JPH0410312A - 電気接点用複合材料 - Google Patents

電気接点用複合材料

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JPH0410312A
JPH0410312A JP2110304A JP11030490A JPH0410312A JP H0410312 A JPH0410312 A JP H0410312A JP 2110304 A JP2110304 A JP 2110304A JP 11030490 A JP11030490 A JP 11030490A JP H0410312 A JPH0410312 A JP H0410312A
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Takashi Nara
奈良 喬
Sadao Sato
貞夫 佐藤
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Tokuriki Honten Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、Ag−酸化物系材料を芯材とし、その外周に
Ag合金層を形成したAg−酸化物系による電気接点用
複合材料に関する。
〔従来の技術〕
電気接点材料として従来、AgやAg−NiあるいはA
g中にCdおよびSn等の酸化物を分散させた材料が用
いられている。
なかでも、Ag−Cd0系は耐溶着性、耐消耗性等に優
れ、使用範囲が広いことで知られているが、加工性や台
材への固着接合が問題となる。
すなわち、合材と接点との界面にCdO等の酸化物が存
在するため、非酸化物系の材料と比較してスポット溶接
やろう付けでの接合強度が著しく小さい。そこで、Ag
−Cd0系材料を母材としてその合材との接合部あるい
は母材の外周にスポット溶接やろう付けを可能にするA
g層を形成した材料が考えられている。
近年、各産業分野における合理化、機械装置の自動化は
目覚ましい発達を遂げているが、これに伴い装置はます
ます大型化、複雑化する傾向にあるのに対し、これらの
制御系は寧ろ小型化、動作の高頻度化、大容量化が要求
されている。また、機器の頻繁な運転に伴いその制御の
スイッチにあってはその接点表面が開閉に伴うアーク熱
やジュール熱によって稼働時には局部的に溶融するほど
の高温に熱せられ、休止時には室温にまで低下すること
になり、高温と低温の熱サイクルが繰り返されることに
なる。
(発明が解決しようとする課題〕 このような状況下でAg−酸化物系接点材料を使用する
と、頻繁な膨張、収縮を繰り返し受けることになり、接
点内部に複雑な応力が集中的に加わり、接点の表面を凹
面状にするような弓状の湾曲変形が生じるため、スポッ
ト溶接やろう付けを可能にするために設けられたAg層
は接点母材あるいは合材との境界面において引き剥がさ
れるような強い応力を受ける。
これにより、Ag自体の機械的強度の低さと相まって接
点母材や合材との接合強度に問題が多く発生する。すな
わち、使用時にAg−酸化物系材料の接点性能が充分に
発揮できないまま、接点母材とAgまたは合材との剥離
等の現象を生じることになり、それが異常消耗へと発展
するため、これらの改善が望まれている。
〔課題を解決する為の手段] 本発明は、Ag中に5〜20wtχのCd酸化物を分散
させた材料を芯材とし、その外周にAg中にCd、 S
n、Sb、 Inの各元素の内の2種以上を0.01〜
2htzの範囲で添加したAg合金層を形成し、かつそ
の複合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率
が5〜40χであることを特徴とする。
また、Ag中に5〜20iytχのCd酸化物と0.0
5〜5呵χのSn酸化物を分散させた材料を芯材とし、
その外周にAg中にCd、 Sn、 Sb、 Inの各
元素の内の2種以上を0.01〜2htzの範囲で添加
したAg合金層を形成し、かつその複合材料の断面積全
体に占めるAg合金層の面積比率が5〜4ozであるこ
とを特徴とする。
さらに、Ag中に5〜20iu tzのCd酸化物と0
.05〜5htzのSn酸化物およびFeもしくはNi
の1種または双方の酸化物を0.01〜Iwtχを分散
させた材料を芯材とし、その外周にAg中にCd、 S
n、’ Sb、、Inの各元素の内の2種以上を0.0
1〜2wt$の範囲で添加したAg合金層を形成し、か
つその複合材料の断面積全体に占めるAg合金層の面積
比率が5〜40Xであることを特徴とする。
なお、上記においてAg中に分散させるCd酸化物量を
5〜20−tzと限定した理由は、5iv tX未満で
は開閉時に発生するアークによる清浄効果が期待できな
いためであり、20w tzを超えるとアークによる消
耗飛散量がむしろ増加するためである。
