JPH0143971B2 - - Google Patents
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- JPH0143971B2 JPH0143971B2 JP27604284A JP27604284A JPH0143971B2 JP H0143971 B2 JPH0143971 B2 JP H0143971B2 JP 27604284 A JP27604284 A JP 27604284A JP 27604284 A JP27604284 A JP 27604284A JP H0143971 B2 JPH0143971 B2 JP H0143971B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mob
- weight
- contact material
- performance
- vacuum
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、大電流しや断特性に優れ、かつ高
耐圧性能を有する真空しや断器用接点材料に関す
るものである。
耐圧性能を有する真空しや断器用接点材料に関す
るものである。
真空しや断器は、その無保守、無公害、優れた
しや断性能等の利点を持つため、適用範囲が急速
に拡大して来ている。また、それに伴い、より高
耐電圧化、しや断電流の大容量化の要求がきびし
くなつて来ている。一方、真空しや断器の性能は
真空容器内の接点材料によつて決定される要素が
きわめて大である。
しや断性能等の利点を持つため、適用範囲が急速
に拡大して来ている。また、それに伴い、より高
耐電圧化、しや断電流の大容量化の要求がきびし
くなつて来ている。一方、真空しや断器の性能は
真空容器内の接点材料によつて決定される要素が
きわめて大である。
真空しや断器用接点材料の満足すべき特性とし
て、(1)しや断容量が大きいこと、(2)耐電圧が高い
こと、(3)接触抵抗が小さいこと、(4)溶着力が小さ
いこと、(5)接点消耗量が小さいこと、(6)さい断電
流値が小さいこと、(7)加工性が良いこと、(8)十分
な機械的強度を有すること、等がある。
て、(1)しや断容量が大きいこと、(2)耐電圧が高い
こと、(3)接触抵抗が小さいこと、(4)溶着力が小さ
いこと、(5)接点消耗量が小さいこと、(6)さい断電
流値が小さいこと、(7)加工性が良いこと、(8)十分
な機械的強度を有すること、等がある。
実際の接点材料では、これらの特性を全て満足
させることは、かなり困難であつて、一般には用
途に応じて特に重要な特性を満足させ、他の特性
をある程度犠牲にした材料を使用しているのが実
状である。例えば特開昭55−78429号に記載の銅
−タングステン接点材料は耐電圧性能が優れてい
る。但し、電流しや断性能が劣るという欠点を持
つている。
させることは、かなり困難であつて、一般には用
途に応じて特に重要な特性を満足させ、他の特性
をある程度犠牲にした材料を使用しているのが実
状である。例えば特開昭55−78429号に記載の銅
−タングステン接点材料は耐電圧性能が優れてい
る。但し、電流しや断性能が劣るという欠点を持
つている。
一方、例えば特開昭54−71375号に記載の銅−
クロム接点材料は非常にしや断性能が優れている
ためよく用いられているが、耐電圧性能では上記
銅−タングステン接点材料に劣つている。
クロム接点材料は非常にしや断性能が優れている
ためよく用いられているが、耐電圧性能では上記
銅−タングステン接点材料に劣つている。
上記真空しや断器用接点材料の他に、一般に気
中、油中等で用いられている接点材料の例が「粉
末治金学（日刊工業新聞社刊）」等の文献に挙げ
られている。しかし、例えば粉末治金学P229〜
230に記載の銀−モリブデン系接点材料や銅−モ
リブデン系接点材料は真空しや断器用接点に用い
た場合、耐電圧性能は上記銅−タングステン接点
材料よりも劣り、電流しや断性能は上記銅−クロ
ム接点材料よりも劣つているため、現在のところ
殆んど使用されていない。
中、油中等で用いられている接点材料の例が「粉
末治金学（日刊工業新聞社刊）」等の文献に挙げ
られている。しかし、例えば粉末治金学P229〜
230に記載の銀−モリブデン系接点材料や銅−モ
リブデン系接点材料は真空しや断器用接点に用い
た場合、耐電圧性能は上記銅−タングステン接点
材料よりも劣り、電流しや断性能は上記銅−クロ
ム接点材料よりも劣つているため、現在のところ
