JPH0472896B2 - - Google Patents

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JPH0472896B2
JPH0472896B2 JP60130098A JP13009885A JPH0472896B2 JP H0472896 B2 JPH0472896 B2 JP H0472896B2 JP 60130098 A JP60130098 A JP 60130098A JP 13009885 A JP13009885 A JP 13009885A JP H0472896 B2 JPH0472896 B2 JP H0472896B2
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JP
Japan
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nickel
powder
silver
weight
electrical contact
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JP60130098A
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English (en)
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JPS61288032A (ja
Inventor
Shigeki Ochi
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/023Composite material having a noble metal as the basic material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明に粉末冶金により製造される銀−ニツケ
ル系合金からなる電気接点材料に関する。 〔従来の技術〕 電磁スイツチ等に使用される接点材料には、電
気アークによる消耗が少ない、遮断特性が優れて
いる、接触抵抗が低く且つそれを維持できる、開
閉を繰り返しても溶着しない、等の条件が要求さ
れる。特に、耐電気アーク性及び耐溶着性を備え
ることは接点材料自体及びこれを用いる制御機器
の寿命を左右するので重要である。 これらの条件を比較的バランスよく具えた電気
接点材料として、ニツケルを約5〜50重量%含有
した銀−ニツケル系焼結合金が中負荷ないし低負
荷電流用として市販され、使用されている。 しかし、銀とニツケルは固溶解度(固溶限)が
低いため、ニツケルは銀中に固溶せず、特にニツ
ケルが1重量%以上になると通常の溶解法では均
一に固溶させることは不可能になる。従つて、上
記の銀−ニツケル系合金の電気接点材料を製造す
るためには、溶解法によらず粉末冶金法が利用さ
れる。即ち、微細な銀粉末とニツケル粉末とを混
合し、圧縮成形した後に普通焼結するか又は熱間
押出等により焼結し、更に必要に応じて密度を高
めるために冷間圧延等を行なつて板状又は線状の
電気接点材料を製造する。 しかしこのようにして製造された従来の銀−ニ
ツケル系電気接点材料は、製造プロセス中にガス
を含むこと及び銀とニツケルの固溶解度が低いこ
と等のため耐電気アーク性が劣り、従つて銀の消
耗が比較的大きく、接触抵抗が増大し、溶着が起
りやすくなる欠点があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、スイツチの開閉により頻繁に電気ア
ークに曝されても消耗量が少なく、接触抵抗が増
大せず、溶着が起こりにくい銀−ニツケル系の電
気接点材料の製造方法を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明においては、従来使用していた銀粉末の
代わりに、銀にニツケルを超急冷粉末製造法によ
つて得られる銀にニツケルを微細均一に分散させ
た銀−ニツケル複合粉末を使用し、同時に原料粉
末からの脱ガス工程を採用する。 即ち、本発明の銀−ニツケル系電気接点材料の
製造方法においては、超急冷粉末製造法により銀
とニツケルの溶湯を104℃/秒以上の冷却速度で
急冷凝固して銀に1〜5重量%のニツケルを微細
均一に分散させた銀−ニツケル複合粉末を製造
し、この銀−ニツケル複合粉末に最終組成でニツ
ケルが5〜40重量%となるように更にニツケル粉
末を添加混合し、得られた混合粉を脱ガスした
後、圧縮成形して焼結するか又は熱間押出加工す
ることを特徴とする。 本発明で使用する銀−ニツケル複合粉末は超急
冷粉末製造法によつて、銀中へのニツケルの固溶
解度を超えて銀にニツケルを微細均一に分散させ
た粉末である。超急冷粉末製造法は溶湯を噴霧化
させることによつて急速に凝固させる方法であ
り、噴霧化の手段によつてガスアトマイズ法、液
体アトマイズ法、遠心アトマイズ法、超音波アト
マイズ法、回転ロールアトマイズ法等がある。冷
却速度が速いほどニツケルの固溶解度ないし分散
量が増加するので、104℃/秒以上の冷却速度、
