JPH03281070A - 銅系溶接用電極材料，電気接触子材料及びその製造方法 - Google Patents
銅系溶接用電極材料，電気接触子材料及びその製造方法Info
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- JPH03281070A JPH03281070A JP2415790A JP2415790A JPH03281070A JP H03281070 A JPH03281070 A JP H03281070A JP 2415790 A JP2415790 A JP 2415790A JP 2415790 A JP2415790 A JP 2415790A JP H03281070 A JPH03281070 A JP H03281070A
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- electrical contact
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
自働車々体，電化製品等の金属板のスポット溶接用先端
電極棒、又は機械式摺動磨耗，中性雰囲気中の大電流容
量の接触子等のアーク磨耗の多い所の先端電導部に使用
される耐磨性電導材料に関するものである。
電極棒、又は機械式摺動磨耗，中性雰囲気中の大電流容
量の接触子等のアーク磨耗の多い所の先端電導部に使用
される耐磨性電導材料に関するものである。
上述分野に使用されている材料としては、Ｃｒ−Ｃｕ合
金，Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ａｌ２Ｏ３等の粉末焼結合金が用
いられている，然し全般に大容量の条件で希望を満足す
るだけの寿命に到達せず，安定した性能を保証するには
、高温での耐熔着性、機械的強度、接触抵抗の安定性に
欠陥があり，特にＣｕ−Ａｌ２Ｏ３材料では、焼結強度
が低く、高温で高頻度の使用される時に異常な消耗があ
る。
金，Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ａｌ２Ｏ３等の粉末焼結合金が用
いられている，然し全般に大容量の条件で希望を満足す
るだけの寿命に到達せず，安定した性能を保証するには
、高温での耐熔着性、機械的強度、接触抵抗の安定性に
欠陥があり，特にＣｕ−Ａｌ２Ｏ３材料では、焼結強度
が低く、高温で高頻度の使用される時に異常な消耗があ
る。
本発明では，酸化物系セラミクス微粒子を均等に分布す
る銅及び銀を含有する銅系複合材料であり耐熱微粉末は
銅或は銀含有銅合金基質中にどの様な手段であれ焼結性
を向上するがで、最終的な利用効果を決するものと考へ
、一方でマトリックス中に銀を混入したことで前述の結
合性を良くしその上で，マトリックスの耐触性及び機械
的強度を改善する効果が大きい．特に気中で使用される
大容量接触子として性能面及び用途面で効果的作用があ
る。耐熱性セラミック材と成る元素は，特許請求の範囲
中に記載の元素等で代表される所の主成分であるが他元
素を少量混用する事も有り得る。
る銅及び銀を含有する銅系複合材料であり耐熱微粉末は
銅或は銀含有銅合金基質中にどの様な手段であれ焼結性
を向上するがで、最終的な利用効果を決するものと考へ
、一方でマトリックス中に銀を混入したことで前述の結
合性を良くしその上で，マトリックスの耐触性及び機械
的強度を改善する効果が大きい．特に気中で使用される
大容量接触子として性能面及び用途面で効果的作用があ
る。耐熱性セラミック材と成る元素は，特許請求の範囲
中に記載の元素等で代表される所の主成分であるが他元
素を少量混用する事も有り得る。
なぜなら今日のセラミック材元素は，無限の広さを有す
る技術となついる．然し本発明では，銅又は銀に溶融性
を有し、その上で充分な酸素圧力下で加熱される安定酸
化物の融点は銅に比較して、はるかに高温で有る事を必
要条件とする。
る技術となついる．然し本発明では，銅又は銀に溶融性
を有し、その上で充分な酸素圧力下で加熱される安定酸
化物の融点は銅に比較して、はるかに高温で有る事を必
要条件とする。
本発明の材料は、焼結性を向上し、耐熱性セラミックス
粒子の微細化．と化学的、物理的結晶構造を安定するた
めには，銅及び銀含有銅合金に合金せしめ、酸素圧力の
必要且つ充分な条件で酸化焙焼して折出分離した酸化物
