JPH0142321B2 - - Google Patents

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JPH0142321B2
JPH0142321B2 JP13870084A JP13870084A JPH0142321B2 JP H0142321 B2 JPH0142321 B2 JP H0142321B2 JP 13870084 A JP13870084 A JP 13870084A JP 13870084 A JP13870084 A JP 13870084A JP H0142321 B2 JPH0142321 B2 JP H0142321B2
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JP
Japan
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contact
backing material
meo
oxide
hot
Prior art date
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JP13870084A
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JPS6119706A (ja
Inventor
Hirozo Matsumoto
Kazuhiko Nagayama
Toshe Shiina
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication of JPH0142321B2 publication Critical patent/JPH0142321B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は熱間押し出しにより得られるAg−酸
化物系接点材料の製造方法に関する。
【従来技術とその問題点】
電磁接触器など低圧開閉器具類の電気接点には
例えばAg−CdO、Ag−SnO2、Ag−SnO2
In2O3、Ag−ZnO、Ag−Bi2O3などAgを基とし
た金属酸化物系の合金(以下Ag−MeOと略称す
る)が多く使用されている。Ag−MeOは接点材
料として重要な性質である耐消耗性、耐溶着性お
よび低接触抵抗性などが互いに背反関係をもつに
もかかわらずこれらの特性を比較的バランスよく
具備している有用な材料であるが、電子・電気機
器の小型化、長寿命化の進歩に伴つて接点も一層
厳しい回路条件のもとに使用される傾向にあるた
めに、接点材料の改良が各方面で鋭意行われてい
る。 Ag−MeO接点材料の製造方法は従来主として
次の二つの方法が知られている。その一つは溶解
法を主体とするものであり、Agに所定の割合で
金属元素を加えて溶解鋳造したインゴツトを圧延
加工により板状とした後、これにAg板を裏張り
材として熱間圧着する。次いで酸素分圧1Kg/cm2
以上の酸化性雰囲気中で300〜750℃の温度範囲に
数十ないし数百時間保持して内部酸化処理を施し
た後、この板を所要の形状に打ち抜くことにより
接点が得られる。以上の過程のうち、板状とした
Ag合金に裏張り材のAgを熱間圧着するのは次の
理由による。Ag合金はその後内部酸化処理が施
され、添加された金属元素は酸化物の形態をとつ
てAg−MeOとなるが、これを接点として用いる
ためには例えばCuなどの台金にろう接しなけれ
ばならない。しかるに表面に多くの酸化物が存在
するAg−MeOのままでは台金とのろう接が困難
であるから、ろう接の容易な面を形成するために
Ag合金の一方の面にAg板を加熱圧着しておくの
である。この裏張り材のAgは内部酸化処理のと
きも酸化されることがないから台金と容易にろう
接することができる。このようにして台金に取り
つけた接点の材料構成を第2図に示す。第2図の
ごとく台金1の上に裏張り材2を有するAg−
MeO接点基材3がろう材4を介して接合され接
点として用いられる。以上のごとき溶解法を主体
とするAg−MeO接点は良好な接点性能をもつて
いるがその反面に次のような欠点をもつている。 大気中では内部酸化処理が極めて困難であ
り、高圧容器を用いて高圧酸化しなければなら
ない。 内部酸化処理にかなり長時間を要する。 Ag−MeOとAg板との密着性に劣り、接点
の開閉動作中に生ずる熱応力のためにろう接界
面からの剥離や熱応力により発生するAg板の
クラツクが原因でAg−MeOが脱落する可能性
がある。 一方Ag−MeO接点材料の上記とは異なる他の
製造方法に粉末冶金法に基づく燒結法を主体とし
たものがある。この方法はAgと金属酸化物の混
合粉末、もしくはAg合金を水アトマイズ法など
により合金粉末としこれを内部酸化処理したAg
−MeO粉末を用いて粉末成形した後燒結すると
いう工程を経て接点を得るものである。燒結法に