好ましくは〜107℃/秒程度の冷却速度が得られ
る装置を用いることが望ましい。 このようにして製造した銀−ニツケル複合粉末
は、製造方法にもよるが銀中にニツケルが1〜5
重量%微細均一に分散し、その内1重量%程度の
ニツケルが銀に固溶している。従つて、必然的に
最終組成におけるニツケル含有量が5〜40重量%
となるようニツケル含有量を補なうために、ある
程度ニツケル粉末を銀−ニツケル複合粉末に加え
ねばならないが、全て銀粉末とニツケル粉末を使
用していた従来に比べ、銀粉末を銀−ニツケル複
合粉末に代えることにより遥かに微細で均一なニ
ツケルの分散が達成でき、ニツケルの固溶解度の
不足を補うことができる。 本発明方法では、銀−ニツケル複合粉末とニツ
ケル粉末に、更に酸化イツトリウム粉末を最終組
成で全体の3重量%まで添加混合することができ
る。酸化イツトリウム粉末を全体の3重量%まで
の範囲で添加することによつて、得られる銀−ニ
ツケル系焼結合金の耐熱性を著しく向上させるこ
とが出来ると共に、多量のニツケル粉末の添加に
よつて起こる接触抵抗の増大等の接点性能の低下
及び加工性の低下を防止できる。酸化イツトリウ
ムはセラミツクであつて銀−ニツケルに固溶しな
いため、メカニカルアロイング法により銀−ニツ
ケル複合粉末及びニツケル粉末に添加するのが好
ましい。 銀−ニツケル複合粉末の粒径は44μm以下であ
り、及びニツケル粉末の粒径は10μm以下である
ことが均一な混合粉を得るために好ましい。必要
に応じて更に酸化イツトリウム粉末を添加するこ
とができるが、これら3種の粉末の混合順序は重
要ではない。 又、本発明方法では、この混合粉を充分に脱ガ
スした後、機械プレス又は冷間静水圧成形
(Cold Isostatic Pressing)等により圧縮成形
し、普通焼結するか、もしくは熱間押出加工して
電気接点材料を得る。上記脱ガス工程により、通
常の粉末冶金法では原料粉末中に混入して電気接
点材料中にも残留しやすいガスを、成形ないし焼
結前に除去できる。必要に応じて、接点材料の密
度を高め又は形状を整えるために、再プレス、圧
延又は伸線等の加工を施して電気接点とする。 〔実施例〕 実施例により本発明を更に詳しく説明する。 実施例 1 5重量%のNiを混合したAgの溶湯をヘリウム
ガスアトマイズ法により冷却速度104 P〜105℃/
秒で冷却し、平均粒径60μmのAg−5wt%Ni複合
粉末を製造した。 これを篩分けして44μm以下の複合粉末を集
め、カルボニールニツケル粉末を添加してAg−
10wt%Ni混合粉を調整した。この混合粉を銀合
金罐に10-4〜10-5torrで真空脱ガスし、そのまま
電子ビーム溶接して封入し、温度880℃、圧力
1500Kgf/cm2で2時間の条件で熱間静水圧成形
(Hot Isostatic Pressing)することによりAg−
10wt%Niの合金を製造した。得られた合金の密
度は理論密度の99%以上であつた。 次に、この合金を押出加工により直径10mmの押
出棒を作り、スエージ及び冷間伸線により直径
2.42mmの線状に加工し、更にヘツダー加工によつ
て直径5mmの電気接点リベツを作製した。 このようにして得られた電気接点のアーク発生
量及び消耗量を測定するために、25Aフレームの
マグネツトスイツチでインチング試験を行なつ
た。電気条件はAC220V、105A、力率0.4、及び
開閉度500回/時間とした。2万回の開閉後にお
ける接点の消耗量を測定した。試験結果を第1表
に示した。比較のために、Ag粉末とNi粉末の焼
結体で実施例と同じAg−10wt%Niの組成を有す
る従来の電気接点について、同一条件下で行なつ
た試験結果も併記した。
【表】 実施例 2 5重量%のNiを混合したAgの溶湯を遠心アト
マイズ法により冷却速度105〜106℃/秒で冷却
し、平均粒径50〜60μmのAg−5wt%Ni複合粉末
を製造した。この複合粉末にカルボニルニツケル
粉末とY2O3粉末を添加して、乾式アトライター
中で機械的に混合し、Ag−15wt%Ni−0.2wt%
Y2O3混合粉を得た。アトライター条件はアルゴ
ン雰囲気中で、アジテータ回転数150rpm及びア
トライター時間24hrであつた。得られた混合粉を
Ag合金罐に充填し、500℃で1時間脱ガス処理し
た後、罐を電子ビーム溶接で封止した。これを
750℃にて押出比22で熱間押出加工して線状の接
点材料を得た。更にこの線を熱間ドローベンチと
伸線機で直径2.42mmまで伸線し、最後にヘツダー
加工によつて直径5mmの電気接点リベツトを作製
した。 このようにして得られた電気接点のアーク発生
量及び消耗量を実施例1と同一条件で測定した。
比較のために、Ag−15wt%Niの組成の焼結体か
らなる従来の電気接点についても同一の試験を行
ない、試験結果を第2表に併せて記載した。
【表】 次に、本発明のAg−15wt%Ni−0.2wt%
Y2oO3合金の接点材料と従来のAg−15wt%Ni合
金の接点材料の加工性能を比較すると、熱間押出
加工後に直径15mmから直径2.42mmに冷間伸線する
ための焼鈍回数は、従来品の場合800℃で30分間
の焼鈍が6回必要であつたが、本発明品において