となり，マトリックスであるＣｕ，Ｃｕ−Ａｇ，合金中
の酸素を分解及び脱酸する事で，上記マトリックス中に
微細粒子として残存せしめる技術効果作用を活用した事
である。
粒子の微細化．と化学的、物理的結晶構造を安定するた
めには，銅及び銀含有銅合金に合金せしめ、酸素圧力の
必要且つ充分な条件で酸化焙焼して折出分離した酸化物
となり，マトリックスであるＣｕ，Ｃｕ−Ａｇ，合金中
の酸素を分解及び脱酸する事で，上記マトリックス中に
微細粒子として残存せしめる技術効果作用を活用した事
である。
折出酸化物は常に酸素との結合力が強くて、脱酸工程中
に分解される様な成分は撰択をしない事とする。
に分解される様な成分は撰択をしない事とする。
Ｃｕ中にＡｇを含有する事で，酸素の吸収或は排出効果
を高め、特に高圧酸素中では酸素含有率の高い液相銀を
発生し、セラミック粒との濡れ性の強化作用がある．Ｃ
ｕ固溶体範囲である８ｗｔ％以下のＡｇは冷却凝固過程
で共晶粒界に折出して粒界の酸素拡散速度を高め、折出
セラミツク微粒子は粒界折出して，耐熱性を向上するの
で０．５ｗｔ％添加でも効果がある．その上に酸素分圧
と銅酸化物は関係が深く、変態し易いので，その安定性
のためにもＡｇは効果があり，大気中でＡｇ２Ｏは２０
０℃以下で分離してＡｇに還元される等数多くの効果が
あるが，マトリックスの融点を低下する特許請求の範囲
中で記載の還元工程は，Ｃｕ及び金属成分が酸化膨脹し
た素材を一工程で還元し同時に超緻密な結晶体を得る為
にあり、次期工程で高濃度のセラミックスを含有する時
、鍛造その他の加工性をもたらしめるものであるが、真
空還元と外部加熱と加圧を併用することが最も重点とし
ている。焼結合金にする理由は、塑性加工に適しない合
金が多くなるので、１品種多量生産の場合に経済的にも
好都合である。
を高め、特に高圧酸素中では酸素含有率の高い液相銀を
発生し、セラミック粒との濡れ性の強化作用がある．Ｃ
ｕ固溶体範囲である８ｗｔ％以下のＡｇは冷却凝固過程
で共晶粒界に折出して粒界の酸素拡散速度を高め、折出
セラミツク微粒子は粒界折出して，耐熱性を向上するの
で０．５ｗｔ％添加でも効果がある．その上に酸素分圧
と銅酸化物は関係が深く、変態し易いので，その安定性
のためにもＡｇは効果があり，大気中でＡｇ２Ｏは２０
０℃以下で分離してＡｇに還元される等数多くの効果が
あるが，マトリックスの融点を低下する特許請求の範囲
中で記載の還元工程は，Ｃｕ及び金属成分が酸化膨脹し
た素材を一工程で還元し同時に超緻密な結晶体を得る為
にあり、次期工程で高濃度のセラミックスを含有する時
、鍛造その他の加工性をもたらしめるものであるが、真
空還元と外部加熱と加圧を併用することが最も重点とし
ている。焼結合金にする理由は、塑性加工に適しない合
金が多くなるので、１品種多量生産の場合に経済的にも
好都合である。
セラミツクの粒子成長を阻止するための元素としては，
Ｍｇ，Ｚｒ，Ｂｅ，Ｈｆ．等が有効であり，特許請求の
範囲第１項の記載元素中でＦｅ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓｉ，等
は耐熱性に欠けるため単独では使用されず他の元素との
複合酸化物として使用される然し，Ａｇを多量に含有す
るＣｕマトリックスで接触子材の時はセラミツクの主成
分としての用途もある。電極材料としてのマトリツクス
中のＡｇは０．２〜８重量％適当である。
Ｍｇ，Ｚｒ，Ｂｅ，Ｈｆ．等が有効であり，特許請求の
範囲第１項の記載元素中でＦｅ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓｉ，等
は耐熱性に欠けるため単独では使用されず他の元素との
複合酸化物として使用される然し，Ａｇを多量に含有す
るＣｕマトリックスで接触子材の時はセラミツクの主成
分としての用途もある。電極材料としてのマトリツクス
中のＡｇは０．２〜８重量％適当である。
（１）ＣｕにＡｌ６ｗｔ％，Ｍｇ０．５ｗｔ％，Ａｇ０
．２ｗｔ％アルゴン雰囲気中で溶解し，１５ｍｍφ×２
００ｍｍｌの棒材に鋳造したものを，７００℃の熱間ス
ウエジングで６ｍｍφまで伸した後、１０ａｔｍのＯ２
中で１０時間，６００℃に加熱保持した後冷却した素材
を９００℃，真空度１０−３Ｔｏｒｒ，で１時間加熱し
たその間全工程中は，ＭｇＯ，粉末中におさめた。
．２ｗｔ％アルゴン雰囲気中で溶解し，１５ｍｍφ×２
