JPH0586011B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0586011B2 JPH0586011B2 JP28763290A JP28763290A JPH0586011B2 JP H0586011 B2 JPH0586011 B2 JP H0586011B2 JP 28763290 A JP28763290 A JP 28763290A JP 28763290 A JP28763290 A JP 28763290A JP H0586011 B2 JPH0586011 B2 JP H0586011B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- silver
- support
- contacts
- joining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は銀合金からなる銀系接点を少なくとも
表面が銅系材料からなる支持体上に接合する方法
に関する。 〔発明が解決しようとする課題〕 Ag−Cd，Ag−CdO，Ag−Niなどの銀合金か
らなる銀系接点はそのすぐれた接点性能から広く
電気機械の接触子に使用されている。しかし銀は
高価であるため通常接点は支持体上に固定され、
支持体としては導電性の良好な銅またはその合金
が用いられることが多い。接点の固定は、例えば
「電気材料マニアル」（(株)新技術開発センター、昭
和53年10月発行）635−638頁に記載されているよ
うに通常の金属部材間の接合方法であるかしめ、
溶接あるいはろう付けによつて行われる。かしめ
は高速自動作業が容易であるが、大形接点の場合
には大きなかしめ力を必要とすること、接点材料
に無駄が生ずることあるいは加工により硬化した
銀系接点が常温で時間の経過とともに軟化して支
持体の密着力が弱くなることなどの欠点がある。
溶接は接点および支持体への通電による発熱を利
用するものであるので、電気抵抗の低い銀系接点
にはあまり適用されない。銀ろう付は最も一般的
で、支持体と接点の間に銀ろう箔をはさみ、ガス
バーナ、抵抗加熱、高周波誘導加熱などによつて
銀ろうを融解させることによつて行われる。しか
し高価な銀ろうを必要とすること、銀ろう箔を所
定の位置に挿入する作業があるため自動化にしく
く、熟練した作業者を必要とすること、フラツク
スの使用により作業環境が汚染されやすいことな
らびにフラツクスから発生するガスによつてろう
付作業中に接点が移動したり接合部に気泡などの
欠陥が生ずるおそれがあることなどの欠点があ
る。またAg−CdO合金は銀ろう付性がよくない
ので、片面酸化法により一方の面をAg−Cd合金
のままで残すか、あるいは一方の面にAg層を貼
り合わせる必要があつて手数がかかる。そこでこ
れらの方法に代わつて拡散接合を利用することも
知られている。しかしこの場合も特開昭48−
78060号公報に記載のように接点の接合側が銀の
みからなる必要があること、あるいは特開昭51−
61456号公報に記載のように接合作業を真空室内
で行わねばならぬことなどの制約があるため一般
的に簡単に適用することが困難である。 本発明は従つて銀合金からなる銀系接点を支持
体に固定するためにより一般的で簡単に適用でき
る接合方法を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 この目的は本発明によれば銀合金からなる銀系
接点を少なくとも表面が銅系材料よりなる支持体
上に載置し、互いをほとんど加圧することなしに
接触させてこれらを常圧の非酸化性ガスふん囲気
中で780〜870℃の温度で加熱することにより前記
両部材の接触面付近に拡散接合層を形成すること
によつて達成できる。 〔実施例〕 以下図を引用して実施例について本発明を詳細
に説明する。第１図に示す銀合金からなる銀系接
点１を支持体としての銅からなる台金２と接合す
る場合は、接点１および台金２の接合面を予め脱
脂または酸洗により清浄にした後、図に記入され
た矢印のように接点１を台金２の上に載置し、こ
れらを非酸化性ガスふん囲気の炉内において常圧
で使用する材料に応じて700〜870℃の温度に加熱
する。ふん囲気のガスとしては窒素、アルゴンの
ような不活性ガスあるいは水素、アンモニア分解
ガスのような還元性ガスを用いることができる。
ただし、還元性ガスを用いるときはAg−CdO接
点のように酸化金属接点は還元されて組成の変化
が生じ、接点特性が劣化するおそれがあることを
考慮する必要がある。この加熱の結果、接点中の
Ag原子と台金のCu原子とが相互に拡散して両者
の接触部に反応により固体と液体の中間状態の拡
散接合層が形成されるので、除冷または急冷によ