殆んど使用されていない。
従来の真空しや断器用接点材料は以上のよう
に、各々の特性を活かして使用されてきたが、近
年、真空しや断器の大電流化、高電圧化への要求
が厳しくなり、従来の接点材料では要求性能を十
分満足させることが困難になつてきている。又、
真空しや断器の小形化に対しても、より優れた性
能を持つ接点材料が求められている。
に、各々の特性を活かして使用されてきたが、近
年、真空しや断器の大電流化、高電圧化への要求
が厳しくなり、従来の接点材料では要求性能を十
分満足させることが困難になつてきている。又、
真空しや断器の小形化に対しても、より優れた性
能を持つ接点材料が求められている。
この発明は上記のような従来のものの問題点を
解消するためになされたもので、大電流しや断特
性に優れ、かつ高耐電圧性能を有する真空しや断
器用接点材料を提供することを目的としている。
解消するためになされたもので、大電流しや断特
性に優れ、かつ高耐電圧性能を有する真空しや断
器用接点材料を提供することを目的としている。
この発明に係る真空しや断器用接点材料は、銅
を含有すると共に、他の成分としてクロムを12〜
38重量％の範囲、モリブデンの硼化物を0.2〜10
重量％の範囲含有するものである。
を含有すると共に、他の成分としてクロムを12〜
38重量％の範囲、モリブデンの硼化物を0.2〜10
重量％の範囲含有するものである。
この発明における銅、クロム、及びモリブデン
の硼化物を含有する真空しや断器用接点材料は、
銅中にクロム及びモリブデンの硼化物が均一微細
に分布し優れたしや断性能を発揮すると共に高耐
圧性能を発揮する。
の硼化物を含有する真空しや断器用接点材料は、
銅中にクロム及びモリブデンの硼化物が均一微細
に分布し優れたしや断性能を発揮すると共に高耐
圧性能を発揮する。
発明者らは、銅に種々の金属、合金、金属間化
合物を添加した材料を試作し、真空しや断器に組
込み、種々の実験を行つた。この結果、銅とクロ
ム及びモリブデンの硼化物を含有する接点材料は
非常に優れたしや断性能を有していることが判つ
た。
合物を添加した材料を試作し、真空しや断器に組
込み、種々の実験を行つた。この結果、銅とクロ
ム及びモリブデンの硼化物を含有する接点材料は
非常に優れたしや断性能を有していることが判つ
た。
以下、この発明の一実施例について説明する。
（接点材料の作成）
接点材料の作成は、粉末冶金法により、常圧焼
結法、及び加圧焼結法の２通りで行なつた。
結法、及び加圧焼結法の２通りで行なつた。
第１の常圧焼結法による接点材料製造法は粒径
70μｍ以下のクロム粉末と粒径40μｍ以下のMoB
粉末と粒径40μｍ以下の銅粉末を各々所定の割合
で秤量した後約２時間混合を行なつた。続いて、
この混合粉を内径φ30の金型に充填しプレス成形
を行なつた。次に、この成形体を水素雰囲気中銅
の融点直下で約２時間焼結を行ない接点材料とし
た。
70μｍ以下のクロム粉末と粒径40μｍ以下のMoB
粉末と粒径40μｍ以下の銅粉末を各々所定の割合
で秤量した後約２時間混合を行なつた。続いて、
この混合粉を内径φ30の金型に充填しプレス成形
を行なつた。次に、この成形体を水素雰囲気中銅
の融点直下で約２時間焼結を行ない接点材料とし
た。
第２の加圧焼結法による接点材料製造法は粒径
70μｍ以下のクロム粉末と粒径40μｍ以下のMoB
粉末と粒径40μｍ以下の銅粉末を各々所定の割合
で秤量した後２時間混合を行なつた。続いて、こ
の混合粉を内径φ30.5のカーボン製のダイスに充
填し、ホツトプレス装置にて、真空中1000〜1050
℃で２時間加熱、この間に100〜300Kg／cm2一例と
して200Kg／cm2の圧力を加え、接点材料の塊を得
た。また、前記混合粉を内径φ30の金型に充填
し、プレス成形を行なつた後、その成形体をホツ
トプレス装置にて熱間加圧成形を行なつて接点材
料を得ることや、前記混合粉の冷間でのプレス成
形体をステンレス容器に真空封入して、アルゴン
中で銅の融点直下に２時間加熱し、この間１〜
2ton／cm2で静水圧を加えて接点材料を得ることも
合せて行なつた。
70μｍ以下のクロム粉末と粒径40μｍ以下のMoB
粉末と粒径40μｍ以下の銅粉末を各々所定の割合
で秤量した後２時間混合を行なつた。続いて、こ
の混合粉を内径φ30.5のカーボン製のダイスに充
填し、ホツトプレス装置にて、真空中1000〜1050
℃で２時間加熱、この間に100〜300Kg／cm2一例と
して200Kg／cm2の圧力を加え、接点材料の塊を得
た。また、前記混合粉を内径φ30の金型に充填