００ｍｍｌの棒材に鋳造したものを，７００℃の熱間ス
ウエジングで６ｍｍφまで伸した後、１０ａｔｍのＯ２
中で１０時間，６００℃に加熱保持した後冷却した素材
を９００℃，真空度１０−３Ｔｏｒｒ，で１時間加熱し
たその間全工程中は，ＭｇＯ，粉末中におさめた。
その後に再度６００℃に予備加熱し５ｍｍφの線材に鍛
造伸線し、電気スポツト溶接機の電極ホルダーの先端部
に２０ｍｍｌに切断し圧入した。
造伸線し、電気スポツト溶接機の電極ホルダーの先端部
に２０ｍｍｌに切断し圧入した。
（２）ＣｕにＭｇ、Ｚｒ、Ｓｎ、各元素を３重量％づヽ
配合し、５ｍｍφ×１０ｍｍｌに鋳造し、ＭｇＯ粉末中
に封入し、１０ａｔｍのＯ２中で６００℃に５時間加熱
保持後に真空炉中で１０−４Ｔｏｒｒで減圧７００℃に
加熱，２時召保持し冷却，酸化膨脹した５．５ｍｍφを
熱間鍛造して５ｍｍφの棒材を得た。その後は実施例の
（１）と同様に電極ホルダー中に圧入した。
配合し、５ｍｍφ×１０ｍｍｌに鋳造し、ＭｇＯ粉末中
に封入し、１０ａｔｍのＯ２中で６００℃に５時間加熱
保持後に真空炉中で１０−４Ｔｏｒｒで減圧７００℃に
加熱，２時召保持し冷却，酸化膨脹した５．５ｍｍφを
熱間鍛造して５ｍｍφの棒材を得た。その後は実施例の
（１）と同様に電極ホルダー中に圧入した。
〔３）粉末混合法の密封還元した電気接触子材で，Ｍｇ
．２５ｗｔ％，Ｃｕ２５．ｗｔ％，Ｓｎ５０ｗｔ％の合
金を溶融憤霧した合金粉末を１５ｗｔ％ｔｏＡｇ粉末５
ｗｔ％残部Ｃｕ粉末を配合し，湿式振動ミルにて粉砕し
た後に２００メツユ以下の粉末をラバープレスで０．５
■／ｃｍ２の荷重で３０ｍｍφ×３００ｍｍの棒■に成
形した后，真空１０−２ｔｏｒｒ，８００℃で焼結し、
更に，１ａｔｍのＯ２中で，８００℃に加熱焙焼して得
た素材を，一方を密封した１．０ｍｍｔの銅チューブに
圧入し、開放口より真空減圧しつヽ１０−３・ｔｏｒｒ
に保持し、外部よりＨ．Ｉ．Ｐ．炉中でＮ２ガス２ｋｇ
／ｃｍ２に加圧、９００℃に昇温した。
．２５ｗｔ％，Ｃｕ２５．ｗｔ％，Ｓｎ５０ｗｔ％の合
金を溶融憤霧した合金粉末を１５ｗｔ％ｔｏＡｇ粉末５
ｗｔ％残部Ｃｕ粉末を配合し，湿式振動ミルにて粉砕し
た後に２００メツユ以下の粉末をラバープレスで０．５
■／ｃｍ２の荷重で３０ｍｍφ×３００ｍｍの棒■に成
形した后，真空１０−２ｔｏｒｒ，８００℃で焼結し、
更に，１ａｔｍのＯ２中で，８００℃に加熱焙焼して得
た素材を，一方を密封した１．０ｍｍｔの銅チューブに
圧入し、開放口より真空減圧しつヽ１０−３・ｔｏｒｒ
に保持し、外部よりＨ．Ｉ．Ｐ．炉中でＮ２ガス２ｋｇ
／ｃｍ２に加圧、９００℃に昇温した。
その後熱間鍛造，圧延して２．０ｍｍｔの板材となし８
×８ｍｍに切断し、表面部のみ１ｍｍｔを除去し裏面は
，自動車スクーター接点として、ロー付けにより台金に
取り付けた， 電極材の比較試料として一般の焼結材料のＣｕ−Ａｌ２
Ｏ３１０ｗｔ％を撰定し、以降試料Ｎｏ−４とし、電気
接触子材としてｅｕ−Ｗ６５ｗｔ％の従来品をＮ０・５
とする。
×８ｍｍに切断し、表面部のみ１ｍｍｔを除去し裏面は
，自動車スクーター接点として、ロー付けにより台金に
取り付けた， 電極材の比較試料として一般の焼結材料のＣｕ−Ａｌ２
Ｏ３１０ｗｔ％を撰定し、以降試料Ｎｏ−４とし、電気
接触子材としてｅｕ−Ｗ６５ｗｔ％の従来品をＮ０・５
とする。
耐消耗テストとして、１．２ｍｍ鉄板を２板合せにして
、２０ＫＶＡの電気スポット溶接機で、５方面連続使用
して、実施例１，２とＮｏ−４を比較した。（５０回／
分、最大電流６０００Ａ，の条件）消耗寸法は実施例−
１は１．１ｍｍ，実施例−２は１．５ｍｍ，Ｎｏ−４
２．８ｍｍであり電極面の荒れが大きい。
、２０ＫＶＡの電気スポット溶接機で、５方面連続使用
して、実施例１，２とＮｏ−４を比較した。（５０回／
分、最大電流６０００Ａ，の条件）消耗寸法は実施例−
１は１．１ｍｍ，実施例−２は１．５ｍｍ，Ｎｏ−４
２．８ｍｍであり電極面の荒れが大きい。
実施例−３の試料とＮｏ−５の比較では，ＤＣ２４Ｖ，
３サイクル通電し、溶着電流値を比較した結果、実施例
−３は６０００Ａまで溶着がなく，Ｎｏ−５は１０００
Ａ〜４０００Ａの間で６回の溶着を確認した。
３サイクル通電し、溶着電流値を比較した結果、実施例
−３は６０００Ａまで溶着がなく，Ｎｏ−５は１０００
Ａ〜４０００Ａの間で６回の溶着を確認した。
本発明品の酸化物粒子の平均値が０．１〜２μであるの