り冷却すれば第２図に示すように接点１は台金２
に固着される。 第３図Ａ〜Ｃに図式的に示した例の場合には、
第３図Ａに示すようにタフピツチ銅からなる台金
２の上にAg−Cd合金の内部酸化によりつくられ
たAg−CdO層１１と未酸化のAg−Cd層１２の２
層よりなる接点１を載置し、窒素ガスふん囲気中
で750℃において加熱した後は、第３図Ｂに示す
ように厚さ107μmの拡散接合層３が生じた。この
接合層はAg59.2％，Cu32％，Cd8.8％の組成を有
していた。 加熱を800℃、１分間で行つたときには、拡散
作用が高まり、拡散接合層はさらに厚く133μmに
なり、第３図Ｃに示すようにAg−Cd層１２は消
滅した。また、この場合は接合層３の一部が反応
により流動性を増し金属ぬれ現象によつて周囲に
拡がるため、接点１の表面は寸法ｓだけ沈下し
た。ｓは約50μmであつた。 本発明に基づく接合の際立つた特徴は、加熱の
際に接点と支持体の間の加圧が必要でなく、両者
の接触はその一方の自重のみでよい点にある。た
だし加熱の際の接点の支持体に対する位置のずれ
を防ぐために、接点を支持体上に載置する際にク
リツプなどで軽く加圧してもよい。そのような加
圧力は接合面について１Kgｆ／cm2以下の大きさで
十分である。しかもクリツプは高温ではなまるた
めその加圧力はほとんど零になる。大きな接触圧
を必要としないため接点と支持体を加圧治具内に
挿入しなくてよく、また、従来の銀ろう付けのよ
うに融出した合金が加圧治具に付着することによ
り接点と支持体の取出しが困難になるようなこと
がない。また大きな加圧力による接点表面の大き
な沈下に基づく接点材料の有効厚さの減少、すな
わち高価な銀系材料の無駄が生ずるおそれもな
い。 加熱によつて接点と支持体との接触部の接合層
に流動性が生じた場合の接点の支持体に対する位
置のずれを防ぐためには、第４図に示すように支
持体（台金）２１の上に突起２２を形成し、これ
を衝にして接点１を図に記入された矢印に示すよ
うに台金２１上に載置し、加熱により第５図に示
すように接合してもよい。支持体２１にガス抜き
孔２３を設けることは、より健全な接合の生成に
対して有効である。あるいは第６図に示すように
台金２４に凹部２５を形成してその中に接点１の
底部を挿入してもよい。しかしこの場合には接点
１の面が低くなり開極距離が大きくなるので、第
７図のように台金の一部を持ち上げ、開極距離を
所定の寸法で小さくすることも考慮される。 本発明は銀合金系接点に広く適用できる。上述
の例のようなAg−CdO層とAg−Cd層とからなる
２層接点でなく、単一のAg−CdO層あるいはAg
−Cd層からなるものでもよい。またAg−Niなど
の他の銀合金接点でもよい。 第１表はそれぞれAg−Cd，Ag−CdOまたはこ
れらを主体とした合金よりなる接点を本発明によ
る拡散接合法で接合した場合の沈み量と接合部の
高温せん断強さ、ならびに比較のため銀ろう付に
よつた場合の高温せん断強さを示す。
表面が銅系材料からなる支持体上に接合する方法
に関する。 〔発明が解決しようとする課題〕 Ag−Cd，Ag−CdO，Ag−Niなどの銀合金か
らなる銀系接点はそのすぐれた接点性能から広く
電気機械の接触子に使用されている。しかし銀は
高価であるため通常接点は支持体上に固定され、
支持体としては導電性の良好な銅またはその合金
が用いられることが多い。接点の固定は、例えば
「電気材料マニアル」（(株)新技術開発センター、昭
和53年10月発行）635−638頁に記載されているよ
うに通常の金属部材間の接合方法であるかしめ、
溶接あるいはろう付けによつて行われる。かしめ
は高速自動作業が容易であるが、大形接点の場合
には大きなかしめ力を必要とすること、接点材料
に無駄が生ずることあるいは加工により硬化した
銀系接点が常温で時間の経過とともに軟化して支
持体の密着力が弱くなることなどの欠点がある。
溶接は接点および支持体への通電による発熱を利
用するものであるので、電気抵抗の低い銀系接点
にはあまり適用されない。銀ろう付は最も一般的
で、支持体と接点の間に銀ろう箔をはさみ、ガス
バーナ、抵抗加熱、高周波誘導加熱などによつて
銀ろうを融解させることによつて行われる。しか
し高価な銀ろうを必要とすること、銀ろう箔を所
定の位置に挿入する作業があるため自動化にしく
く、熟練した作業者を必要とすること、フラツク
スの使用により作業環境が汚染されやすいことな
らびにフラツクスから発生するガスによつてろう
付作業中に接点が移動したり接合部に気泡などの
欠陥が生ずるおそれがあることなどの欠点があ
る。またAg−CdO合金は銀ろう付性がよくない
ので、片面酸化法により一方の面をAg−Cd合金
のままで残すか、あるいは一方の面にAg層を貼
り合わせる必要があつて手数がかかる。そこでこ
