JPH0410313A - 電気接点用複合材料 - 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】 〔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や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、加工性や合
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Ａｇ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
等の現象を生しることになり、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層中に１〜１２−ｔＸのＣｄ酸化物と、
０．０１〜２ｗｔ１のＴｅ酸化物および０．０５〜５ｉ
ｖｔχのＳｂ、　Ｓｎ、Ｉｎ、　Ｃｕの各酸化物を分散
させた材料を芯材とし、その外周にＡｇ中にＣｄ、　Ｔ
ｅ、　Ｓｂ、　Ｓｎ、、Ｉｎ、、Ｃｕの各元素の内の２
種以上を０．０１〜２ｗｔχの範囲で添加したＡｇ合金
層を形成し、さらにその複合材料の断面積全体を占める
Ａｇ合金層の面積比率を５〜４ｏｚとしたことを特徴と
する。

また、Ａｇの中に１〜１２ｗｔχのＣｄ酸化物と、０．
０１〜２ｗｔ！のＴｅ酸化物および０．０５〜５ｗｔχ
のＳｂ、　Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕの各酸化物と、さらにＦｅ
もしくはＮｉの１種または双方の酸化物を０．０ｉ〜１
ｗｔχを分散させた材料を芯材とし、その外周にＡｇ中
にＣｄ、　Ｔｅ、　Ｓｂ、　Ｓｎ、　Ｉｎ、Ｃｕの各元
素の内の２種以上を０．０１〜２ｗｔχ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。

なお、上記においてＡｇ中に分散させるＣｄ酸化物量を
１〜１２−ｔＸに限定した理由は、１ｗｔχ未満の添加
では開閉時に溶着し易くなるためであり、１２−ｔＸを
超えるとアークによる消耗飛散量がむしろ増加するおそ
れがあるためである。

また、Ｔｅ酸化物量の下限値を０．０１ｉｍｔχに限定
した理由は、これ未満の添加ではＴｅ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、２ｗｔχ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。

さらに、Ｓｂ、　Ｓｎ、　Ｉｎ、　Ｃｕの酸化物量の下
限値を０．０５ｗｔχに限定した理由は、これ未満の添
加ではＴｅとの相乗的添加効果が期待できないからであ
り、５ｉｙｔχを超える添加では接点特性の内、特に接
触安定性が劣化するためである。

また、ＦｅおよびＮｉの添加は、Ｏ，０ｈｔＺ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
、　Ｔｅ、　Ｓｂ、　Ｓｎ、　Ｉｎ、　Ｃｕの各元素の
内の２種以上を添加する範囲を０．０１〜２ｗ　ｔＸに
限定した理由を述べると、添加元素の量が０．０１ｗｔ
χ未満では機械的強度の向上と元素のＡｇ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　ＬＸ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と複合する場合、
複合時の加熱雰囲気によっては表面にスケールを生して
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、５χ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は困難
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してくるためで
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−（８Ｃｄ−１，５Ｔｅ−ＩＳｂ−
ＩＳｎ−０，１１ｎ−０，４Ｃｕ）ＯＸ各ｗｔχの線材
に、引き抜き加工により製作した厚さ１．５ｍｍのＡｇ
−０，５Ｃｄ−０，０５Ｔｅ−０，０５Ｓｂ−０，ｌ５
ｎＯ，Ｉ　Ｉｎ各ｉｖｔχのパイプを嵌合・密着し、７
００°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
芯材と外周材とを相互拡散した。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２実施例 直径１３ｍｍのＡｇ−（１，５Ｃｄ−０，ｌＴｅ−０，
２Ｓｂ−３Ｓｎ−５１ｎＯ，Ｉ　Ｃｕ−０，ｌＦｅ−０
，ｌＮ１）Ｏ，各ｗｔχの線材に、引き抜き加工により
作成した厚さ１ｍｍのＡｇ−０，ｌＣｄ−０，ｌＴｅ０
．２Ｓｎ−０，５Ｃｕ８ｗｔχ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
芯材と外周材とを相互拡散した。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−（３Ｃｄ−０，０５Ｔｅ−０，ｌ
５ｂ−５５ｎ−０，３Ｉｎ２Ｃｕ−０，ＩＦｅ）　Ｏｘ
各匈ｔχの線材に、引き抜き加工により製作した厚さ０
．５ｍｍのＡｇ−０，２Ｔｅ−０，２Ｓｂ−０，５Ｓｎ
Ｏ，２Ｉｎ−０，２Ｃｕ＠ｗｔχ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
て芯材と外周材とを相互拡散した。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Ａｇ−（ＩＣｃｌ−０，２５Ｔｅ−５Ｓ
ｂ−１，５５ｎ−３Ｉｎ−０，２Ｃｕ−０，０５Ｎｉ）
　Ｏｘ各ｗｔ％の線材に、引き抜き加工により製作した
厚さ１　、８ｍｍのＡｇ−０，２Ｃｄ−０，５Ｓｂ−０
，０５Ｓｎ−０，０５Ｉｎ　８ｗｔ％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
芯材と外周とを相互拡散した。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のＡｇ−（２Ｃｄ−０，５Ｔｅ−０，５Ｓ
ｂ−２Ｓｎ−ｌＩｎ−５ＣｕＯ，５Ｆｅ）　ＯＸ＠ｗｔ
χの線材に、引き抜き加工により製作した厚さ０．２ｍ
ｍのＡｇ−０，３３ｎ−０，５１ｎ−０，ｌＣｕ各ｗｔ
％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
芯材と外周とを相互拡散した。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６実施例 直径１３ｍｍのＡｇ−（１０Ｃｄ−１，５Ｔｅ−０，３
Ｓｂ−０，ｌ５ｎ−０，１１ｎＯ，ｌＣｕ−０，０５Ｆ
ｅ−０，３Ｎｉ）　ＯＸ＠ｗｔχの線材に、引き抜き加
工により製作した厚さ（Ｌ７５ｍｍの八ｇ−０，ｌＣｄ
０．ｌＴｅ−０，ｌ５ｂ−０，Ｉ　５ｎ−０，１１ｎ−
０，ｌＣｕ８ｈｔ！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
芯材と外周とを相互拡散した。これを不活性雰囲気中で
の焼鈍き引き抜き加工を繰り返して直径３ｍｍの線材を
得た。

以上の実施例の線材を長さ２．５ｍｍに切断した俊、合
材にスボｙ’ｒ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２００Ｖ、電流
７８Ａ、力率０．３５で実機テストを行った。

以上の各実施例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−１２ｗｔχＣｄＯの線材に、引き
抜き加工により作成した厚さ１　、５ｍｍ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−１０ｗｔ＄ＣｄＯ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。

二のテストによって、本発明は接点母材となる芯材の添
加元素と外周に形成する簡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った。

（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
スポント溶接強度もすくれ、実機による接点開閉テスト
ムこ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の中に１〜１２ｗｔ％のＣｄ酸化物と、０．０
   １〜２ｗｔ％のＴｅ酸化物および０．０５〜５ｗｔ％の
   Ｓｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕの各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、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｓｎ
   、Ｉｎ、Ｃｕの各元素の内の２種以上を０．０１〜２ｗ
   ｔ％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の中に１〜１２ｗｔ％のＣｄ酸化物と、０．０
   １〜２ｗｔ％のＴｅ酸化物および０．０５〜５ｗｔ％の
   Ｓｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕの各酸化物と、さらに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Ｃ
   ｄ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ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。