し、プレス成形を行なつた後、その成形体をホツ
トプレス装置にて熱間加圧成形を行なつて接点材
料を得ることや、前記混合粉の冷間でのプレス成
形体をステンレス容器に真空封入して、アルゴン
中で銅の融点直下に２時間加熱し、この間１〜
2ton／cm2で静水圧を加えて接点材料を得ることも
合せて行なつた。
なお、第１の常圧焼結法に於いても、理論密度
の95％以上の接点材料が得られるが、第２の加圧
焼結法によれば、理論密度のほぼ99％以上に達す
る接点材料が得られ、電気伝導度及び硬度は加圧
焼結法によるものの方がやや優れていた。
の95％以上の接点材料が得られるが、第２の加圧
焼結法によれば、理論密度のほぼ99％以上に達す
る接点材料が得られ、電気伝導度及び硬度は加圧
焼結法によるものの方がやや優れていた。
第１図はこの発明の一実施例としてCu−Cr−
MoB合金接点材料の倍率が100の金属組織の顕微
鏡写真を示す。これはクロム粉末とMoB粉末と
銅粉末を各々重量比で25対５対70の割合で秤量し
た後、２時間混合、3ton／cm2の圧力でプレス成形
し、この成形体を内径φ30.5のカーボン製のダイ
スに充填し、真空中銅の融点直下で２時間加熱、
この間に200Kg／cm2の圧力を加えて得られたφ30.5
×10tのCu−Cr−MoB合金である。第１図でCu
中にCr、MOBが均一微細に分布していることが
わかる。
MoB合金接点材料の倍率が100の金属組織の顕微
鏡写真を示す。これはクロム粉末とMoB粉末と
銅粉末を各々重量比で25対５対70の割合で秤量し
た後、２時間混合、3ton／cm2の圧力でプレス成形
し、この成形体を内径φ30.5のカーボン製のダイ
スに充填し、真空中銅の融点直下で２時間加熱、
この間に200Kg／cm2の圧力を加えて得られたφ30.5
×10tのCu−Cr−MoB合金である。第１図でCu
中にCr、MOBが均一微細に分布していることが
わかる。
第４図は比較例として従来のCu−Cr合金接点
材料の倍率が100の金属組織の顕微鏡写真を示す。
これは粒径70μｍ以下のCr粉末と粒径40μｍ以下
の銅粉末を各々25対75の割合で秤量した後、２時
間混合を行ない、続いてこの混合粉を内径φ30の
金型に充填し、3ton／cm2の圧力でプレス成形を行
ない、次にこの成形体を水素雰囲気中銅の融点直
下で２時間加熱して得られたCu−Cr合金である。
材料の倍率が100の金属組織の顕微鏡写真を示す。
これは粒径70μｍ以下のCr粉末と粒径40μｍ以下
の銅粉末を各々25対75の割合で秤量した後、２時
間混合を行ない、続いてこの混合粉を内径φ30の
金型に充填し、3ton／cm2の圧力でプレス成形を行
ない、次にこの成形体を水素雰囲気中銅の融点直
下で２時間加熱して得られたCu−Cr合金である。
（接点材料の特性、実験）
各方法により製法された上記接点材料は直径20
mmの電極に機械加工した後、真空しや断器に組込
み、電気特性を測定した。
mmの電極に機械加工した後、真空しや断器に組込
み、電気特性を測定した。
第２図、第３図は共に本発明の一実施例による
接点材料のしや断性能を示したものであり、従来
のCu−25Cr重量％合金のしや断性能を１とした
ときの本発明による接点材料のしや断性能を表わ
したものである。このしや断性能の評価は直流成
分とアーク時間を種々変化させた合成しや断試験
の結果から判定したもので、まず、従来のCu−
25重量％Cr品について試験を行ない、基準値を
求めた。次に本発明品について従来品のレベルか
ら試験を始め、しや断性能を測定した。従来品を
下回る範囲のデータについては詳細不明であるた
め、図中で破線で示した。
接点材料のしや断性能を示したものであり、従来
のCu−25Cr重量％合金のしや断性能を１とした
ときの本発明による接点材料のしや断性能を表わ
したものである。このしや断性能の評価は直流成
分とアーク時間を種々変化させた合成しや断試験
の結果から判定したもので、まず、従来のCu−
25重量％Cr品について試験を行ない、基準値を
求めた。次に本発明品について従来品のレベルか
ら試験を始め、しや断性能を測定した。従来品を
下回る範囲のデータについては詳細不明であるた
め、図中で破線で示した。
第２図は合金中のCr量（重量％）を12、15、
20、25に固定した場合のMoB添加量としや断性
能の関係を示しており、Cr量が12重量％以上の
場合にMoB添加によつてしや断性能の向上が見
られる。Cr量が25重量％のときMoBが５重量％
程度で従来品Cu−25重量％Crの約1.15倍程度ま