れらの方法に代わつて拡散接合を利用することも
知られている。しかしこの場合も特開昭48−
78060号公報に記載のように接点の接合側が銀の
みからなる必要があること、あるいは特開昭51−
61456号公報に記載のように接合作業を真空室内
で行わねばならぬことなどの制約があるため一般
的に簡単に適用することが困難である。 本発明は従つて銀合金からなる銀系接点を支持
体に固定するためにより一般的で簡単に適用でき
る接合方法を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 この目的は本発明によれば銀合金からなる銀系
接点を少なくとも表面が銅系材料よりなる支持体
上に載置し、互いをほとんど加圧することなしに
接触させてこれらを常圧の非酸化性ガスふん囲気
中で780〜870℃の温度で加熱することにより前記
両部材の接触面付近に拡散接合層を形成すること
によつて達成できる。 〔実施例〕 以下図を引用して実施例について本発明を詳細
に説明する。第１図に示す銀合金からなる銀系接
点１を支持体としての銅からなる台金２と接合す
る場合は、接点１および台金２の接合面を予め脱
脂または酸洗により清浄にした後、図に記入され
た矢印のように接点１を台金２の上に載置し、こ
れらを非酸化性ガスふん囲気の炉内において常圧
で使用する材料に応じて700〜870℃の温度に加熱
する。ふん囲気のガスとしては窒素、アルゴンの
ような不活性ガスあるいは水素、アンモニア分解
ガスのような還元性ガスを用いることができる。
ただし、還元性ガスを用いるときはAg−CdO接
点のように酸化金属接点は還元されて組成の変化
が生じ、接点特性が劣化するおそれがあることを
考慮する必要がある。この加熱の結果、接点中の
Ag原子と台金のCu原子とが相互に拡散して両者
の接触部に反応により固体と液体の中間状態の拡
散接合層が形成されるので、除冷または急冷によ
り冷却すれば第２図に示すように接点１は台金２
に固着される。 第３図Ａ〜Ｃに図式的に示した例の場合には、
第３図Ａに示すようにタフピツチ銅からなる台金
２の上にAg−Cd合金の内部酸化によりつくられ
たAg−CdO層１１と未酸化のAg−Cd層１２の２
層よりなる接点１を載置し、窒素ガスふん囲気中
で750℃において加熱した後は、第３図Ｂに示す
ように厚さ107μmの拡散接合層３が生じた。この
接合層はAg59.2％，Cu32％，Cd8.8％の組成を有
していた。 加熱を800℃、１分間で行つたときには、拡散
作用が高まり、拡散接合層はさらに厚く133μmに
なり、第３図Ｃに示すようにAg−Cd層１２は消
滅した。また、この場合は接合層３の一部が反応
により流動性を増し金属ぬれ現象によつて周囲に
拡がるため、接点１の表面は寸法ｓだけ沈下し
た。ｓは約50μmであつた。 本発明に基づく接合の際立つた特徴は、加熱の
際に接点と支持体の間の加圧が必要でなく、両者
の接触はその一方の自重のみでよい点にある。た
だし加熱の際の接点の支持体に対する位置のずれ
を防ぐために、接点を支持体上に載置する際にク
リツプなどで軽く加圧してもよい。そのような加
圧力は接合面について１Kgｆ／cm2以下の大きさで
十分である。しかもクリツプは高温ではなまるた
めその加圧力はほとんど零になる。大きな接触圧
を必要としないため接点と支持体を加圧治具内に
挿入しなくてよく、また、従来の銀ろう付けのよ
うに融出した合金が加圧治具に付着することによ
り接点と支持体の取出しが困難になるようなこと
がない。また大きな加圧力による接点表面の大き
な沈下に基づく接点材料の有効厚さの減少、すな
わち高価な銀系材料の無駄が生ずるおそれもな
い。 加熱によつて接点と支持体との接触部の接合層
に流動性が生じた場合の接点の支持体に対する位
置のずれを防ぐためには、第４図に示すように支
持体（台金）２１の上に突起２２を形成し、これ
を衝にして接点１を図に記入された矢印に示すよ
うに台金２１上に載置し、加熱により第５図に示
すように接合してもよい。支持体２１にガス抜き
孔２３を設けることは、より健全な接合の生成に
対して有効である。あるいは第６図に示すように
台金２４に凹部２５を形成してその中に接点１の
底部を挿入してもよい。しかしこの場合には接点
１の面が低くなり開極距離が大きくなるので、第
７図のように台金の一部を持ち上げ、開極距離を
所定の寸法で小さくすることも考慮される。 本発明は銀合金系接点に広く適用できる。上述
の例のようなAg−CdO層とAg−Cd層とからなる
２層接点でなく、単一のAg−CdO層あるいはAg
−Cd層からなるものでもよい。またAg−Niなど
の他の銀合金接点でもよい。 第１表はそれぞれAg−Cd，Ag−CdOまたはこ
れらを主体とした合金よりなる接点を本発明によ
る拡散接合法で接合した場合の沈み量と接合部の