よればAg−MeO粉末と裏張り材であるAg板と
を成形過程で金型に充填して2層成形することに
より接点基材にAg層を付着させることができる。
この燒結法は前述の溶解法に比べて次の利点があ
る。 内部酸化処理を簡略にすることができる。 接点材料の組成を任意に選択することによ
り、それに対応して接点の特性を変えることが
できる。 種々の接点形状を設定することができしかも
材料損失が殆どない。 しかし、燒結法は接点の内部組織が十分に微細
化されず溶解法に比べて接点性能がやや劣るとい
う欠点ももつている。そのために燒結法により得
られたAg−MeO接点材料はさらに熱間プレス、
熱間圧延、熱間鍛造、または熱間押し出しなど二
次加工を施して内部組織を微細化することが行わ
れる。これらのうち熱間プレスは接点材料の密度
を高め、組織の微細化には効果があるが、材料周
縁にばりが発生しこのばりを除去するために生産
性が悪くなり、しかも材料損失が大きく、また熱
間圧延や熱間鍛造は燒結合金が溶解・圧延過程の
合金よりも多孔的で強度が低いために、被加工材
の側面に働く引張応力によつてクラツクなどの欠
陥が生じやすいので、いずれも工業的な生産方法
として採用し難い。これに対し熱間押し出しは被
加工材が周囲から押されるだけで側面に引張応力
が発生せず、加工時に欠陥が発生しにくく、大き
な変形を与えることができるので、材料の組織微
細化には有効である。 しかしながら、この熱間押し出し加工が接点材
料に適用されるのは従来単一材料からなり、接点
と台金とが直接ろう接が可能であるものに限ら
れ、例えばAg−Ni合金線材などである。Ag−
MeOと裏張り材のAgとの2層からなり、これら
の厚さが異なる薄い方形の接点材料はAg−MeO
が硬い酸化物を含み、Agが軟らかい展延性に富
む材料の組み合わせとなつているから、両者の機
械的強度と変形抵抗などが極端に異なり、このよ
うな材料を熱間押し出しにより均一に加工するこ
とは困難であり従来殆ど行われることがなかつ
た。しかし燒結法は前述のように溶解法には見ら
れない利点をもつていることから内部組織の微細
化加工に有力な熱間押し出しの問題を解決するこ
とが急務であると考えられる。
【発明の目的】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は接点基材と裏張り材との厚さ、機
械的強度の異なる2層構造を有するAg−MeO接
点材料の熱間押し出し加工を可能にする製造方法
を提供することにある。
【発明の要点】
本発明は裏張り材の機械的強度を導電率、ろう
接性を損なうことなくAg−MeO接点基材の強度
に近づけるためにAgに0.15重量%以上1重量%
以下のAl酸化物を添加した裏張り材を用いて基
材と裏張り材の二層燒結法の熱間押し出しを可能
にしたものである。
【発明の実施例】
以下本発明を実施例に基づき説明する。 裏張り材を強化するためにはAgの中に金属化
合物を分散させるのが有効であり、金属化合物は
酸化物とするのが製造法からみても最も容易であ
るとの判断から、本発明者らはまずAg合金とし
て内部酸化の可能な元素としてLi、Al、Mg、
Zr、Cd、Fe、Mn、Si、Bi、およびInなどを検討
したが、その際強度を大にするとともに、導電性
およびろう接性を損なわないようにするには酸化
物としての含有量はできるだけ少なく、しかも裏
張り材として高い強度が得られるものを選ぶため
に別途実験を行い、下記〜に記すように、こ
の目的に適う合金元素はA1であることがわかつ
た。 Ag−Al酸化物合金は、Alの添加量が微量で
も硬さなどの機械的性質が前記他の元素に比べ
て格段にアツプし、かつ添加量が微量であるの
で、ろう接性も低下しない。また、Ag−Al合
金は大気中処理でも内部酸化が可能という特徴
がある。 接点を台金に接合し、所定の条件(電圧
440V/AC、電流480A、力率0.35、開閉頻度
300SW/h)で数万向の開閉試験を行うと、
その際に生じる熱応力によつて裏張材にクラツ
クが発生し、接点が脱落する場合がある。裏張
材の強度、とくに硬さが小さいものはクラツク
が一般には発生しやすい。実験的には裏張材の
ビツカース硬さがほぼ80以上であれば良いこと
が認められている。Ag−Al酸化物合金はこれ
を満たしている。 大気中で内部酸化処理が可能なAg−酸化物
合金を裏張材として採用した場合の特性比較一
覧は下表のようになる。
【表】 さらにA1酸化物であつても、A1酸化物の含有
量が1%を超えると加工性が悪く割れを生ずるよ
うになるので上限値は1%とするのがよいことが
わかつた。さらに下限値としては0.15%が適当
で、これより少ない場合には裏張り材の強度およ
び変形抵抗が小さすぎて加工時に裏張材のみが先
行して押し出されるという問題が生ずることがわ
かつた。裏張り材として用いるAg−Al合金を溶
解後圧延加工して板状とし必要な形状に切断して
大気中800℃で内部酸化し強度を求めたがその結
果の一例を第1表に掲げる。第1表はAlの添加