で上昇しているが、MoB量が0.2重量％未満では
全く効果が見られなかつた。一方、MoB量が10
重量％を越えるとしや断性能の低下が生じる。
20、25に固定した場合のMoB添加量としや断性
能の関係を示しており、Cr量が12重量％以上の
場合にMoB添加によつてしや断性能の向上が見
られる。Cr量が25重量％のときMoBが５重量％
程度で従来品Cu−25重量％Crの約1.15倍程度ま
で上昇しているが、MoB量が0.2重量％未満では
全く効果が見られなかつた。一方、MoB量が10
重量％を越えるとしや断性能の低下が生じる。
第３図は合金中のCr量（重量％）を25、30、
35、38に固定した場合のMoB添加量としや断性
能の関係を示しており、Cr量が38重量％以下の
場合にMoB添加によるしや断性能の向上が見ら
れる。従つて真空しや断器用接点材料としては
Cr量が12〜38重量％の範囲、又MoB量が0.2〜10
重量％の範囲含有するのが望ましい。
35、38に固定した場合のMoB添加量としや断性
能の関係を示しており、Cr量が38重量％以下の
場合にMoB添加によるしや断性能の向上が見ら
れる。従つて真空しや断器用接点材料としては
Cr量が12〜38重量％の範囲、又MoB量が0.2〜10
重量％の範囲含有するのが望ましい。
また、MoBの添加によつて耐電圧性能も向上
する方向にあることも確認した。
する方向にあることも確認した。
なお、上記実施例では、銅、クロム、及びモリ
プデンの硼化物が、各々単体金属、三者もしくは
二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合物、
又はそれらの複合体として分布していると考えら
れる。
プデンの硼化物が、各々単体金属、三者もしくは
二者の合金、三者もしくは二者の金属間化合物、
又はそれらの複合体として分布していると考えら
れる。
また、上記実施例でMoの硼化物としてMoBを
用いたものについて説明したが、MoB2、Mo2B
など他のMo硼化物を用いても同様の効果があつ
た。しかし、実験結果から、Mo硼化物として
MoBおよびMoB2のうちの少なくとも１種含有
する場合に最も効果的にしや断性能が向上した。
用いたものについて説明したが、MoB2、Mo2B
など他のMo硼化物を用いても同様の効果があつ
た。しかし、実験結果から、Mo硼化物として
MoBおよびMoB2のうちの少なくとも１種含有
する場合に最も効果的にしや断性能が向上した。
また、図示しないが、上記合金にBi、Te、
Sb、Tl、Pb、Se、Ce及びCaの低融点金属、そ
れらの合金、それらの金属間化合物、並びにそれ
らの酸化物のうちの少なくとも１種を10重量％以
下添加した低さい断真空しや断器用接点において
も、前記実施例と同様にしや断性能や耐電圧性能
を上昇させる効果があることを確認している。
Sb、Tl、Pb、Se、Ce及びCaの低融点金属、そ
れらの合金、それらの金属間化合物、並びにそれ
らの酸化物のうちの少なくとも１種を10重量％以
下添加した低さい断真空しや断器用接点において
も、前記実施例と同様にしや断性能や耐電圧性能
を上昇させる効果があることを確認している。
なお、低融点金属、それらの合金、それらの金
属間化合物、及びそれらの酸化物のうちの少なく
とも１種を10重量％以上添加した場合には著し
く、しや断性能が低下した。又低融点金属がCe、
あるいはCaの場合は若干特性が落ちた。
属間化合物、及びそれらの酸化物のうちの少なく
とも１種を10重量％以上添加した場合には著し
く、しや断性能が低下した。又低融点金属がCe、
あるいはCaの場合は若干特性が落ちた。
以上のように、この発明によれば、銅を含有す
ると共に、他の成分としてクロムを12〜38重量％
の範囲、モリブデンの硼化物を0.2〜10重量％の
範囲含有するので、しや断性能に優れ、かつ高耐
電圧性能を有する真空しや断器用接点材料が得ら
れる効果がある。
ると共に、他の成分としてクロムを12〜38重量％
の範囲、モリブデンの硼化物を0.2〜10重量％の
範囲含有するので、しや断性能に優れ、かつ高耐
電圧性能を有する真空しや断器用接点材料が得ら
れる効果がある。
第１図は真空中ホツトプレス法により製造され
たこの発明の一実施例によるCu−25重量％Cr−
５重量％MoB接点材料の倍率が100倍の金属組織
の顕微鏡写真を示す図、第２図はこの発明の一実
施例による接点材料におけるCrの重量比率を12、
15、20、25に固定した場合のMoB添加量としや
