JPH0754076A - Ａｇ−酸化物系複合電気接点材料の製造方法 - Google Patents
Ａｇ−酸化物系複合電気接点材料の製造方法Info
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- JPH0754076A JPH0754076A JP5200469A JP20046993A JPH0754076A JP H0754076 A JPH0754076 A JP H0754076A JP 5200469 A JP5200469 A JP 5200469A JP 20046993 A JP20046993 A JP 20046993A JP H0754076 A JPH0754076 A JP H0754076A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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- Manufacture Of Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ag−酸化物系複合電気接点材料において、Cd
を用いず、しかも台材との溶接強度が優れる材料を得る
ことを目的とする。 【構成】 Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,C
o,Cr,Li の酸化物の１種以上を分散させたAg−酸化物系
の線材または条材をN2ガスとH2ガスの体積比率が１：１
〜８：１の範囲で混合された混合ガス雰囲気中で、徐々
に温度を上昇させて表面の酸化物層を還元させ、線材ま
たは条材の外周に酸化物還元層を形成させたことを特徴
とする。
を用いず、しかも台材との溶接強度が優れる材料を得る
ことを目的とする。 【構成】 Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,C
o,Cr,Li の酸化物の１種以上を分散させたAg−酸化物系
の線材または条材をN2ガスとH2ガスの体積比率が１：１
〜８：１の範囲で混合された混合ガス雰囲気中で、徐々
に温度を上昇させて表面の酸化物層を還元させ、線材ま
たは条材の外周に酸化物還元層を形成させたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ag−酸化物系複合電気
接点材料の線材または条材の製造方法に関する。
接点材料の線材または条材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電気接点材料としてはAgやAg
-Ni あるいはAg-CdO系が用いられている。中でも、Ag-N
i は低接触抵抗で消耗が少ないため、Agに代わってかな
り広汎に用いられている。また、Ag-Ni は加工やスポッ
ト溶接が容易なので台材等への固着作業の自動化が可能
となり、組立コストが安く、また、品質の安定化がはか
れるという大きな特長をもっている。
-Ni あるいはAg-CdO系が用いられている。中でも、Ag-N
i は低接触抵抗で消耗が少ないため、Agに代わってかな
り広汎に用いられている。また、Ag-Ni は加工やスポッ
ト溶接が容易なので台材等への固着作業の自動化が可能
となり、組立コストが安く、また、品質の安定化がはか
れるという大きな特長をもっている。
【０００３】しかし、反面、Ag-CdO等のAg−酸化物系と
比較して消耗量が多く、耐溶着性が劣るため、小型スイ
ッチ等の小容量領域に使用範囲が限られている。近時、
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、これに伴い装置は大型化、複
雑化する傾向にあり、それに対してこれらの制御系は小
型化、動作の高頻度化、大容量化が要求されており、こ
の点からもAg-Ni の耐溶着性は常に問題となり、その代
替材料の開発が望まれている。
比較して消耗量が多く、耐溶着性が劣るため、小型スイ
ッチ等の小容量領域に使用範囲が限られている。近時、
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、これに伴い装置は大型化、複
雑化する傾向にあり、それに対してこれらの制御系は小
型化、動作の高頻度化、大容量化が要求されており、こ
の点からもAg-Ni の耐溶着性は常に問題となり、その代
替材料の開発が望まれている。
【０００４】そこで、上記の欠点を解決すべくAg-Ni に
種々の金属元素あるいは金属酸化物、窒化物、炭化物等
を添加して特性の向上を試みている。しかしながら、Ag
-Ni系本来の特長である安定した接触抵抗や加工性、ス
ポット溶接が種々の添加物の混在により阻害され、いず
れも満足すべき結果が得られていない。また、Ag-CdO系
は耐溶着性、耐消耗性等にすぐれ、使用範囲が広いこと
で知られているが、加工性、台材への溶接性等が問題と
なる。
種々の金属元素あるいは金属酸化物、窒化物、炭化物等
を添加して特性の向上を試みている。しかしながら、Ag
-Ni系本来の特長である安定した接触抵抗や加工性、ス
ポット溶接が種々の添加物の混在により阻害され、いず
れも満足すべき結果が得られていない。また、Ag-CdO系
は耐溶着性、耐消耗性等にすぐれ、使用範囲が広いこと
で知られているが、加工性、台材への溶接性等が問題と
なる。
【０００５】すなわち、酸化物が台材との界面に存在す
るため、スポット溶接やろう付けでの接合強度が非酸化
物系の材料と比較して著しく小さい。そこで、これらAg
-CdO系材料にスポット溶接やろう付けのための酸化物を
含まない層を形成した複合材料が考えられている。
るため、スポット溶接やろう付けでの接合強度が非酸化