高温せん断強さ、ならびに比較のため銀ろう付に
よつた場合の高温せん断強さを示す。
以上説明したように、本発明は銀系接点と銅系
材料からなる支持体の表面とをほとんど加圧する
ことなく接触させて拡散接合を行わせるものであ
り、銀ろう、フラツクスの使用、挿入が不要で材
料費および工数が節減されるばかりでなく、接点
および支持体の材料、加熱ふん囲気に対する制約
が極めて少ないので、銀系接点の信頼性の高い接
合に広くかつ簡単に適用でき、特に連続加熱炉の
使用による接触子の量産の自動化が可能となるの
で得られる効果は極めて大きい。特に従来単一層
では銀ろう付をすることができなかつたAg−
CdO接点の支持体上への接合も小さな沈み量で実
施することができるので極めて有効である。 さらに、本発明においては、前記したように接
合過程で加熱温度を接合部材の融点以下に抑え、
接合部材を溶融しないようにしているため、接合
層が拡散によつてのみ生じ、共晶を伴うことがな
くので、接合層の高温における接合強度が高くな
る効果が得られる。
材料からなる支持体の表面とをほとんど加圧する
ことなく接触させて拡散接合を行わせるものであ
り、銀ろう、フラツクスの使用、挿入が不要で材
料費および工数が節減されるばかりでなく、接点
および支持体の材料、加熱ふん囲気に対する制約
が極めて少ないので、銀系接点の信頼性の高い接
合に広くかつ簡単に適用でき、特に連続加熱炉の
使用による接触子の量産の自動化が可能となるの
で得られる効果は極めて大きい。特に従来単一層
では銀ろう付をすることができなかつたAg−
CdO接点の支持体上への接合も小さな沈み量で実
施することができるので極めて有効である。 さらに、本発明においては、前記したように接
合過程で加熱温度を接合部材の融点以下に抑え、
接合部材を溶融しないようにしているため、接合
層が拡散によつてのみ生じ、共晶を伴うことがな
くので、接合層の高温における接合強度が高くな
る効果が得られる。
第１図および第２図は本発明の一実施例の工程
を示す斜視図、第３図Ａ〜Ｃは本発明による接合
状態を図式的に説明する断面図、第４図および第
５図は本発明の異なる実施例の工程を示す斜視
図、第６図および第７図は本発明のさらに異なる
実施例を示す断面図である。 １……接点、２，２１，２３，２５……支持体
（台金）、２２……突起、３……接合層。
を示す斜視図、第３図Ａ〜Ｃは本発明による接合
状態を図式的に説明する断面図、第４図および第
５図は本発明の異なる実施例の工程を示す斜視
図、第６図および第７図は本発明のさらに異なる
実施例を示す断面図である。 １……接点、２，２１，２３，２５……支持体
（台金）、２２……突起、３……接合層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銀合金からなる銀系接点を少なくとも表面が
銅系材料からなる支持体上に載置し、互いをほと
んど加圧することなしに接触させて常圧の非酸化
性ガスふん囲気中で780〜870℃の温度で加熱する
ことにより前記両部材の接触面付近に拡散接合層
を形成することを特徴とする銀系接点の接合方
法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
接点がAg−Cdからなり、加熱温度が780〜850℃
であることを特徴とする銀系接点の接合方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
接点がAg−CdOからなり、加熱温度が780〜870
℃であることを特徴とする銀系接点の接合方法。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かに記載の方法において、非酸化性ガスが窒素ガ
スであることを特徴とする銀系接点の接合方法。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かに記載の方法において、接点と支持体との接触
が接点または支持体の自重のみによつて行われる
ことを特徴とする銀系接点の接合方法。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
かに記載の方法において、支持体が接点の位置決
め用突起を有することを特徴とする銀系接点の接
合方法。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
かに記載の方法において、支持体が銅またはその
合金よりなることを特徴とする銀系接点の接合方
法。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
かに記載の方法において、支持体が鉄からなり、
その表面に銅層を有するものであることを特徴と