また、Sn酸化物量の下限値を0.05wtχに限定し
た理由は、これ未満の添加ではSn酸化物添加による耐
溶着性の向上が望めないからであり、5wtχを超える
添加では加工性が著しく低下して接点として加工する際
の量産性が問題となるからである。
また、FeおよびN1の添加は、0.01wtX未満の
添加では結晶粒微細化効果がなく、1wtχを超える添
加では電気抵抗が高くなるなど他の特性に及ぼす影百が
大きくなるからである。
一方、接点母材の外周に形成するAg合金についてCd
、 Sn、 Sb、 Inの各元素の内の2種以上を添
加する範囲を0.01〜2htχに限定した理由を述べ
ると、添加元素の量が0.01wtχ未満では機械的強
度の向上と元素のれマトリクス中への拡散効果が薄く、
複合強度の増大が期待できないためであり、2w tz
を超える添加では加工性が低下して被覆・保護効果が薄
れると共に芯材に複合する場合に、複合時の加熱雰囲気
によっては表面にスケールを住して複合が困難になるか
らである。
また、複合線材または条材断面に占めるAg合金層の比
率は、5z未満では接点母材に対する被覆効果が小さく
なると共に合材へのスポット溶接あるいはろう付けが困
難となり、40χを超える比率では被覆材の量が多すぎ
て接点特性のうち特に耐溶着性に問題が生じてくるため
である。
〔実 施 例〕
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1実施例 直径13mmのAg−12wt%CdOの線材に、引き
抜き加工により作成した厚さ0.5mmのAg−0,4
5wtχCd−0,2wt%Inのパイプを嵌合・密着
し、700°Cに加熱して引き抜き加工により複合した
この線材を不活性雰囲気中650°Cで4時間加熱して
Ag −12w tXcdo とAg−0,45wtχ
Cd−0,2wt%Inとを相互拡散した。これを不活
性雰囲気中での焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3
1T1mの線材を得た。
第2実施例 直径13mmのAg−18ivtZCdOの線材に、引
き抜き加工により作成した厚さ1mmの八g−0,4w
tχ5n−0,15wtχSdのパイプを嵌合・密着し
、700″Cに加熱して引き抜き加工により複合した。
この線材を不活性雰囲気中650°Cで4時間加熱して
Ag−12wt%CdOとAg−0,4wtX5n−0
,15wtχsb とを相互拡散した。これを不活性雰
囲気中での焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mm
の線材を得た第3実施例 直径13mmのAg−11ivAg−11ivtICd
O−4の線材に、引き抜き加工により作成した厚さ1.
5mmのAg−0,05wtEd−0,3wt%5b−
0,05wtXInのパイプを嵌合・密着し、700°
Cに加熱して引き抜き加工により複合した。
この線材を不活性雰囲気中650°Cで4時間加熱して
AgAg−11ivtXCdO−4χ5n02とAg−
0,05wtχCd−0.3呵χ5b−0.051wt
!Inとを相互拡散した。これを不活性雰囲気中での焼
鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mmの線材を得た
第4実施例 直径13mmの八g−8wtICdO−5wt%5nO
zの線材に、引き抜き加工により作成した厚さ0.2m
mのAg−0,05wt%5n−0,2wt%5b−0
,02wt%Inのパイプを嵌合・密着し、700°C
に加熱して引き抜き加工により複合した。
この線材を不活性雰囲気中650°Cで4時間加熱して
Ag−8wtχCd0−5wtX5nOz とAg−0
,05wtχ5n−0,2wt%5b−0,02wtX
Inとを相互拡散した。これを不活性雰囲気中での焼鈍
と引き抜き加工を繰り返して直径3mmの線材を得た。
第5実施例 直径13mmとしたAg−10wtχCd0−0.2w
t%5nOz−0,05wtχFezO3の線材に、引
き抜き加工により作成した厚さ1.8mmのAg−0,
2wt%Cd−0,2WtχSnのパイプを嵌合・密着
し、700°Cに加熱して引き抜き加工により複合した
この線材を不活性雰囲気中650°Cで4時間加熱して
Ag−10wtχCd0−0.2wt%5nOz−0,
05WtχFe2O,とAg−0,2wt%Cd−0,
2WtχSnとを相互拡散した。これを不活性雰囲気中
での焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3+y+mの
線材を得た。
第6実施例 直径13mn+としたAg−6wtχCd0−4wtχ
5nOz−0,45wtXFezOz−0,45wt2
NiOの線材に、引キ抜キ加工ニヨリ作成した厚さ0.
