
って、cdの量を実質的に従来のAg−Cd0系材料の
1/2以下に減少させ、かつ高価なInも通常の公知の
この種材料に比して約1/2とするものである。
本発明接点材の特徴は、Ag基地中にCdO。
5n02.In2O3,NtOを分散させたことにあり
、後述する実施例に示す通り、多頻度の開閉において消
耗が少なく、しかも大電流に′おいて溶着の度合が低い
このように、本発明接点材の性能は、従来のAg−Cd
0系接点材の性能を上廻るもので、中電流ないし大電流
域用接点材として使用可能である。
即ち、本発明接点材はAg−Cd0−Ni0系接点材の
CdOの一部をSnO2とIn2O3とで置換えること
を特徴とする特に耐消耗性、耐溶着性の点で効果を発揮
し、また電気伝導度ならびに接触抵抗の安定性において
も実質上の低下が無く、従来の接点材と比較して総合的
に優れた接点材料であることがわかった。
本発明者の知見によれば、添加成分中のCdOは電気伝
導度をあまり低下させることなく中負荷において耐溶着
性を大きく改善するが、使用頻度が大きくなるに従って
溶着し易くなっていく欠点がある。
また、大電流に対しては耐溶着性をあまり改善しない。
一方、SnO2は中負荷において耐溶着性を改善するが
、接触抵抗が次第に増加していく点と製造の際酸化作業
が困難になるという欠点とがある。
In2O3はSnが添加されたときの酸化の進行を助け
るほか使用中に耐溶着性があまり低下しないという利点
もある。
NiOの添加は公知であるが、本発明にあっては特にC
dOを微細化、球状化させて均一に分散させる効果があ
る。
かくして、本発明はCdO,5n02とIn2O3゜N
iOの共存下での予想外の相乗効果を見い出したことに
もとすくものである。
本発明において、内部酸化前に銀基地中に分散している
酸化されるべき成分の量についてその限定理由を示せば
次の通りである。
なお、「%」は重量比で示すものである。
Snの量は2〜7%が適当であって2%未満では上記の
効果が顕著でなく7%を毬えると使用するに従って接触
抵抗が増加し過ぎる。
そしてさらに酸化作業が困難になってい匂 Inの量は
1〜4%が適当であって1%未満では上記の効果が少な
く、また4%を越えて添加してもその性能改善への影響
は僅少であるほか高価であるから上限を4%とした。
Cdの量を1%以上としたのはこの種接点材においては
総酸化物量において適量値があるのでCdが1%未満の
場合は必然的にSnとInを増加させなくてはならなく
なるので、その場合は酸化物が次第に蓄積してゆき接触
抵抗の増加が大きくなるほか、酸化作業の困難が加わり
またコストアップになる等の不利な面が発生するので適
当でなく、また一方6%を毬えると毒性をあまり減少で
きないはかSnおよびInを減少させなくてはならなく
なるので、Sn、Inの効果が不足となるのでCdの上
限は6%である。
従って、Cdの量は1〜6%とした。
Niの添加は公知であるがNiのAgに対する固溶度は
微量であって1%を毬えて添加すると害があり、また0
、01%以上で所期の効果がある。
従ってNiの量は0,01〜1%とした。以上のように
本発明の接点材は、Ag−Cd0系のCdOの有利性を
活かし、かつその欠点を補なうため、従来のCdOのう
ちのかなりの量を(SnO2+In203)で置換する
ものであって、CdOの欠点であるLころの耐溶着性が
経時的に低下していくのを防ぐことに成功し、それに関
連して耐消耗性を向上させることが出来たものである。
そしてさらに従来中負荷専用であったAg−Cd0系材
料をかなりの大電流に対しても使用出来るように性能を
改善することが出来た。
思うに本発明の組成の材料はその組織が均一微細である
ほかこれらの酸化物が協同して適当な蒸気圧を形成し、
使用中に基地のAgと酸化物とが調和のとれた消耗を継
続していくためであろうと思われる。
以下実施例1〜2、比較例1〜3、および性能比較試験
1〜2によって本発明接点材料の性能と従来の接点材料
の性能とを比較して説明する。
実施例 1 本例は本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag879gとNi1gを大気中で約1500℃で溶解
し、次に湯温度を1000℃に低下させてから50%A
g −50%CdのAg−Cdの母合金50g、In3
0gおよびSn40gを添加し、これを鋳造して約1k
gの鋳塊を製造した。
これらの鋳塊の表面を面削し巾40mm厚さ10節の接
点素材としこの一面に約1mmの純銀板を熱圧着してろ
う何月の銀層を形成した。
更にこれらの素材を塑性加工によって厚さ1.1mmの
薄板とした後プレス機によって11關角型と7mm丸型
との2種の接点形状に打ち抜きこれを内部酸化炉中に7
00℃、3気圧の酸素雰囲気中で24時間保持して銀−
酸化物系接点を製作した。
これら二種の接点を後記の通り検査試験即ち接点断面顕
微鏡写真、常温硬さ、高温硬さ、電気伝導度、消耗量、
接触抵抗の変化および溶着力を検査、試験した。
実施例 2 本例は本発明接点材の製造例を示すものである。
Ag889.9とNi1gを大気中で約1500℃で溶
解し、次に湯温を1000℃に低下させ、ここで50%
Ag −50%CdのAg−Cdの母合金30g、In
30gおよびSn 50 gを添加し、これを鋳造して
約1kgの鋳塊を製造し、実施例1に示す方法で同形、
同寸法の銀−酸化物系接点を製作した。
そしてこれについても後記の通り実施例1と同一の試験
を行なった。
比較例 1 本例は従来の接点材のAg−Cd0系接点材の製造例を
示すものである。
Ag 760 gを大気中で約1100℃で溶解し、次