は同一条件で4回の焼鈍で充分であつた。 実施例 3 3重量%のNiを混合したAgの溶湯をヘリウム
ガスアトマイズ法により冷却速度104〜105℃/秒
で冷却し、平均粒径50〜65μmのAg−3wt%Ni複
合粉末を製造した。この複合粉末を篩分けして、
100メツシユ以下のものを集めカルボニルNi粉末
を添加し、ボールミルで混合し、Ag−5wt%Ni
混合粉を得た。混合粉を10-4〜10-5Qtorrで真空
脱ガスした後を5500Kgf/cm2で冷間静水圧成形し、
成形体を10-4〜10-5Qtorrの真空中、850℃で2時
間焼結した。次に、焼結体を850℃、1200Kgf/cm2
で1時間の条件で熱間静水圧成形により密度99%
以上とし、更に熱間圧延で厚さ1.5mmの板とした
後、各辺が10mmで厚さ1.5mmの電気接点を作製し
た。 このようにして得られた電気接点について、
25Aフレームのマグネツトスイツチでインチング
試験を行なつた。電気条件はAC220V、375A、
力率0.6及び開閉頻度300回/時間とした。1万回
の開閉後に電気接点の消耗量を測定した。結果
を、Ag粉末とNi粉末との焼結体よりなる作来品
についての試験結果と共に第3表に記載した。
【表】 〔発明の効果〕 本発明によれば、銀粉末の代わりに銀にニツケ
ルを微細均一に分散させた銀−ニツケル複合粉末
を用いることによつて、銀とニツケルの均一な分
布が得られ且つ相互の結合が改善され、更に各粉
末を混合した混合粉を脱ガスとしてから成形及び
焼結するので、得られる銀−ニツケル電気接点材
料は電気アークの発生が少く且つ銀とニツケルの
分離及び蒸発飛散による接点の消耗を最小限度に
抑えることができ、耐溶着性も改善される。又、
銀とニツケルの均一な分布及び結合力の改善によ
つて、冷間加工における加工性が改良され、従つ
て生産効率を大幅に向上することができる。更に
酸化イツトリウムを含む接点材料においては、耐
熱性が向上すると共に、ニツケル粉末の使用量が
増えても、得られる接点材料の接触抵抗の増大等
の接点性能が低下せず、又加工性の低下も防止で
きる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 超急冷粉末製造法により銀とニツケルの溶湯
    を10℃/秒以上の冷却速度で急冷凝固して銀に1
    〜5重量%のニツケルを微細均一に分散させた銀
    −ニツケル複合粉末を製造し、この銀−ニツケル
    複合粉末に最終組成でニツケルが5〜40重量%と
    なるように更にニツケル粉末を添加混合し、得ら
    れた混合粉を脱ガスした後、圧縮成形して焼結す
    るか又は熱間押出加工することを特徴とする銀−
    ニツケル系電気接点材料の製造方法。 2 超急冷粉末製造法により銀とニツケルの溶湯
    を10℃/秒以上の冷却速度で急冷凝固して銀に1
    〜5重量%のニツケルを微細均一に分散させた銀
    −ニツケル複合粉末を製造し、この銀−ニツケル
    複合粉末に最終組成でニツケルが5〜40重量%及
    び酸化イツトリウムが3重量%以下となるように
    更にニツケル粉末及び酸化イツトリウム粉末を添
    加混合し、得られた混合粉を脱ガスした後、圧縮
    成形して焼結するか又は熱間押出加工することを
    特徴とする銀−ニツケル系電気接点材料の製造方
    法。
JP60130098A 1985-06-13 1985-06-13 銀―ニッケル系電気接点材料の製造方法 Granted JPS61288032A (ja)

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JPS61288032A JPS61288032A (ja) 1986-12-18
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4911769A (en) * 1987-03-25 1990-03-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Composite conductive material
JPH0791608B2 (ja) * 1990-06-21 1995-10-04 松下電工株式会社 接点材料およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5540095B2 (ja) * 1973-12-15 1980-10-15
JPS6027745B2 (ja) * 1977-01-11 1985-07-01 株式会社東芝 銀−ニツケル系電気接点材料
JPS5763648A (en) * 1980-10-02 1982-04-17 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Manufacture of ag-ni composite electrical contact material

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