JPS62158838A - 銀一酸化物系の接点材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は八ｇを主成分とし、その中に全屈酸化物を分散
した銀−酸化物系の接点材料に関するものである。

（従来の技術） 従来、電気接点材料としては、いろいろなものが用いら
れているが、とりわけＡｇ−Ｃｄｏｔａ点が広く使用さ
れている。

ＡｇにＣｄＯをｌθ％程度分散させた接点は、耐溶着性
、耐アーク性、耐消耗性、接触安定性などの諸種点特性
が優れているため各種スイッチ、コンタクタ−、ブレー
カ−など小から大電流領域まで広く用いられている。

Ａｇ−’　トＩＪンクスにＣｄＯを分散させることレキ
、接点表面の清浄作用や溶着力の軽減などの電気的諸特
性を改善するものとして確かに効果的である。

しかしこのような効果を充分果してさたのは特に交流回
路であり、極性の変化しない直流回路で使用したときは
一方の極から他方の極へ転移が起こり易くなり接触状態
が非常に不安定になる。

また、近時各産業分野における合理化、自動化は目覚ま
しい発達を遂げているが、これに伴ない装置に大型化、
複雑化する傾向にある一方、これら装この制御系はむし
ろ高い精密度を要求されるため、急速に電子化制御に移
行している。

電気回路の断続において、電子化された正確な制御番↓
制御角が一定となり、接点のＯＮの時期とＯＦＦの時期
がずれることなく常に一定の状態にコントロールされる
こととなり、この結東接点開閉時には疑似的な直流現象
が起こることにより、一方の極へから他方の極へ接点材
質が層状に維持し始め、接触安定性が著しく損なわれ、
時間の経過とともにその堆積物が欠落し急激な接点消耗
へと発展することとなる。

そこで、木顧人は、思考基盤は、′Ｆシ気接点の表面の
清浄作用やアークに対する諸現象、たとえば消弧作用な
どが添加する酸化物の物性特にその蒸気圧の温度特性に
最も関係が深いとする考え方に基づいて既に次のような
研究をすすめてきている。

即ち、当該蒸気圧に関し、約５００〜１，５００℃の温
度範囲でＣｄＯの蒸気圧より高いＳｄ酸化物に着目し、
これをＡｇ中に分散させることによりＡｇ−Ｃｄ０系の
ものと同等以上の接点表面清浄作用が発揮し得たことは
、特願昭４８−６１１８８（特公昭５３−５８６３）に
明示の如く確認され、更にＺｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｎ酸化
物を分散させた系においても特願昭４８−１２０３１７
　（特公昭５５−８０９１　）で特に耐アーク消耗性、
耐溶着性に効果的なことを確認している。

ところがこのＡｇにＳｂ酸化物あるいはＳｂ酸化物とＺ
ｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｎ　酸化物を分散させた電気接点材
料について種々な回路条件で試験を行ったところ前述の
ようなある条件下で接点を開閉するとどちらか一方の極
に接点材料が堆積し始め、その堆積物にアークが集中し
て異常消耗に発展することがわかった。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、上記の異常消耗につき、その原因を追求した。

ここで、通常電気接点を開閉すると、接点間には檄しい
アークが発生し、接点表面はかなりの高温にさらされる
。

このとき接点表面が、接点特性に有効な成分が逸散して
消耗するのであり、この際失われた効果的な成分が接点
内部から表層部へ間断なく補われるのが理想的な接点材
料といえる。

ところで、前掲のＡｇＡｇ−５ｂ−Ｚｎ−Ｃｕ−系つい
ては、この効果的成分が順調に供給されないため前述の
ような現象が起こったものと考えられる。

これらについて詳細な検討を進めた結果接点内部から表
層への順調な有効成分の供給力はアークによる表層成分
の揮発によって促がされる・ｔ！、に着目し酸化物のノ
入気圧と深い関係があると推定した。

そこでｓ＋４化物のノ入気圧を基やとし、それより高い
蒸気圧を右する各種酸化物とＳｂ酸化物とを共存した系
で実験を繰り返した結果、ＡｇにＳｂとＺｎ、Ｃ：ｕ、
Ｍｎの内一種と丁ｅの酸化物とを複合添加することによ
って有効成分の表層への供給が順調になり層状堆積防１
［に極めて大きい効果があることを見い出したものであ
り、本願第１の発明は、このようにすることで、トｐ々
な回路条件に適合し、しかも層状の堆積物や欠落などに
よる異常な消耗のない電気接点材料を提供しようとする
ものであり、第２発明では、さらに過当なＦｅ、Ｎｉ　
、Ｃｏ酸化物を一種以上添加することで、さらにその特
性の向上を意図したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、第１の発明では
、銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．２重
量％となるＳｂ酸化物と、金属成分か０．０５〜５重量
％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｌｌの酸化物一種以上と更に金
属成分が０．０１〜２重呈％Ｔｅ＠化物とが分散されて
いることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料を提供し
ようとしており、さらに第２発【！１では、上記第１発
明に、０．０１〜０．５重量％となるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ
酸化物の一種以上をも分散させるようにしたことを特徴
とする銀−酸化物系の接点材料を提供しようとしている
。