いで50%Ag−50%CdのAg−Cd、母合金24
0gを添加し、これを鋳造して約1kgの鋳塊を製造し
実施例1に示す方法で同形、同寸法の銀−酸化物系接点
を製作した。
そしてこれについても後記の通り実施例1と同一の試験
を行なった。
比較例 2 本例は従来のAg−Cd0−N iO系接接接点材製造
例示すものである。
Ag759,9およびNi1gを大気中で約1500℃
で溶解し次に湯温度を1000℃に低下させ、ここで5
0%Ag −50%CdのAg−cdの母合金240g
を添加し、これを鋳造して約1kgの鋳塊を製造し、実
施例1に示す方法で同形、同寸法の銀−酸化物系接点を
製作した。
そしてこれについても後記の通り実施例1と同様の試験
を行なった。
上記の4つの製造例において、得られる接点の性能の比
較を出来るだけ正しく行なうため添加物の量はほぼ同一
になるようにした。
例示すれば第1表の通りである。
組成は重量%で表わしである。顕微鏡組織写真はこのよ
うにして製作した接点の内部組織を確認するため接点面
に垂直方向に切断して撮影したものである。
添付図面の第1,2゜3、および4図はそれぞれ実施例
1,2および比較例1,2の200倍の顕微鏡写真を示
す。
これを見れば本発明接点材は比較例の接点材よりも酸化
物が細かく均一に分散していることがわかる。
このことは硬度の上昇と耐摩耗性の向上とを示唆してい
る。
なお、図中いずれも白地は銀で、黒い部分が酸化物を示
す。
性能比較試験 1 本試験は硬さおよび電気伝導度を評価するものである。
前記製造例において製作した各接点材について、常温硬
さおよび高温硬ささらに常温における電気伝導度を測定
した。
この結果を第2表に示す。
これをみれば本発明の接点材はいづれも比較例に比して
、電気伝導度は実質上の低下がないうえに硬さ特に高温
硬さが著しく向上していることが認められる。
性能比較試験 2 本試験は消耗量、接触抵抗および溶着性を評価するもの
である。
前記製造例によって製作した各接点材について、その接
点性能を確認するため、11mm角試片離接点開閉試験
用試料として、7mm丸型試片は溶着性試験用試料とし
て、裏面に形成した銀層面と接点保持用台金とを銀ろう
付した。
開閉試験については電圧200V、電流206A、力率
0.25で三相の65アンペア定格の電磁開閉器に組込
み20万回のインチングチストを実施した。
この試験結果を第3表に示す。この試験では試験前後の
接触抵抗についても測定し併せて同表に示した。
これをみれば、本発明接点材はいづれも比較例に比して
、接触抵抗の点では若干上例るが、その安定性において
実質上の低下がなく、しかも消耗量は著しく低下してお
り予想外の改善効果が認められる。
溶着性試験については、7mm/lの接点を800gの
接触力を加え衝き合せの状態で電圧100V、電流25
00A、力率0.25で1サイクルの通電を4回繰り返
し、その都度の引はずし力を通電約30秒後に測定した
この試験結果を第4表に示す。
これをみれば本発明接点材はいづれも比較例のものに比
して引はずしに要する力が少なく、接点の耐溶着性が格
段に向上していることが認められる。
明らかに、これはCdOとSnO2とIn203ならび
にNiOの微細均一分散とこれらの複数酸化物の高温に
おける適当な蒸気圧とによる予想外の相乗効果にもとず
くものである。
本発明接点材は、上記に示す通り、銀基地中にカドミウ
ム、錫、インヂウム、ニッケルの各酸化物を分散するこ
とを特徴とした合金材であり、比較例として挙げた従来
材質の接点材に比べて開閉試験では消耗が少なく、溶着
性試験では引はずし力が少なく従来品に比較してすぐれ
た接点性能を発揮し得るものである。
従って従来のAg−Cd0.Ag−Cd0−Ni0系の
合金に代って広い負荷範囲にわたって工業的利用が期待
できる。
例えば従来不適当と考えられていた大電流域用に対して
も本発明のAg−Cd0系接点材を利用することができ
、その経済性の点からも斯界に多大の貢献をなし得るも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の顕微鏡組織写真、第2図は
本発明の実施例2の顕微鏡組織写真、第3図は比較例1
の顕微鏡組織写真そして第4図は比較例2の顕微鏡組織
写真である。 なお、倍率はいずれも200倍である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量比でCd1〜6%、Sn2〜7%、In1〜4
    %、 Ni O,01〜1%、残部Agから成る合金を
    内部酸化させてなる銀−酸化カドミウム−酸化錫−酸化
    インジウムー酸化ニッケル系電気接点材料。
JP50101778A 1975-08-22 1975-08-22 ギン − サンカブツケイデンキセツテンザイリヨウ Expired JPS5810979B2 (ja)

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US4462841A (en) * 1982-04-23 1984-07-31 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Silver-metal oxide alloy electrical contact materials
JPS60141840A (ja) * 1983-12-27 1985-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気接点材料

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