JPH0230370B2 - Denkisetsutenzairyonoseizoho - Google Patents
DenkisetsutenzairyonoseizohoInfo
- Publication number
- JPH0230370B2 JPH0230370B2 JP12127481A JP12127481A JPH0230370B2 JP H0230370 B2 JPH0230370 B2 JP H0230370B2 JP 12127481 A JP12127481 A JP 12127481A JP 12127481 A JP12127481 A JP 12127481A JP H0230370 B2 JPH0230370 B2 JP H0230370B2
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- silver
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- iron group
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- Expired - Lifetime
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
本発明は電流を通電開閉する機器に使用する電
気接点材料の製造法に関するものである。 また特にAg−炭化物系合金の特性向上を目的
としたものである。Ag−炭化物系合金の中でも
Ag−WC系合金は従来そのすぐれた耐アーク性、
耐溶着性のため気中しや断器、開閉器等の機器の
接点として広く使用されている。 しかるに最近、ノーヒユーズブレーカを始めと
する気中しや断器や開閉器等の機器は小型、高性
能化のすう勢にあり、これに伴つて接点材料への
負荷が厳しくなり、接点性能の向上が強く要請さ
れている。又機器の小型化により接点寸法の小型
化、接触圧力の低下の傾向にあり、これによつて
電流しや断時に生ずる消耗、飛散が増大し接点の
溶着や機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に
温度上昇が起り易いといつた問題が生じている。
このような特性改善の要望に答えるものの一つと
してAg−WC合金にグラフアイト（Gr）を添加
した接点が開発された。この接点は開閉時発生し
たアーク熱でGrが還元ガスとなりWCの酸化を防
止して温度上昇を抑え、かつGrの潤滑性により
耐溶着性を高める効果がある。しかし乍ら、Gr
の添加によつて逆に消耗、絶縁特性が低下する欠
点があつた。このため小型高性能のしや断器や開
閉器では可動接点にはAg−WC接点、固定接点
にはAg−WC−Gr接点という組合せで使用せざ
るを得なかつた。しかし、可動部と固定部で材質
を変えて組合せることは部品管理が極めて面倒な
ことである。更にこのような組合せによる使用法
でも最近の小型高性能の機器では接触圧力が小さ
く、開閉時に発生するアーク熱によつて異常な温
度上昇、消耗、絶縁劣化、溶着が多発し更に接点
性能の改善が要望されている。 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり
耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、
かつ温度上昇が低い実用性に優れた接点合金の製
造法を提供するものである。更に本発明合金の製
造法は高価な銀量を可成り少くしても接点として
使用可能な安価な接点合金の製造法を提供するも
のである。 本発明による合金の製造法は、鉄族金属、銀、
ａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)及びグラフア
イトの混合粉末を成形し、銀の融点以上で焼結
し、焼結時、金属(A)の１部もしくは全部を炭化物
として銀及び鉄族金属中に分散せしめたことを特
徴とするものである。 以下本発明による合金の製造法について説明す
る。 発明者等は銀に鉄族金属と銀に固溶しがたく高
融点のａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)を添加
した合金の検討を種々行つた結果、該鉄族金属中
に金属(A)の炭化物の１部または全部が分散した合
金が電流の開閉時に発生するアーク熱での消耗、
飛散が極端に少く、機器の絶縁劣化や溶着の少い
効果を示すことを見出した。鉄族金属中で金属(A)
の炭化物が分散したものは高温度での強度や結合
度に優れていることは耐熱合金等の分野では知ら
れているが、発明者らはAgとGrとの組合せた合
金にすると接点としての性能が著しく向上するこ
とを見出したものである。 金属(A)とGrは反応し炭化物を形成し、さらに
鉄族金属と反応する傾向にあるが、これら反応は
一般に高温でしか起らないが、Agが存在すると
焼結時Agが液相となり、この液相を介して反応
が促進されることが判明した。金属(A)のGr及び
鉄族金属との反応は、焼結温度及び時間に依存
し、たとえば1100℃では５時間以上の焼結で金属
(A)は全て炭化物になる。 しかし乍ら、鉄族金属や金属(A)あるいは金属(A)
の炭化物は耐酸化性が悪く開閉時に発生するアー
ク熱によつて酸化し、接触抵抗を増大させ機器の
温度上昇が高くなる欠点がある。このため鉄族金
属や金属(A)あるいは金属(A)の炭化物の酸化防止と
して還元性に優れたGrを上記接点合金に添加せ
しめると、Grは電気開閉時の熱で分解して還元
ガスを発生し鉄族金属や金属(A)あるいは金属(A)の