物系の材料と比較して著しく小さい。そこで、これらAg
-CdO系材料にスポット溶接やろう付けのための酸化物を
含まない層を形成した複合材料が考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この複合材
料は、例えば、Ag-CdO系条材とAgリボンを熱間圧着法で
接合し、該複合条材を得ているが、実際に台材等を接合
してスイッチに組み込んでテストを行うと、Ag-CdOとAg
との境界から剥離して所定の寿命に達しないことが多
い。
料は、例えば、Ag-CdO系条材とAgリボンを熱間圧着法で
接合し、該複合条材を得ているが、実際に台材等を接合
してスイッチに組み込んでテストを行うと、Ag-CdOとAg
との境界から剥離して所定の寿命に達しないことが多
い。
【０００７】さらに、Ag-CdO系の電気接点材料は、既知
のようにその製造上、溶解、熱間加工、高圧酸化、分析
および回収などCdを系外に排出し易い多数の工程を含ん
でいるため、当然その排出防止に努めなければならず、
この結果、特に生産設備の拡大に伴って公害防止設備が
必要となり、当該防止のための多大なエネルギーが消費
され、エネルギー資源問題にまで発展しようとしてい
る。
のようにその製造上、溶解、熱間加工、高圧酸化、分析
および回収などCdを系外に排出し易い多数の工程を含ん
でいるため、当然その排出防止に努めなければならず、
この結果、特に生産設備の拡大に伴って公害防止設備が
必要となり、当該防止のための多大なエネルギーが消費
され、エネルギー資源問題にまで発展しようとしてい
る。
【０００８】このため、Ag-CdOによる当該製品を製造す
る業者は、これに対し十分な対策を講じているが、その
対策が十分であるからというだけでは、もはや公害に対
する社会情勢に対応していけず、このような接点を考え
ていたのでは公害対策に対する莫大な設備投資により生
産価格に重大な影響を与えることになる。
る業者は、これに対し十分な対策を講じているが、その
対策が十分であるからというだけでは、もはや公害に対
する社会情勢に対応していけず、このような接点を考え
ていたのでは公害対策に対する莫大な設備投資により生
産価格に重大な影響を与えることになる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、Ag中に
Sb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,Co,Cr,Li の酸化物
の１種以上を分散させたAg−酸化物系の線材または条
材、あるいは、Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,
Fe,Co,Cr,Li の各元素の１種以上を添加したAg合金の線
材または条材を内部酸化したもの、あるいは、Ag粉とS
b,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,Co,Cr,Li の酸化物
粉の１種以上を混合し、この混合粉を成形・焼結した
後、熱間押し出し等により、Ag−酸化物系の線材または
条材となしたもの、さらに、内部酸化法もしくは化学的
処理法によりAg中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,F
e,Co,Cr,Li の１種以上の酸化物を分散したAg−酸化物
系の粉体もしくは小片体を成形・焼結した後、熱間押し
出し等によりAg−酸化物系の線材または条材となしたも
のを、N2ガスとH2ガスの体積比率が１：１〜８：１の範
囲で混合された混合ガス雰囲気中で、徐々に温度を上昇
せしめ、最終的の６５０℃以上に加熱することで、表面
の酸化物層を還元させ、線材または条材の外周にAgに富
んだ還元層を形成させることで上記問題を解決するもの
である。
Sb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,Co,Cr,Li の酸化物
の１種以上を分散させたAg−酸化物系の線材または条
材、あるいは、Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,
Fe,Co,Cr,Li の各元素の１種以上を添加したAg合金の線
材または条材を内部酸化したもの、あるいは、Ag粉とS
b,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,Co,Cr,Li の酸化物
粉の１種以上を混合し、この混合粉を成形・焼結した
後、熱間押し出し等により、Ag−酸化物系の線材または
条材となしたもの、さらに、内部酸化法もしくは化学的
処理法によりAg中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,F
e,Co,Cr,Li の１種以上の酸化物を分散したAg−酸化物
系の粉体もしくは小片体を成形・焼結した後、熱間押し
出し等によりAg−酸化物系の線材または条材となしたも
のを、N2ガスとH2ガスの体積比率が１：１〜８：１の範
囲で混合された混合ガス雰囲気中で、徐々に温度を上昇
せしめ、最終的の６５０℃以上に加熱することで、表面
の酸化物層を還元させ、線材または条材の外周にAgに富
んだ還元層を形成させることで上記問題を解決するもの
である。
【００１０】一般に、Ag−酸化物系材料の酸化物を還元
しようとした場合、還元性ガス例えばH2と酸化物が接触
した途端、急激な反応が起こって、その内部は空孔（ポ
ア）の多いスポンジ状を呈することになり、材料として
きわめて脆弱な組織になる。したがって、通常の方法で
線材または条材の表面に還元層を形成する目的で還元性
ガスと接触させて還元層を得たとしても、該還元層が脆