断性能の関係をそれぞれ示す特性図、第３図はこ
の発明の一実施例による接点材料におけるCrの
重量比率を25、30、35、38に固定した場合の
MoB添加量としや断性能の関係をそれぞれ示す
特性図、第４図は水素雰囲気の常圧焼結法により
製造された従来のCu−25重量％Cr接点材料の倍
率が100倍の金属組織の顕微鏡写真を示す図であ
る。
たこの発明の一実施例によるCu−25重量％Cr−
５重量％MoB接点材料の倍率が100倍の金属組織
の顕微鏡写真を示す図、第２図はこの発明の一実
施例による接点材料におけるCrの重量比率を12、
15、20、25に固定した場合のMoB添加量としや
断性能の関係をそれぞれ示す特性図、第３図はこ
の発明の一実施例による接点材料におけるCrの
重量比率を25、30、35、38に固定した場合の
MoB添加量としや断性能の関係をそれぞれ示す
特性図、第４図は水素雰囲気の常圧焼結法により
製造された従来のCu−25重量％Cr接点材料の倍
率が100倍の金属組織の顕微鏡写真を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅を含有すると共に、他の成分としてクロム
を12〜38重量％の範囲、モリブデンの硼化物を
0.2〜10重量％の範囲含有することを特徴とする
真空しや断器用接点材料。 ２ モリブデンの硼化物がMoBおよびMoB2の
うちの少なくとも１種であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の真空しや断器用接点材
料。 ３ ビスマス、テルル、アンチモン、タリウム、
鉛、セレン、セリウム、及びカルシウムの低融点
金属、それらの合金、それらの金属間化合物、並
びにそれらの酸化物のうちの少なくとも１種を10
重量％以下含有していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項記載の真空しや断器
用接点材料。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27604284A JPS61148727A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 真空しや断器用接点材料 |
| US06/804,616 US4677264A (en) | 1984-12-24 | 1985-12-05 | Contact material for vacuum circuit breaker |
| DE19853543586 DE3543586A1 (de) | 1984-12-24 | 1985-12-10 | Kontaktwerkstoff fuer vakuumschalter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27604284A JPS61148727A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 真空しや断器用接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148727A JPS61148727A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0143971B2 true JPH0143971B2 (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=17563973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27604284A Granted JPS61148727A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 真空しや断器用接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148727A (ja) |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP27604284A patent/JPS61148727A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61148727A (ja) | 1986-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |