JPS5810979B2

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

Info

Publication number: JPS5810979B2
Application number: JP50101778A
Authority: JP
Inventors: 新保康
Original assignee: Mitsubishi Marorii Yakin Kogyo KK
Current assignee: Mitsubishi Marorii Yakin Kogyo KK
Priority date: 1975-08-22
Filing date: 1975-08-22
Publication date: 1983-02-28
Also published as: JPS5226468A

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−Ｉｎ２０３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、Ａｇ−Ｃ
ｄＯ−ＮｉＯ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％、ＮｉＯ，０１〜１
％、残部Ａｇより成る合金を内部酸化させてなるＡｇ
−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Ｓｎ５０ｇ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。

Ａｇ７６０ｇ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。

比較例２本例は従来のＡｇ−Ｃｄ０−ＮｉＯ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

【特許請求の範囲】

１重量比でＣｄ１〜６％、Ｓｎ２〜７％、Ｉｎ１〜４
％、ＮｉＯ，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。