JPH0118976B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

銀−カドミウム（１〜18重量％）合金を内部酸
化した銀複合電気接点材は知られるところである
が、この銀−カドミウム酸化物複合電気接点材料
の耐火性能を高めるために、種々の耐火性金属酸
化物を該材料に添加することがなされてきた。か
かる耐火性金属酸化物としては酸化錫が代表的な
ものであり、錫を0.2〜2.0重量％で前記した銀−
カドミウム（１〜18重量％）に加え合金とし、こ
れを内部酸化してきた。 かかる耐火性金属酸化物の添加により、その目
的とするところは相当満たしてきたが、近年に至
つてさらに接点の容積を小さくして材料を節約し
ながら、しかも接触抵抗の安定性を欠くことなし
に大電流密度の開閉に耐え、かつ寿命の長い接点
材料が求められて来た。 そこで、前記した銀−カドミウム合金中に2.0
重量％以上の錫を添加して安定した内部酸化がで
きるならば、上記の要求に応じられるものと一応
推測される。 即ち、錫を大量に添加することによつて耐熱性
と耐溶着性が改善され、カドミウム酸化物によつ
て接点表面はドライに保たれて小容積でありなが
ら安定した接触抵抗を有し、しかも開閉、遮断の
電流密度が高められかつ長寿命の接点材が提供で
きることになるからである。 しかし、現実には銀−カドミウム合金、例えば
Ag−Cd（10重量％）合金に錫を重量比で２〜８
重量％添加して内部酸化すると、酸化表面に酸化
物の滞積層皮膜又はAg抽出皮膜が形成され、か
つ合金の中心部は偏析した荒れた組織となつて、
酸化の進行が止まつてしまう。 表面に認められる異常な組織は接点の接触時の
信頼性をなくし、ときには接触不良又は接触面の
異常な温度上昇を誘発して、開閉器の重大な事故
原因となるので、かような接点材は使用しえない
ことになる。 本発明は、従来知られる銀−カドミウム（３〜
10重量％）に従来では内部酸化後に実用に供し得
る安定した組織を得られない筈の量である錫２〜
８重量％を加え、更にこれにビスマスを0.01重量
％以上添加し、これを内部酸化した銀複合接点材
料を提供するものである。 カドミウムの量を３〜10重量％としたのは、３
重量％以下では酸化カドミウムによる耐火性が乏
しく、10重量％以上では得られる接点材がブリス
トルになつてしまうためである。 また、錫の含有量を２〜８重量％としたのは、
２重量％以下では得られる接点材の耐熱性と耐溶
着性の改善があまり見られず、８重量％以上では
得られる接点材が脆くなつてしまうためである。 ビスマスを0.01重量％以上1.5まで添加するこ
とによる効果は後述(1)〜(4)に列記する通りである
が、その結果得られる内部酸化組織はこれまでの
Ag−Cd−Sn系合金を内部酸化したものとは全く
異なり、銀結晶粒界や酸化表面等に現れた酸化粒
の濃度の密な析出は全く姿を消し、しかも非常に
高度な技術を駆使して粉末配合法により製作され
たかの如き微細で表面から中心部まで均一な分散
組織を保ち、かつその粒子は球状に近く、今まで
のAg−Cd−Sn系合金の酸化析出粒子に比して微
細である。 本発明にあつては、上記した効果を得るために
はビスマスの添加量の下限値は0.01重量％であ
り、合金の圧延加工或いは塑性変形による加工が
1.5重量％を越えると困難になるので、その上限
値は好適には1.5重量％である。 ビスマスをAg−Cd（３〜10重量％）−Sn（２〜
８重量％）合金に添加して内部酸化して得られる
効果は、Bi酸化物自体の物理的・電気的な性質
が電気接点材料の組成分として適しているという
ことだけでなく、酸化される合金の組織を以下の
理由によつて内部酸化の進行に適したものに調質
することにある。即ち、 (1) 過飽和なBiは溶質金属の酸化析出の中心核
となり、この中心核が無数、均一に合金中に点
在する。 (2) 銀合金の結晶成長を阻止し、粒界欠陥をなく
す。 (3) 内部酸化にあたり、析出核を通過して次なる
析出核に溶質金属が拡散流入して、析出粒子が
粗大化するのを防止する。 (4) 表面から中心部に至るまで酸化析出する核の
数的密度の変化が少ないので、一般のAg−Cd
−Sn合金の内部酸化組織のように表面から中
心に向つて粒子が成長して粗大化したり、異方
性をもつ針状結晶になることがなく、球状であ
る。これは接点材の寿命の上で連続した一貫性
のある電気特性を約束することになる。 ビスマスを添加すると、得られる材料は一般に
脆くなる点が不利であるが、内部酸化して得られ
た素材料を繰返して熱間押出、鍛造することによ
りその展性を増すことができるので、この点は余
り問題とする必要はない。 反対に、上記の不利は接点の作用上において返
つて有利に働くことにもなる。即ち、接点面で電
気開閉中に発生する表面溶着は、本発明品にあつ
ては本来微小、微弱なものであるので、軽い開離
力でも開離できるが、脆さのために溶着による転
移量も極小となつて、大きな溶着と溶損を招くこ
とがなくなるのである。 以下に本発明を実施例により更に詳述する。 実施例 試料１ Ag−Cd（10重量％）−Sn（２重量％）−Ni
（0.2重量％） 試料２ Ag−Cd（８％）−Sn（５％） 試料３ Ag−Cd（10％）−Sn（８％）−Bi（1.0％） 試料４ Ag−Cd（６％）−Sn（６％）−Bi（1.5％） 試料５ Ag−Cd（８％）−Sn（４％）−Bi（0.5％） 試料６ Ag−Cd（６％）−Sn（６％）−Bi（0.01％） 試料７ Ag−Cd（３％）−Sn（２％）−Bi（0.5％） 上記の試料１〜７の成分の合金をそれぞれ溶
解、鋳造して３Kgのビレツトとし、これを温度
700℃で余熱して熱間にて押出し、５mm径のロツ
ド線にした。これを長さ５mmに切断し、機械加工
で研削して頭部（厚さ２mmで径が５mm）と基部
（長さ３mmで径が３mm）を有するリベツト状の接
点とした。これを温度700℃の10atmO₂中に約50
時間保持して内部酸化した。 試料２は表面に黒色スケールが生じ、中心部に
酸化物の偏析層ができて内部酸化できなかつた。 試料２を除く内部酸化した上記試料の酸化組織
と表面硬度は第１表の通りであつた。

【表】 試料２を除く内部酸化した上記試料の接点の切
期の抵抗範囲と電磁開閉器を用いたAC−４実器
テスト（3phase AC200V、pf0.5、通電時間0.1
秒、毎分20回開閉）による１万回開閉後の接触抵
抗の範囲と10万回開閉後の消耗量は第２表の通り
であつた。

【表】 第１〜２表から、従来品である試料１と比べて
（同じく従来品である試料２は論外として）本発
明による試料３〜７は酸化組織において優れ、表
面硬度も従来品を上回るか又は同等であり、接触
抵抗が終始安定であり、消耗量が少なくて長い寿
命を有することが分る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量比でカドミウム３〜10％、錫２〜８％、
   ビスマス0.01〜1.5％、及び残部銀からなる溶解
   合金を内部酸化した銀−カドミウム−錫−ビスマ
   ス系内部酸化接点材。