する銀系接点の接合方法。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載の方法におい
て、接点が銅箔を介して支持体表面に接触される
ことを特徴とする銀系接点の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28763290A JPH03210717A (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 銀系接点の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28763290A JPH03210717A (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 銀系接点の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210717A JPH03210717A (ja) | 1991-09-13 |
| JPH0586011B2 true JPH0586011B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=17719751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28763290A Granted JPH03210717A (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 銀系接点の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03210717A (ja) |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP28763290A patent/JPH03210717A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03210717A (ja) | 1991-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3482305A (en) | Method of bonding aluminum | |
| JPS61154764A (ja) | 構造部材の金属結合の方法及び結合材料 | |
| US3957194A (en) | Liquid interface diffusion method of bonding titanium and/or titanium alloy structure | |
| EP1257383B1 (en) | Method for making a joint between copper and stainless steel | |
| JPH0217509B2 (ja) | ||
| US3941299A (en) | Method of brazing Cu alloys to Ag-Cdo alloys | |
| US3382052A (en) | Ceramic brazing means | |
| JPH05217457A (ja) | 銀系接点の接合方法 | |
| JP2726796B2 (ja) | 複層摺動部材及びその製造方法 | |
| JPS6245020B2 (ja) | ||
| JP3243834B2 (ja) | 半田材及び接合方法 | |
| JPH0215972B2 (ja) | ||
| US4078713A (en) | Brazing sintered ferrous powder metal articles | |
| KR850001485B1 (ko) | 은계접점의 접합방법 | |
| JP3602582B2 (ja) | 抵抗溶接用電極の製造法 | |
| JPH03210717A (ja) | 銀系接点の接合方法 | |
| JP3719439B2 (ja) | 異種金属複合体 | |
| JPH07256445A (ja) | 銅合金のライニング方法 | |
| JP2002307165A (ja) | ろう付け方法 | |
| JP3075326B2 (ja) | クラッド接点材料の製造方法 | |
| JP2000052027A (ja) | 耐高温用金属接合法 | |
| JP3232896B2 (ja) | 部材間のロー付け接合方法 | |
| JP2001129652A (ja) | アルミニウムと銅の接合方法 | |
| JPH0632869B2 (ja) | セラミックスと金属とのろう付け方法 | |
| JP4079238B2 (ja) | 金属Ｎａ芯入り半田線 |