炭化物を酸化から防止し接触抵抗を小さく抑え、
機器の温度上昇を低下せしめると共にGrの潤滑
性により耐溶着性を高めることがわかつた。 即ち、銀中に、高温度での機械強度や結合強度
の優れた鉄族金属に金属(A)の炭化物を分散せしめ
て耐消耗性や耐溶着性を向上し、更に還元性と潤
滑性の優れたGrを添加することにより、従来の
Ag−WC系やAg−WC−Gr系接点では期待でき
なかつた高性能の耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁
性、温度上昇特性を共に具備した合金を得ること
ができた。 鉄族金属はFe、Co、Ni等であり、５〜60重量
％であり好ましくは20〜50重量％が適当である。
５重量％以下では鉄族金属が銀中に分散し、金属
(A)の炭化物の分散が起きず耐消耗性が向上しな
い。また60重量％以上ではGrを添加しても接触
抵抗が低下せず温度上昇特性の向上効果がない。 金属(A)としてはＷ、Mo、Ta、Nb、Ti、Cr、
Mn、Ｖ等のａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)
が効果があり、その量としては５〜70重量％が好
ましく、特に20〜50重量％が特性が良い。金属(A)
が５重量％以下ではAg中の金属(A)あるいは金属
(A)の炭化物が少な過ぎて耐溶着性が不充分であ
り、70重量％以上ではGrを添加しても接触抵抗
が低下せず、温度上昇特性の向上が認められな
い。次にGrの有効範囲は１〜11重量％であり好
ましくは３〜７重量％である。 １重量％以下では鉄族金属や金属(A)あるいは金
属(A)の炭化物が上記範囲内であつても温度上昇特
性の向上が認められず、また11重量％以上では合
金製造が困難であり実用性がない。尚、本発明の
目的を害しない0.1重量％程度のAl、Si、Se、
Te、Bi、Zn、Cd、In、Sn、Ca、Na等の金属元
素が入つても差しつかえない。 以上の合金は、銀の融点以上で焼結することに
より得られる。雰囲気はH2CO、アンモニア分解
ガス等還元性ガスが望ましい。 次に実施例によつて本発明による接点合金の特
徴を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表、第２表、第３表及び第４表に示した割
合で各粉末を配合し、混合後成形体を作り、該成
形体を水素雰囲気中で1100℃の温度で焼結した。
１時間焼結したものは、１部が炭化物として銀あ
るいは鉄族金属中に分散していた。５時間焼結し
たものは、全部が炭化物となり銀及び鉄族金属中
に分散していた。 A1、A3、A5、A7、A9は１時間、A2、A4、
A6、A8、A10は５時間焼結した。第２表、第３
表の合金は５時間焼結した。この焼結体を再加圧
して気孔率が殆んど零の合金を作製した。合金中
第４表のものは比較材としての従来の合金であ
る。
気接点材料の製造法に関するものである。 また特にAg−炭化物系合金の特性向上を目的
としたものである。Ag−炭化物系合金の中でも
Ag−WC系合金は従来そのすぐれた耐アーク性、
耐溶着性のため気中しや断器、開閉器等の機器の
接点として広く使用されている。 しかるに最近、ノーヒユーズブレーカを始めと
する気中しや断器や開閉器等の機器は小型、高性
能化のすう勢にあり、これに伴つて接点材料への
負荷が厳しくなり、接点性能の向上が強く要請さ
れている。又機器の小型化により接点寸法の小型
化、接触圧力の低下の傾向にあり、これによつて
電流しや断時に生ずる消耗、飛散が増大し接点の
溶着や機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に
温度上昇が起り易いといつた問題が生じている。
このような特性改善の要望に答えるものの一つと
してAg−WC合金にグラフアイト（Gr）を添加
した接点が開発された。この接点は開閉時発生し
たアーク熱でGrが還元ガスとなりWCの酸化を防
止して温度上昇を抑え、かつGrの潤滑性により
耐溶着性を高める効果がある。しかし乍ら、Gr
の添加によつて逆に消耗、絶縁特性が低下する欠
点があつた。このため小型高性能のしや断器や開
閉器では可動接点にはAg−WC接点、固定接点
にはAg−WC−Gr接点という組合せで使用せざ
るを得なかつた。しかし、可動部と固定部で材質
を変えて組合せることは部品管理が極めて面倒な
ことである。更にこのような組合せによる使用法
でも最近の小型高性能の機器では接触圧力が小さ
く、開閉時に発生するアーク熱によつて異常な温
度上昇、消耗、絶縁劣化、溶着が多発し更に接点
性能の改善が要望されている。 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり
耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、
かつ温度上昇が低い実用性に優れた接点合金の製
造法を提供するものである。更に本発明合金の製
造法は高価な銀量を可成り少くしても接点として
使用可能な安価な接点合金の製造法を提供するも
のである。 本発明による合金の製造法は、鉄族金属、銀、
ａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)及びグラフア
イトの混合粉末を成形し、銀の融点以上で焼結
し、焼結時、金属(A)の１部もしくは全部を炭化物
として銀及び鉄族金属中に分散せしめたことを特
徴とするものである。 以下本発明による合金の製造法について説明す
る。 発明者等は銀に鉄族金属と銀に固溶しがたく高
