JPH0410317A - 電気接点用複合材料 - Google Patents

電気接点用複合材料

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JPH0410317A
JPH0410317A JP2110309A JP11030990A JPH0410317A JP H0410317 A JPH0410317 A JP H0410317A JP 2110309 A JP2110309 A JP 2110309A JP 11030990 A JP11030990 A JP 11030990A JP H0410317 A JPH0410317 A JP H0410317A
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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】 〔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、 Sb、 Sn、 Te、 In等の酸化
物を分散させた所謂Ag−酸化物系材料が用いられてい
る。
なかでも、Ag−酸化物系接点材料は耐溶着性、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Cd、 Sb、 Sn
、Te、 In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ボン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−酸化物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ント溶接やろう付けを
可能にする八gN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しるため、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、軸の中に0.05〜6wtχのsb酸化物と
、0.01〜2wt!のTe酸化物および0.05〜5
111tχのSn、 In、Cu、 Mn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Sb
、 Te、 Sn、 In、 Cu、 Mnの各元素の
内の2種以上を0.01〜2wtχの範囲で添加したA
g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、AgO中ニ0.05〜6wtX(7)Sb酸化物
と、0.01〜2wtχのTe酸化物および0.05〜
5wtχのSn、 In、 Cu、Mn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.
01〜1wtXを分散させた材料を芯材とし、その外周
にAg中にSb、 Te、 Sn、、In、 Cu、M
nの各元素の内の2種以上を0.01〜2i+ 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
Z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sb酸化物量を
0.05〜6wtχと限定した理由は、0.05wtχ
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、6wtχ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酸化物量を0.01〜2wtχと限定した理
由は、0.01wtχ未満ではTe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、2tntχ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、Sn、 In、 Cu、 Mnの酸化物量の下
限値を0.05ivtχ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ためで
あり、5wtχ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Niの添加は、0.01wtχ未満の
添加では結晶粒微細化の効果がなく、1wLχ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Sb
、 Te、 Sn、 In、 Cu、 Mnの各元素の
内の2種以上を添加する範囲を0.01〜2iytχ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、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
生じ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、402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−(5,5Sb−0,05Te−0
,1Sn−31n−2CuO,lMn−0,15Ni)
OX各−tXの線材に、引き抜き加工により作製した厚
さ1.5mmのAg−0,2Sb−0,lTe−0,2
Sn−0,2In−0,2Cu−0,1Mn各−12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℃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−(2Sb−1,5Te−0,l5
n−41n−ICu−0,15Mn−0,2Fe−0,
35Ni) 0.各呵χの線材に、引き抜き加工により
作製した厚さ1mmのAg−0,l5b−0,05Te
0.51n−0,lCu−0,05t’In8wtχ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。
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
78A、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−12ivtZCdOの線材に、引
き抜き加工により作製した厚さ11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−10wAg−1O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。
二のテストにより、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。
〔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くれ、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0.05〜6wt%のSb酸化物と、0
    .01〜2wt%のTe酸化物および0.05〜5wt
    %のSn、In、Cu、Mn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Sb、Te、Sn
    、In、Cu、Mn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0.05〜6wt%のSb酸化物と、0
    .01〜2wt%のTe酸化物および0.05〜5wt
    %のSn、In、Cu、Mn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0.01〜1w
    t%を分散させた材料を芯材とし、その外周にAg中に
    Sb、Te、Sn、In、Cu、Mn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A
    g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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