JPH03215635A - 電気接点材料の内部酸化法と電気接点材料 - 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】 （イ）産業Ｅの利用分野 この発明は、電気接点材料、特に銀一溶質金属合金を内
部酸化して、銀マトリックス中の溶質金属を金属酸化物
に変えて耐火性に富む電気接点材料を作る方法に閲する
ものである． また，この発明はかかる方法によって得られる銀をマト
リックスとする電気接点材料に関するものである． （口）従来の技術と問題点 銀をマトリックスとし、その溶質金属である錫を内部酸
化して錫酸化物とした銀一錫酸化物合金は電気接点材料
として今日、広く用いられている． 同様な電気接点材料としては，銀一カドミウム酸化物合
金が知られるところであるが、カドミウムは有害成分で
あるので、公害防止の面からみて銀一錫酸化物合金の電
気接点材料がより広く使われるようになって来た． ところが、銀マトリックス中の錫が重量比で約４．５％
以上であるときには、この錫の全量を銀のマトリックス
の外方から内方へ浸透する酸素によって内部酸化するこ
とが難しい． このために、拡散速度の早い、即ち酸素を担持して銀マ
トリックスの内方へ酸素を伝播する能力のある補助溶質
金属を併用することが必須となる．このような補助溶質
金属の代表的なものとしては、インジウムがある． このような電気接点材料としては、アメリカ合衆国特許
第３９３３４８５号に記載されるように銀一錫−インジ
ウム系合金を内部酸化したものである．この電気接点材
料は、５〜１０重量％の錫と１．０〜６重量％のインジ
ウムを含む銀合金を内部酸化したもので、今日広く使用
されている電気接点材料中では最も優秀なものである．
しかし、補助溶質金属として優れた役割を果すインジウ
ムを用いても、４．５％以上の錫を銀マトリックス中で
均一に内部酸化することは難しく、銀マトリックスの外
方表面部に錫酸化物が時としては過度に偏析し、一方銀
マトリックスの内方中心部では錫酸化物が稀薄になるこ
とがある．また、インジウム酸化物は比較的脆い金属酸
化物であるので、できればインジウムを使わないで錫を
内部酸化することが望ましい． （ハ）発明の開示 上述したところに照して、本発明者はインジウムの介在
なしに、また内部酸化のための他の補助溶質金属を使っ
たとしても微量の添加量で銀一錫合金を完全に内部酸化
する方法を求めた．かかる補助溶質金属として鉛とジル
コニウムの使用に着目したのである。

このいずれかの元素も銀に対しての常温での固溶度は誠
に小さく、従って鉛或はジルコニウムを含むＡｇ−Ｓｎ
’−Ｐｂ或はＡｇ−Ｓｎ−Ｚｒ系溶解合金が冷却される
と、ｐｂ或はＺｒのほとんど全量がＡｇ−Ｓｎ固相体中
に均一に分散析出し、内部酸化時の温度（５００〜７０
０℃）の下では、この分散析出したＰｂ或はＺｒ原子が
銀マトリックス中で分散析出又は錫との金属間化合物を
作って位置にそのまま残り、Ｓｎの酸化析出核となり得
る． 従って、この発明では銀マトリックス中の錫を酸化する
ための補助溶質金属として、鉛或はジルコニウムを可能
な限り微少量で用いるものである．特に、ジルコニウム
の酸化物は錫よりも高い耐火性を有するので有利である
． Ａｇ−Ｓｎ６％−Ｐｂ０．５％，Ａｇ−Ｓｎ６％−　ｚ
　ｒ　ｏ．ｓ％を内部酸化した例が特開昭５１−１２１
７９５号公報に、またＡｇ−Ｓｎ５％−ｐｂＯ．１％を
内部酸化した例が特開昭５５−１１３８５２号公報に記
載されている． しかし，Ｐｂ或はＺｒをでき得る限り微少量、即ち本願
発明では０．１〜０．０５％の少量で添加したときには
、５％を越える量のＳｎを完全に銀マトリックスの全般
にわたって均一にかつ微少なＳｎ酸化物として析出する
ことは至難であることが分った． そこで、内部酸化時の酸素圧を著しく高圧に、即ち１０
ａｔ■以上にしたときに始めて、錫が５％を越えて錫の
銀に対する固溶限の限界近傍の１２％まで銀マトリック
ス中に固溶するＡｇ−Ｓｎ合金を完全に内部酸化するこ
とができた．即ち、この発明では、錫が５％を越え１２
重量％までの多量に含有する銀一錫合金を、Ｐｂ或はＺ
ｒを０．０５％〜０．１％の範囲の微少量で添加して、
内部酸化時の酸素圧を１０ａｔ一以上の圧力下で内部酸
化する方法と、それにより得られる電気接点材料を提供
するものである． なお、内部酸化時の酸素圧は１０ａｔ鳳以上であればよ
いが、工業的規模で異常に高い圧力を加えることは難し
く、銀合金は４００ａｔ層近傍で液化してしまうので、
１５０ａｔ■がこの発明における上限とする． 以下、本発明゜を実施例を参照して更に詳細に説明する
． （二）実施例 （１）Ａｇ−Ｓｎ５％−Ｐｂ０．１％ （２）Ａｇ−Ｓｎ６％−ＺｒＯ−１％ −ヒ記した組成分（％は重量％、以下同じ）の合金を溶
解してインゴット（径１２０１層で長さ４００ｍ腸）と
し、これを熱間押し出しで厚さ３０履腸で＠　５　０　
ｍｓ＋の角棒とした．これを長さ５００ｍ腸に切断し、
その土下両面の３１をシェーバーで機械研削して、厚さ
２４厘層で幅５１０鵬一、長さ５００■■の角棒を得た
． この角棒の下面に２．５１厚さの純銀を裏張りして、厚
さが１．２　ｒａｍとなるように圧延し、更にこれを径
６■のボンチで打抜いて、銀が裏張りされた径６ｍｍで
厚さ１．２■のディスク型接点材を得、この接点材を６
２０℃の酸化雰囲気中で２４時間酸化焙焼した． 得られた接点材の縦断面を顕微鏡で観察したところ、接
点材の外表面部に金属酸化物が異常に多く偏析していて
サブスケールをつ〈り、内部酸化がそれ以上進行しなか
ったことが認められた．（３）　Ａ　ｇ　−　Ｓ　ｎ５
．５％−ＰｂＯ．０５％（４）Ａｇ−Ｓｎ６％一Ｚ　ｒ
　Ｏ．０５％（５）Ａｇ−Ｓｎ８％−ＰｂＯ．１％−Ｎ
　ｉ　Ｏ．２％上記した組成分の合金を上記した（１）
　（２）　＋＠＋の合金と同様にして、銀が裏張りされ
た径６璽厘で厚さ１．２腸■のディスク型接点材とし，
これを上記した（１）　（２）　樹と同様に内部酸化し
た．但し、この場合，酸素雰囲気を３０ａｔ薦とした．
得られた（３）　（４）　（５）の内部酸化した接点材
の縦断面を顕微鏡で観察したところ、下記（８）の組織
と同様に接点材の全体にわたって均一に金属酸化物が分
散した組織が認められ，完全に内部酸化が行なわれれた
ことが確認された． （８）　Ａ　ｇ　−　Ｓ　ｎＯ．５％一Ｃｄｌ３％この
合金は対比のための既知の合金であり、有害なＣｄを含
んではいるが、その内部酸化後の組織が美麗かつ均一で
、接点としての電気特性においても最も優れているもの
の一つである．この（８）合金を上記した（１）　（２
）の合金と同様にして（即ち酸化雰囲気を常圧で）内部
酸化して接点材を得た． 上記した接点材（３）〜（５）と（６）の硬さ（ＨＲＦ
）と電導率（ＩＡＣＳ％）は以下の通りであった． 硬さ　　　電導車 （３）　　　　８０　　　　　　　７０（４）１００　
　　　　　６０ （５）　　　　８５　　　　　　６５ （８）　　　　７５　　　　　　５５ 酎溶着試験［電圧ＤＣ２４０Ｖ，初期電流（コンデンサ
ー電源からの放電電流）７００Ａ，接触圧力２００ｇ　
，試験回数２０回１による溶着回数は以下の通りであっ
た． 溶着回数 （３）Ｏ （４）Ｏ （５）Ｏ （６）５ また，ＡＳＴＭ法テストによる消耗量（単位：ｍｇ）は
、次の通りであった． 試験条件：電圧ＡＣ２００Ｖ，電流５０Ａ，接触圧力４
００ｇ，開離力６００ｇ 消耗量 （３）　　　１５ （４）　　　１２ （５）　　　１０ （８）　　　２０ （ホ）発明の効果 上記の結果から分る通り、本発明による電気接点材は電
気接点特性に優れ、金属酸化物が超微細で均一に分散し
た内部酸化した銀一錫系合金の電気接点材を提供するこ
とができるのである．なお、上記した合金（５）の例で
みられる通り，合金の金属組織の微細化のために、鉄族
元素（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ）を０．０１〜１％添加しても
よい．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀−錫（５重量％を越え１２重量％まで）−鉛或
   はジルコニウム（０．０５〜０．１重量％）合金を１０
   〜１５０ａｔｍの酸素雰囲気下で内部酸化して電気接点
   材料を得る電気接点材料の内部酸化法。
2. （２）前記銀合金が鉄族元素の一或は複数を０．００１
   〜１％含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）１０〜１５０ａｔｍの酸素雰囲気下で内部酸化し
   た銀−錫（５重量％を越え１２重量％まで）−鉛或はジ
   ルコニウム（０．０５〜０．１重量％）合金よりなる電
   気接点材料。
4. （４）前記銀合金が鉄族元素の一或は複数と０．００１
   〜１重量％含有する特許請求の範囲第３項記載の電気接
   点材料。