JPH0410315A - 電気接点用複合材料 - Google Patents

電気接点用複合材料

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JPH0410315A
JPH0410315A JP2110307A JP11030790A JPH0410315A JP H0410315 A JPH0410315 A JP H0410315A JP 2110307 A JP2110307 A JP 2110307A JP 11030790 A JP11030790 A JP 11030790A JP H0410315 A JPH0410315 A JP H0410315A
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奈良 喬
Sadao Sato
貞夫 佐藤
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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】 11上の利用分野] 本発明は、A、−酸化物系材料を芯材とL、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等が用い
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?fj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層中に1〜12wtχのCd酸化物と、
0.01〜2wtXのTeおよびBi酸化物と、0.0
5〜5wtχのSb、 Sn、 InXCuの各酸化物
と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、 Bi、 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5〜40Xである
ことを特徴とする。
また、Agの中に1〜1:2vt! ノCd酸化物と、
0.01〜2wt%のTeおよびBi酸化物と、0.0
5〜5wtχ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
0.01”1wt%を分散させた材料を芯材とし、その
外周にAg中にCd、 Te、 Sb、Bi、 Sn、
 In、 Cuの各元素の内の2種以上を0.01〜2
wtχ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 =12wtZと限定した理由は、1wt2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、12wt%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およびBi酸化物量を0.01〜2w tX
と限定した理由は、0.01ivtχ未満ではTeおよ
びBi酸化物添加による耐溶着性の向上が望めないため
であり、2im tXを超え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Biとの相乗的添加効果が期待できないた
めであり、5w t’Aを超える添加では接点特性の内
、特に接点安定性が劣下するためである。
また、FeおよびNjの添加は、0.01wt%未満の
添加では結晶粒微細化の効果がなく、1wt%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響
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、旧、Sb、 Sn、 In、 Cuの各元素
の内の2種以上を添加する範囲を0.01〜2wtχに
限定した理由を述べると、添加元素の量が0.01wt
%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、2wtχを超える添加では加工性が低下して
被覆・保護としての効果が薄れ、さらに既に酸化した芯
材に複合する場合には、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−(ICd−0,lTe−4Sb−
28i−1,5Sn−2In0.2Cu) OX各−L
χの線材に、引き抜き加工により作製した厚さ1 、5
nuaのAg−0,lCd−0,lTe−0,05Sb
O,05Bi−0,ICu各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2実施例 直径13mmのAg−(8Cd−0,05Te−0,5
Sb−0,05Bi−2SnO,5In−ICu−0,
2Ni) O,各−tXの線材に、引き抜き加工により
作製した厚さ1mm 0)Ag−0,3Cd−0,05
7e0、]]5Bi−0.2Sn−0.11n各tX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。
さらに、第1実施例および第2実施例とほぼ同様の方法
で以下の表に示す第3実施例〜第6実施例を作製した。
以上の各実施例の各線材を長さ2.5mm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220v、電流
78八、力率0.35で実装テストを行ない以下に表に
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−12ivtχCdOの線材に、引
き抜き加工により作製した厚さ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−18wtχCdOの線材に、引き
抜き加工により作製した厚さ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。
このテストにより、本発明において接点母材となる芯材
の添加元素と外周に形成するAg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。
C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
スポット溶接強度もすぐれ、実機に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の中に1〜12wt%のCd酸化物と、0.0
    1〜2wt%のTeおよびBi酸化物と、0.05〜5
    wt%のSb、Sn、In、Cuの各酸化物とを分散さ
    せた材料を芯材とし、その外周にAg中にCd、Te、
    Sb、Bi、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。 2、Agの中に1〜12wt%のCd酸化物と、0.0
    1〜2wt%のTeおよびBi酸化物と、0.05〜5
    wt%のSb、Sn、In、Cuの各酸化物とさらにF
    e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、Te、Sb、Bi、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。
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