（実施例） ７に発明奢後記具体例を示して、さらに詳記すると、先
づこのような電気接点材料を製造するには既知のように
、焼結法によっても内部酸化υ：によってもよいが、溶
製内部酸化法ではＳｂとＴｅおよびＳｎを添加したＡｇ
合金を酸化雰囲気中で高温に保持してその表面より酸素
を侵入させ、Ｓｂ、　Ｃｕ、Ｚｎ、　Ｍｎ、　Ｔｅその
他の元素を選択的に酸化するものであり、長時間該酸化
を続けることによりＡｇマトリックス中に当該酸化物を
分散せしめて電気接点材料を製するものである。

ここで、ＡｇへのＳｂとＴｅとＺｎ−Ｇｕ−Ｍｎの添加
量の上限を夫々６．２重量％と２重量％および５重量％
に限定しなければならない理由は、　Ａｇ−Ｓｂ合金の
α固溶体におけるＳｂの最大固溶限が、３００℃で６．
２重量％であり、この添加量を超過するＳｂを添加した
場合には著しく加工性を阻害することとなり、量産的加
工が不能となるからでありＡｇに対し、Ｚｒ＋−Ｃｕ−
にｎの一種または二種以上の添加は３０％程度の量でも
充分可能だが、上記の通り既にＡｇに最大６．２重量％
のＳｂを含んだ合金系に更にＺｎ−Ｃｕ−Ｍｎを添加す
る場合であると、Ａｇへの固溶度が急に減少すると共に
一種または二種以上５重量％を越た添加であると展延性
が著しく低下し、所望形状までの加工が極めて困難とな
るからである。

またＴｅの上限を上記の如く２重量％に限定した理由は
、ＴｅのＡｇに対する溶解度が低いことに加え、これ以
上の添加では塑性加工が極めて困難なためである。

一方、Ｓｂ、丁ｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、ｌｌｒ＋の添加量が夫
々０．１重量％、０．０１重量％、０．０５重量％未溝
の場合は後述する添加効果が得られない。

次に第２発明においてＦｅ族元素の添加９を０．０１〜
Ｏ−５重量％に限定した理由は、Ａｇに対するＦｅ族元
素の固溶度が０．５重量％を超えると急激に減少するた
めＡｇマトリック中に偏在、偏析して加工性を阻害し０
．０１重量％未溝の添加では内部酸化組織の調整に対す
る効果が低いためである。

ここで具体例を示せば、９９．５重与：％以上の純度を
有するＳｂ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、ＭｎおよびＦｅ、Ｎｉ
　、Ｃｏを原料とし下記（表）に示す組成合金を次の工
程で製作した。

高周波誘導溶解炉で、溶解、鋳造したインゴットを熱間
鍛造表面切削後、その−面にＡｇ板を熱圧着して、ろう
行用のＡｇ層を形成する。

次に当該素材を冷間圧延して厚さ２ｆｆｉ冨の板にした
後直径８＋＊ｍの円盤状に打抜き、これを７２０℃の酸
化雰囲気中でＳｂ　、　Ｔｅ　、およびＦｅ、Ｎｉ　、
Ｃｏを内部酸化して夫々本発明合金（（Ａ）（Ｂ）　）
を得た。

比較のためＡｇ−１０重量％Ｃｄ　、Ａｇ−２Ｓｂ−Ｉ
Ｃｕ−ＩＳｎ各重量％Ａｇ−２重量％Ｔｅ合金をつくり
実験に供した。

接点試験は、接触抵抗とアーク消耗量および層状堆積の
傾向について、夫々ＡＳＴＭ接点試験機（ＡＣ２００Ｖ
、５０Ａ）　ドア　−り消耗試験機（ＡＣ２００Ｖ、ｌ
０Ａ）オよび重板スイッチによる実機テスｌ−（ＡＣ２
００Ｖ、３５Ａ）を行って評価したその結果が別表であ
る。

（発明の効果） 別表に示される如く、Ａｇ−１０Ｇｄの層状堆積物１．
０５ｍｍ：’　、Ａｇ−３Ｓｄ−２Ｓｎ０．８２ｎ＋ｍ
ｊ、Ａｇ−２Ｔｅ１．８５＋＋＋ｍ３　に対し、本発明
になる（Ａ）　（Ｂ）合金は何れも０．１ｍｍ３以下の
極〈微小であり、ＳｂとＴｅの複合添加が極めて効果的
であることを弘している。

しかし、これはＡｇに対するＳｂとＴｅの複合添加が条
件であり、Ｔｅ酸化物のみの添加では層状堆積物防止に
対する効果が著しく低いことを念のため述べておく。

また、アーク消耗量についても、本発明合金は何れも低
く、アークに対する１耐消耗性即ち消弧特性にも効果的
に作用している。

さらに、第■族元素のＦｅ、Ｎｉ、（：ａの一種または
二種以上の添加は、Ａｇマトリックス中に析出するＳｂ
とＴｅの酸化物とＺｎ、Ｃｕ、Ｎｎ酸化物の一種以上を
均一に分散せしむると共に結晶粒をａ、ｍ化する効果が
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．
   ２重量％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５
   重量％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎの酸化物一種以上と更に
   金属成分が０．０１〜２重量％Ｔｅ酸化物とが分散され
   ていることを特徴とする銀−酸化物系の接点材料。
2. （２）銀を主成分とし、これに金属成分が０．１〜６．
   ２重量％となるＳｂ酸化物と、金属成分が０．０５〜５
   重量％となるＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎの酸化物一種以上と、金
   属成分が０．０１〜２重量％Ｔｅ酸化物と、さらに金属
   成分として０．０１〜０．５重量％となるＦｅ、Ｎｉ、
   Ｃｏ酸化物の一種以上とが分散されていることを特徴と
   する銀−酸化物系の接点材料。