JPH041448B2 - - Google Patents

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JPH041448B2
JPH041448B2 JP59047575A JP4757584A JPH041448B2 JP H041448 B2 JPH041448 B2 JP H041448B2 JP 59047575 A JP59047575 A JP 59047575A JP 4757584 A JP4757584 A JP 4757584A JP H041448 B2 JPH041448 B2 JP H041448B2
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JP
Japan
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alloy
vacuum
current
present
welding
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JP59047575A
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JPS60193220A (ja
Inventor
Hirozo Matsumoto
Kazuhiko Nagayama
Toshe Shiina
Kyohisa Yoshigae
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕 本発明は真空しや断器に用いられるCu−Cr接
点材料の製造方法の改良に関する。 〔従来技術とその問題点〕 一般に真空しや断器は次のような特徴を有して
いる。 1 電流しや断を真空容器内で行い、電流自然零
値時における消イオン作用が、高真空中の電子
の拡散によるため、他の消弧原理のものに比べ
て著しく大きく、すぐれたしや断性能を示す。 2 しや断時にアークが露出しないので、火災や
爆発の危険性がなく安全である。 3 小型、軽量にでき保守点検の省力化に役立
つ。 4 しや断時の騒音が少い。 5 接点が真空中に密封されているので雰囲気の
影響を受けず保守の必要がない。 6 接点を開閉する機器以外は特に補助装置や付
属品を必要としない。 以上のような幾多の特徴を備えているために、
真空しや断器は、一般産業、ビルや工場の受配電
設備への需要が増加しており、さらに利用範囲の
拡大が図られている。 この真空しや断器に使用される接点材料の選定
は重要であり、通常接点材料としては次のような
特性が要求されている。 (1) 十分に脱ガスされていること。 (2) 電気伝導、熱伝導が良いこと。 (3) 消耗が少なく溶着をしないこと。 (4) しや断性能がすぐれていること。 (5) 接触抵抗が小さく通電容量が大きいこと。 (6) 耐圧が高いこと。 (7) さい断電流が小さいこと。 (8) 機械加工性に富み、形状付与性に優れるこ
と。 これらのうちとくにさい断電流は真空しや断器
の特徴的現象として短所ともなつているものであ
つて、小電流をしや断するとき電流が自然零点と
なる以前にアークを安定に維持することができず
に急激に消滅するという問題があるために、真空
しや断器を用いた誘導性回路などでは異常電圧が
発生して機器の絶縁劣化を生じ、機器損傷の原因
となるので、この種の用途ではさい断電流値の小
さいことが要求されるが、この特性は殆ど接点材
料によつて左右される。 以上のことから大電流しや断性能を有し、耐溶
着、さい断電流特性にすぐれた真空しや断器用接
点の適切な材料選定が望まれているがこれら要求
特性は相反関係をなすものもあるので全てを満足
する接点材料を得ることはむづかしく、それぞれ
の用途に応じてとくに重要な特性を満たし、その
他の特性は若干犠牲にする使用例が多い。 例えば従来用いられているこの種の接点材料の
代表的なものとしてCu−Bi系合金やCu−Cr系合
金などがよく知られている。これらのうちCu−
Bi系合金はしや断性能、耐溶着性などの点です
ぐれているが、この合金中に含まれているBiが
真空しや断器の耐電圧特性を劣化させる要因にな
りやすく、またさい断電流値も低いが、大電流し
や断を繰り返すことによりBiの浸み出しや蒸発
が盛んになつて次第にさい断電流特性が悪化する
ようになるなどの欠点をもつている。一方Cu−
Cr系合金は元来CuとCrが互に溶融し難いために、
Cr粉末の焼結体に溶融Cuを浸透させて得られる
ものであり、この合金中に占めるCrの割合は20
〜60重量%が普通である。このCu−Cr系合金は
しや断性能、耐電圧特性、さい断電流特性が相対
的にすぐれ、しかもこの合金の構成元素となつて
いるCrがガスを吸収するゲツター作用を有する
ため、真空しや断器用接点として有効であること
が一般に認められている。しかしながらCu−Cr
系合金の耐溶着性はCu−Bi系合金より劣るとい
う欠点がある。Cuを主成分とした接点材料を所
要の真空しや断器用接点の形状に加工する際に
は、Cuが粘いため切削しずらく、加工時間が長
くなりかつ切削工具の寿命も短くなりやすい問題
がある。さらに、Cr焼結体にCuを溶浸したCu−
Cr系接点材料においても、CuとCrの界面の接合
が比較的強いので、機械加工性はそれほど良好で
なく、Cuの粘さと延性により切削時の切粉が細
長く連続し、切削速度を上げることが困難である
問題がある。 〔発明の目的〕 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は耐溶着性とさい断電流特性にすぐ
れかつ機械加工性にすぐれた真空しや断器用Cu
−Cr接点材料の製造方法を提供することにある。 〔発明の要点〕 本発明に係る接点材料はCuが45〜60%、Teが
0.05〜4%、残部がCrからなるCu−Cr−Te合金
であり、Cr焼結体にCu−Te合金を溶浸すること
により得られるものである。 〔発明の実施例〕 以下本発明を実施例に基づき説明する。 通常Cu−Cr合金を製造するには前述したよう
に焼結溶浸法が用いられ、例えばまずCr粉末を
黒鉛鋳型に充てんし、これを1200〜1350℃で数時
間真空焼結してCr焼結体とし、このCr焼結体に