量を変えて得られたAg−Al2O3合金についての
強さを示してあるが、比較のため従来のAgにつ
いても併記してある。
【表】 次にAg−MeO接点基材には水アトマイズ法に
よりつくられた合金粉末を大気中で内部酸化した
Ag−13.3%SnO2−5.1%In2O3、Ag−5.7%SnO2
−2.2%In2O3およびAg−13%CdOを用い、第1
表に示した裏張り材との組み合わせを例えば第2
表のようにした。
【表】 第2表のうちNo.1、No.2は本発明による裏張り
材を用いたものであり、No.3は比較用の従来の接
点材料である。まず所定の形状に切断した板厚
0.15mmの裏張り材を金型内に置き、その上に所定
量のAg−MeO接点粉末を充填した後、3Ton/
cm2の圧力をかけて厚さ10mm×巾15mm×長さ55mmの
2層成形体とし、これを大気中800℃で2時間燒
結して第2表の組み合わせによる燒結体を得た。
次いで熱間押し出しは燒結体の積層方向と直角方
向に温度550℃、押出比6という条件で行つた。
その結果No.1、No.2の本発明による裏張り材を用
いた接点材料はいずれも2層のまま一様な押し出
しが可能であつたのに対して従来のAgの裏張り
材のNo.3はAgのみが先行して押し出されるため
に所要の押し出し成形加工が不可能であつた。 第1図は第2表におけるNo.2の組み合わせによ
る2層押し出し材の断面を倍率100倍で示した顕
微鏡組織である。第1図からわかるようにAg−
0.72%Al2O3合金の裏張り材5とAg−13.3%SnO2
−5.1%In2O3接点基材6との密着性も良好であ
り、接点の内部組織も緻密である。また第2表の
No.1の組み合わせの場合も押し出し加工が可能で
あり断面組織も第1図と同様の良好な性状を示し
た。 なお本発明による裏張り材と接点基材の組み合
わせに対しては熱間押し出し温度450〜700℃のと
き押出比3〜7の範囲で2層押し出しが可能であ
ることを別途実験により確かめている。 本発明により得られた接点材料を台金にろう接
し電磁接触器に組み込んで下記の電気負荷条件で
3万回の開閉試験を行い、接点性能および接点基
材と裏張り材との剥離性などを調べた。 電圧 440V、AC 電流 480A 力率 0.35 開閉頻度 300(SW/h) この試験の結果本発明によるAg−MeO接点の
3万回開閉後の消耗量は従来の接点と同等もしく
はそれ以下であり、溶着現象は全く見られなかつ
た。また裏張り材とろう接層、裏張り材と接点基
材間などの剥離は一切認められず本発明の裏張り
材を用いた接点は繰り返し開閉によつて生ずる熱
応力に対しても十分耐えられるものであることが
明らかとなつた。
【発明の効果】
以上実施例で説明したように裏張り材を備えた
Ag−MeO系接点基材を熱間押し出しにより製造
するに際し、従来用いられているAgのみでなく
Agに0.15重量%以上1重量%以下のAl酸化物を
含み、機械的強度を基材と同程度まで高めた裏張
り材を用いることにより、押し出し加工を容易に
し、得られる接点材料は緻密な組織となり強度、
導電率およびろう接性にすぐれたものとなるの
で、電磁接触器などの接点として用いたときに接
点性能を向上させ、接点の開閉によつて生ずる熱
応力にも十分耐えることができ、その結果接点の
欠落などによる事故の発生をなくすことができる
という大きな効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による裏張り材を用いた接点材
料の熱間押し出し後の断面を顕微鏡でみた金属組
織の写真、第2図は台金に取り付けた接点の材料
構成を示す断面図である。 1:台金、2,5:裏張り材、3,6:接点基
材、4:ろう材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ろう接部となる裏張り材を備えたAg−金属
    酸化物系接点材料を製造する方法において、裏張
    り材に0.15重量%以上1重量%以下のA1酸化物
    を含むAg板を用い、該Ag板とAg−金属酸化物
    系接点材料の原料粉末とを積層し加圧成形した
    後、2層燒結体となし、さらに前記積層方向と直
    角方向に熱間押し出しすることを特徴とする接点
    材料の製造方法。
JP13870084A 1984-07-04 1984-07-04 接点材料の製造方法 Granted JPS6119706A (ja)

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CN111462939A (zh) * 2020-04-08 2020-07-28 安徽壹石通材料科技股份有限公司 一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法

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