融点のａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)を添加
した合金の検討を種々行つた結果、該鉄族金属中
に金属(A)の炭化物の１部または全部が分散した合
金が電流の開閉時に発生するアーク熱での消耗、
飛散が極端に少く、機器の絶縁劣化や溶着の少い
効果を示すことを見出した。鉄族金属中で金属(A)
の炭化物が分散したものは高温度での強度や結合
度に優れていることは耐熱合金等の分野では知ら
れているが、発明者らはAgとGrとの組合せた合
金にすると接点としての性能が著しく向上するこ
とを見出したものである。 金属(A)とGrは反応し炭化物を形成し、さらに
鉄族金属と反応する傾向にあるが、これら反応は
一般に高温でしか起らないが、Agが存在すると
焼結時Agが液相となり、この液相を介して反応
が促進されることが判明した。金属(A)のGr及び
鉄族金属との反応は、焼結温度及び時間に依存
し、たとえば1100℃では５時間以上の焼結で金属
(A)は全て炭化物になる。 しかし乍ら、鉄族金属や金属(A)あるいは金属(A)
の炭化物は耐酸化性が悪く開閉時に発生するアー
ク熱によつて酸化し、接触抵抗を増大させ機器の
温度上昇が高くなる欠点がある。このため鉄族金
属や金属(A)あるいは金属(A)の炭化物の酸化防止と
して還元性に優れたGrを上記接点合金に添加せ
しめると、Grは電気開閉時の熱で分解して還元
ガスを発生し鉄族金属や金属(A)あるいは金属(A)の
炭化物を酸化から防止し接触抵抗を小さく抑え、
機器の温度上昇を低下せしめると共にGrの潤滑
性により耐溶着性を高めることがわかつた。 即ち、銀中に、高温度での機械強度や結合強度
の優れた鉄族金属に金属(A)の炭化物を分散せしめ
て耐消耗性や耐溶着性を向上し、更に還元性と潤
滑性の優れたGrを添加することにより、従来の
Ag−WC系やAg−WC−Gr系接点では期待でき
なかつた高性能の耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁
性、温度上昇特性を共に具備した合金を得ること
ができた。 鉄族金属はFe、Co、Ni等であり、５〜60重量
％であり好ましくは20〜50重量％が適当である。
５重量％以下では鉄族金属が銀中に分散し、金属
(A)の炭化物の分散が起きず耐消耗性が向上しな
い。また60重量％以上ではGrを添加しても接触
抵抗が低下せず温度上昇特性の向上効果がない。 金属(A)としてはＷ、Mo、Ta、Nb、Ti、Cr、
Mn、Ｖ等のａ、ａ、ａ、ａ族の金属(A)
が効果があり、その量としては５〜70重量％が好
ましく、特に20〜50重量％が特性が良い。金属(A)
が５重量％以下ではAg中の金属(A)あるいは金属
(A)の炭化物が少な過ぎて耐溶着性が不充分であ
り、70重量％以上ではGrを添加しても接触抵抗
が低下せず、温度上昇特性の向上が認められな
い。次にGrの有効範囲は１〜11重量％であり好
ましくは３〜７重量％である。 １重量％以下では鉄族金属や金属(A)あるいは金
属(A)の炭化物が上記範囲内であつても温度上昇特
性の向上が認められず、また11重量％以上では合
金製造が困難であり実用性がない。尚、本発明の
目的を害しない0.1重量％程度のAl、Si、Se、
Te、Bi、Zn、Cd、In、Sn、Ca、Na等の金属元
素が入つても差しつかえない。 以上の合金は、銀の融点以上で焼結することに
より得られる。雰囲気はH2CO、アンモニア分解
ガス等還元性ガスが望ましい。 次に実施例によつて本発明による接点合金の特
徴を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表、第２表、第３表及び第４表に示した割
合で各粉末を配合し、混合後成形体を作り、該成
形体を水素雰囲気中で1100℃の温度で焼結した。
１時間焼結したものは、１部が炭化物として銀あ
るいは鉄族金属中に分散していた。５時間焼結し
たものは、全部が炭化物となり銀及び鉄族金属中
に分散していた。 A1、A3、A5、A7、A9は１時間、A2、A4、
A6、A8、A10は５時間焼結した。第２表、第３
表の合金は５時間焼結した。この焼結体を再加圧
して気孔率が殆んど零の合金を作製した。合金中
第４表のものは比較材としての従来の合金であ
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
上述のようにして作成した合金について
ASTM試験機により通電特性と消耗特性の評価
を行つた。条件としては、AC100V、50A、
Pf1.0、接触圧力200gr、開離力200gr、接点形状
５×５×1.5tmmとし、２万回の開閉を行つた。２
万回開閉での電圧のバラツキ巾と消耗量の結果を
第５表に示す。
ASTM試験機により通電特性と消耗特性の評価
を行つた。条件としては、AC100V、50A、
Pf1.0、接触圧力200gr、開離力200gr、接点形状
５×５×1.5tmmとし、２万回の開閉を行つた。２
万回開閉での電圧のバラツキ巾と消耗量の結果を
第５表に示す。
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
実施例１で作成した合金、A6、B2、C2及び比
較材D1、D2、D3、D4の合金から可動接点４×
７×２mmの寸法に、固定接点８×８×２mmの寸法
に切削加工したのち台金に抵抗鑞付けで接合せし
めこれを50A定格の配線用しや断器に組込み下記
に示す試験条件にて接点性能評価をした結果、第
６表を得た。 試験条件： 過負荷試験：AC220V、200Apf50回 耐久試験：AC220V、50Apf54回 温度上昇試験：AC220V、50A 2H 短絡試験：AC220V、7.5KA pf0.5 1PO−CO、2PO−CO