真空中1100〜1250℃でCuを溶浸する。本発明の
合金を得るためには基本的にはこの方法と変らな
いがTeを添加するためにCuの代りにCu−Te合
金を用いた。Teを添加したのはCu−Cr合金の中
に脆弱なTeを均一微細に分散させることにより
接点の溶着現象が起りにくくなることと、Teが
CuやCrに比べて蒸気圧が高いので電流しや断時
のアークを持続させるためにさい断電流値を低く
する効果が得られることが別途実験結果からわか
つていたからである。本発明ではまず100メツシ
ユ以下325メツシユ以上の粒径を有するCr粉末を
内径65mmφ、深さ25mmの黒鉛鋳型に振動を与えな
がら充填し、これを1250℃で1時間真空焼結して
空孔率50%のCr焼結体を得、このCr焼結体に前
もつて真空溶解により作製しておいたCu−0.1%
Te、Cu−1%Te、Cu−3%Te、Cu−5%Te、
Cu−8%TeのTe含有量の異なる5種のCu−Te
合金をそれぞれ真空雰囲気中1200℃で溶浸させ
Teの最適含有量を求めた。この際Cr焼結体の空
孔率はCr粉末の焼結温度を1100〜1400℃の範囲
で設定することにより45〜55%の範囲とすること
ができ、この範囲の空孔率で前述の5種類のCu
−Te合金を溶浸するとCu−Cr合金に対するCuの
含有量も決められ45〜60%となる。 このようにして得られた5種類のCu−Cr−Te
合金の化学成分と物理的性質を第1表に示す。第
1表には比較のためCr焼結体に真空溶解したCu
を溶浸して得られる従来合金についても併記して
あるが、No.1〜No.5は本発明合金でありNo.6が従
来合金である。
【表】 第1表から本発明のCu−Cr−Te合金は従来の
Cu−Cr合金と比べて物理的性質は導電率がやや
低目であるがほぼ同等と見做すことができる。次
に、本発明におけるCu−Cr−Te合金の破断面の
微視組織を顕微鏡で観察すると、大部分のTeが
CuとCr粒子の界面に粒状の状態で存在し、残り
の一部がCu基地中に分散していることが確認さ
れた。 本発明のCu−Cr−Te合金と従来のCu−Cr合
金とについて、切削加工によつて後述する溶着試
験片および接点形状を採取する際の加工性を比較
した。 本発明のCu−Cr−Te合金の切粉は連続せず、
短い鱗片状となり加工性は非常に良好であつた。
本発明のCu−Cr−Te合金の加工時間を1とする
と、従来のCu−Cr合金のそれは1.5〜1.6倍であ
り、また切削工具の磨耗率も従来合金に比べて、
本発明の合金の方が約30%低位であつた。 上記のように、本発明の接点材料は、機械加工
性がよく形状付与性に優れるものであることが確
認されたが、これは、大部分のTeがCuとCr粒子
の界面に粒状の状態で存在する合金の組織に起因
するものである。 次にこれらの合金から直径15mm、高さ10mm、先
端径が100Rの溶着試験片を採取し、溶着試験機
を用いて溶着力を測定した。試験条件は試験片の
接触力8Kg、真空度5×10-4torr、通電電流は
2kAから1kAのステツプで順次上昇させ通電後の
10kAまでの溶着力を測定したものであり、その
結果を第1図に示す。第1図は溶着力と試験電流
値との関係を表わした線図であり、第1表に示し
たNo.と第1図の各曲線に付したNo.とが対応してい
る。第1図にも従来合金No.6をプロツトしてある
が、本発明の合金は溶着力に大巾な差がないので
試験電流10kAにおける最大の溶着力を示すNo.1
と最低の溶着力を示すNo.4およびその中間的な値
を示すNo.3の3本の曲線のみをあげ、No.2とNo.5
は曲線が錯そうして判別しにくい部分が生ずるの
で省略してある。第1図は本発明の合金が従来合
金に比べて溶着力は著しく低く、接点が溶着して
も容易に開離するのに対し、従来合金は電流増加
とともに増々強固に溶着することを示しており、
第1図から本発明の合金が耐溶着性に勝ることが
わかる。 次にさい断電流値は定格7.2kV/8kAの真空バ
ルブに組込んで測定し本発明合金と従来合金を比
較した。接点寸法は外径25mm、内径13mmであり、
接点間隙は6mm、接触荷重は20Kg、真空度は
10-6torrであつて試験条件は試験電圧AC300V、
しや断電流30.5Aピーク、開極位相90°とした。試
験回数はいずれも50回行つたがさい断電流値の最
大、最小および平均値で示すと第2表の結果を得
た。第2表に示すNo.は第1表のNo.と対応してい
る。第2
〔発明の効果〕
以上実施例で説明したように、Cr焼結体にCu
−Te合金を溶浸して製造する本発明に係る真空
しや断器用接点材料は従来のCu−Cr系合金にTe
を0.05〜4%添加し、合金中にTeを微細均一に
分散させCuを45〜60%の範囲に設定することに
より、導電率を損うことなく耐溶着性とさい断電
流特性を改善することができる。さらに、本発明
の接点材料は、機械加工性がよく切削時間の短縮
と切削工具の寿命の増大を図ることができる。 この結果本発明の合金を用いた真空しや断器は
さい断電流に起因する異常電圧の発生による機器
損傷を防ぐためのサージアブソーバの付設などを
必要とせず、また耐溶着性にすぐれることから操
作機などの小型軽量化も可能であり、Cu−Cr接
点の適用範囲の拡大とともに経済的効果も大き
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る接点材料の溶着力と電流
の関係を示す線図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Teが0.05〜4%、Cuが45〜60%、残部がCr
    からなるように、Cr焼結体にCu−Te合金を溶浸
    することを特徴とする真空しや断器用接点材料の
    製造方法。
JP4757584A 1984-03-13 1984-03-13 真空しや断器用接点材料の製造方法 Granted JPS60193220A (ja)

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JPS60193220A JPS60193220A (ja) 1985-10-01
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