に対し、Ｎｏ−４，の酸化アルミナ粒子は従方．向では
１０〜１５０μであり、Ｃｕ−ｗのＷ粒子は５〜２０μ
であつた．その他多く基本特性の相違点を認められるが
、初期の実験で充分に改善された事が明らかである。
に対し、Ｎｏ−４，の酸化アルミナ粒子は従方．向では
１０〜１５０μであり、Ｃｕ−ｗのＷ粒子は５〜２０μ
であつた．その他多く基本特性の相違点を認められるが
、初期の実験で充分に改善された事が明らかである。
Claims (2)
- （１）金属成分でＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｔｈ
、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、
Ｓｉ、の１種又は複数を０．５〜４０重量％を含み残部
がＣｕ、又はＣｕにＡｇを０．１〜５０重量％を含む銅
系合金、焼結合金を酸素圧力が０．２〜５００ａｔｍ中
で２５０℃から合金の固相点以下の温度で酸化焙焼後金
属成分を酸素含有のＣｕ、又はＣｕ−Ａｇ合金中に酸化
物として折出し、その後真空中、還元雰囲気中で加熱す
る事によって、Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｇ中の酸素を除去、脱酸
してなるＣｕ又はＣｕ−Ａｇ基質中に上記金属成分の酸
化物微粒子を分散する銅系溶接間電極材料、電気接触子
材料及びその製造方法。 - （２）前述の還元工程で酸化材料を銅性チューブ内に封
入し、一方より真空減圧（１０＾−＾１〜１０＾−＾４
Ｔｏｒｒ）し外部より加熱しつつ静荷圧（１００〜２０
００ｋｇ／ｃｍ＾２）する事で超緻密な分散型合金とな
る特許請求の範囲第１項記載の銅系溶接用電極材料。電
気接触子材料及びその製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415790A JPH03281070A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 銅系溶接用電極材料，電気接触子材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2415790A JPH03281070A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 銅系溶接用電極材料，電気接触子材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281070A true JPH03281070A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=12130507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2415790A Pending JPH03281070A (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 銅系溶接用電極材料，電気接触子材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03281070A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667259C1 (ru) * | 2017-08-24 | 2018-09-18 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Спеченный сплав на основе меди |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2415790A patent/JPH03281070A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667259C1 (ru) * | 2017-08-24 | 2018-09-18 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Спеченный сплав на основе меди |
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