較材D1、D2、D3、D4の合金から可動接点４×
７×２mmの寸法に、固定接点８×８×２mmの寸法
に切削加工したのち台金に抵抗鑞付けで接合せし
めこれを50A定格の配線用しや断器に組込み下記
に示す試験条件にて接点性能評価をした結果、第
６表を得た。 試験条件： 過負荷試験：AC220V、200Apf50回 耐久試験：AC220V、50Apf54回 温度上昇試験：AC220V、50A 2H 短絡試験：AC220V、7.5KA pf0.5 1PO−CO、2PO−CO
【表】
第６表で示すように本発明合金は消耗量が少く
温度上昇が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特
性を有していることがわかる。 本発明合金は上述の通り接点性能が優れている
のみでなく、鉄族金属、金属(A)を多量に含有して
おり高価な銀量を大巾に節減できるので工業的価
値の高いものである。
温度上昇が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特
性を有していることがわかる。 本発明合金は上述の通り接点性能が優れている
のみでなく、鉄族金属、金属(A)を多量に含有して
おり高価な銀量を大巾に節減できるので工業的価
値の高いものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 元素周期律表のａ、ａ、ａ、ａ族の
金属(A)が５〜70重量％、グラフアイト１〜11重量
％、鉄族金属５〜60重量％、残部銀からなる粉末
混合物を成形し、銀の融点以上で焼結し、焼結
時、金属(A)の１部又は全部を炭化物として銀もし
くは鉄族金属中に分散せしめたことを特徴とする
電気接点材料の製造法。 ２ 金属(A)がタングステン、モリブデン、タンタ
ル、ニオブ、チタン、クロム、マンガン、バナジ
ウムのうち少くとも１種の金属(A)であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気接点材
料の製造法。 ３ 鉄族金属がニツケル、鉄、コバルトのうち少
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項記載の電気接点材料の製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12127481A JPH0230370B2 (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Denkisetsutenzairyonoseizoho |
| DE19823213265 DE3213265A1 (de) | 1981-04-10 | 1982-04-08 | Elektrisches kontaktmaterial |
| FR8206295A FR2503926B1 (fr) | 1981-04-10 | 1982-04-09 | Materiaux de contact electrique |
| US06/367,603 US4457780A (en) | 1981-04-10 | 1982-04-12 | Electric contact materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12127481A JPH0230370B2 (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | Denkisetsutenzairyonoseizoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5823119A JPS5823119A (ja) | 1983-02-10 |
| JPH0230370B2 true JPH0230370B2 (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=14807190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12127481A Expired - Lifetime JPH0230370B2 (ja) | 1981-04-10 | 1981-07-31 | Denkisetsutenzairyonoseizoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0230370B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2799459B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-09-17 | アイシン精機株式会社 | 刺繍用ミシン |
| JPH0426445A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-29 | Juki Corp | 衿地縫自動ミシン |
-
1981
- 1981-07-31 JP JP12127481A patent/JPH0230370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5823119A (ja) | 1983-02-10 |
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