75mmのAg−0,1wtlCd−0,8wt%Sb
のパイプを嵌合・密着し、700°Cに加熱して引き抜
き加工により複合した。
この線材を不活性雰囲気中650″Cで4時間加熱して
八g−6wtXCdO−4wtχ5nOz−0,45w
tZFezO:+−0,45wt%NiOとAg−0,
1wtχCd−0,8wt!Sbとを相互拡散した。
これを不活性雰囲気中での焼鈍と引き抜き加工を繰り返
して直径3nonの線材を得た。
上記の各線材を長さ2.5 mmに切断した後、合材に
スポット溶接し、剪断接合強度を測定すると共に、市販
のコンタクタ−に組み込み、電圧220ν、電流78A
、力率0.35で実装テストを行った。
そのテスト結果を表に示す。
なお、比較のために以下の従来技術による結果を載せる
第1従来例 直径13mmのAg−12ivtXCdOの線材に、引
き抜き加工により作成した厚さ1mmのAgのパイプを
嵌合・密着し、700°Cに加熱して引き抜き加工によ
り複合した。
この線材を焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mm
の線材を得た。
第2従来例 直径13mmのAg−18wtlCd0の線材に、引き
抜き加工により作成した厚さ0.5 mmのAgパイプ
を嵌合・密着し、700″Cに加熱しで引き抜き加工に
より複合した。
この線材を焼鈍と引き抜き加工を繰り返して直径3mm
の線材を得た。
各実施例のテスト結果により、接点母材となる芯材の添
加元素と外周に形成するA’g合金の添加元素は同一元
素数の多い方がより効果的であることがわかる。
〔発明の効果] 以上説明した本発明によると、表に示す通り、合材との
スボント溶接強度もすくれ、実機ムこよる接点開閉テス
トにおいてきわめて優れた効果を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Ag中に5〜20wt%のCd酸化物を分散させた
    材料を芯材とし、その外周にAg中にCd、Sn、Sb
    、Inの各元素の内の2種以上を0.01〜2wt%の
    範囲で添加したAg合金層を形成し、かつその複合材料
    の断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が5〜40
    %であることを特徴とする電気接点用複合材料。 2、Ag中に5〜20wt%のCd酸化物と0.05〜
    5wt%のSn酸化物を分散させた材料を芯材とし、そ
    の外周にAg中にCd、Sn、Sb、Inの各元素の内
    の2種以上を0.01〜2wt%の範囲で添加したAg
    合金層を形成し、かつその複合材料の断面積全体に占め
    るAg合金層の面積比率が5〜40%であることを特徴
    とする電気接点用複合材料。 3、Ag中に5〜20wt%のCd酸化物と0.05〜
    5wt%のSn酸化物およびFeもしくはNiの1種ま
    たは双方の酸化物を0.01〜1wt%を分散させた材
    料を芯材とし、その外周にAg中にCd、Sn、Sb、
    Inの各元素の内の2種以上を0.01〜2wt%の範
    囲で添加したAg合金層を形成し、かつその複合材料の
    断面積全体に占めるAg合金層の面積比率が5〜40%
    であることを特徴とする電気接点用複合材料。
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