弱なため、台材にろう付けまたは溶接しても接点脱落等
の事故のおそれがあり、実用に供し得るものではない。
しようとした場合、還元性ガス例えばH2と酸化物が接触
した途端、急激な反応が起こって、その内部は空孔（ポ
ア）の多いスポンジ状を呈することになり、材料として
きわめて脆弱な組織になる。したがって、通常の方法で
線材または条材の表面に還元層を形成する目的で還元性
ガスと接触させて還元層を得たとしても、該還元層が脆
弱なため、台材にろう付けまたは溶接しても接点脱落等
の事故のおそれがあり、実用に供し得るものではない。
【００１１】本発明では、基本的には適度な加工歪みを
内在する線材または条材を用い、還元性ガスとしてN2ガ
スとH2ガスの体積比率を１：１〜８：１の範囲とし、還
元温度を徐々に上昇させることにより所望の還元層が得
られる。なお、N2ガスとH2ガスの体積比率を１：１〜
８：１の範囲とした理由は、線材または条材の表面の酸
化物層を還元させる際に、所望の均一な厚さに制御する
ためにはN2ガスに対するH2ガスの体積比率が１：１．１
以上では還元速度を制御することが困難となり、さらに
H2ガス量が増加することで安全性に影響が出てくる。ま
た、N2ガスに対するH2ガスの体積比率が８：０．９以下
ではH2ガスによる還元力が十分ではなく、還元層を均一
に制御することができなくなるためである。
内在する線材または条材を用い、還元性ガスとしてN2ガ
スとH2ガスの体積比率を１：１〜８：１の範囲とし、還
元温度を徐々に上昇させることにより所望の還元層が得
られる。なお、N2ガスとH2ガスの体積比率を１：１〜
８：１の範囲とした理由は、線材または条材の表面の酸
化物層を還元させる際に、所望の均一な厚さに制御する
ためにはN2ガスに対するH2ガスの体積比率が１：１．１
以上では還元速度を制御することが困難となり、さらに
H2ガス量が増加することで安全性に影響が出てくる。ま
た、N2ガスに対するH2ガスの体積比率が８：０．９以下
ではH2ガスによる還元力が十分ではなく、還元層を均一
に制御することができなくなるためである。
【００１２】また、線材または条材に対し、３０％以上
の断面減少率で冷間加工を行う理由は、３０％以上の断
面減少率での冷間加工によりマトリックス中の酸化物近
傍には、厳密にいえば極微細なクラックが生じており、
このため後の加熱によってもマトリックス中へのH2ガス
等の侵入が集中的にならず、適度に分散されるために大
きい空孔が出現し難いためである。
の断面減少率で冷間加工を行う理由は、３０％以上の断
面減少率での冷間加工によりマトリックス中の酸化物近
傍には、厳密にいえば極微細なクラックが生じており、
このため後の加熱によってもマトリックス中へのH2ガス
等の侵入が集中的にならず、適度に分散されるために大
きい空孔が出現し難いためである。
【００１３】以上の一連の手段の相乗的作用が理想的な
効果を生ぜしめている。
効果を生ぜしめている。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 第１実施例 焼結・成形と押し出しによって製造された直径６mmのAg
-8Wt%Sb2O3-3Wt%SnO2-0.5Wt%Bi2O3-0.3Wt%NiO の線材
を、伸線加工により直径２mmの線とした。このときの冷
間加工率は４０％であった。
-8Wt%Sb2O3-3Wt%SnO2-0.5Wt%Bi2O3-0.3Wt%NiO の線材
を、伸線加工により直径２mmの線とした。このときの冷
間加工率は４０％であった。
【００１５】これを、５点制御の連続炉を用い入炉側か
ら、３００℃、４５０℃、５００℃、６５０℃、７５０
℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が８：１の雰囲
気になるように調整し、８５mm/minの速度で通過させ、
線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。このとき
の還元層の厚さは、約０．１０mmであった。
ら、３００℃、４５０℃、５００℃、６５０℃、７５０
℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が８：１の雰囲
気になるように調整し、８５mm/minの速度で通過させ、
線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。このとき
の還元層の厚さは、約０．１０mmであった。
【００１６】これをさらに伸線加工により直径１．８mm
の線材として試料１とした。 第２実施例 焼結・成形と押し出しによって製造された直径６mmのAg
-0.5Wt%Sb2O3-11Wt%ZnO-0.5Wt%PbO-0.5Wt%Fe2O3 の線材
を、伸線加工により直径２mmの線とした。このときの冷
間加工率は５５％であった。
の線材として試料１とした。 第２実施例 焼結・成形と押し出しによって製造された直径６mmのAg
-0.5Wt%Sb2O3-11Wt%ZnO-0.5Wt%PbO-0.5Wt%Fe2O3 の線材
を、伸線加工により直径２mmの線とした。このときの冷
間加工率は５５％であった。
【００１７】これを、５点制御の連続炉を用い入炉側か
ら、２５０℃、４００℃、５５０℃、６５０℃、８５０
℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が３：１の雰囲
気になるように調整し、７０mm/minの速度で通過させ、
線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。このとき
の還元層の厚さは、約０．１５mmであった。
ら、２５０℃、４００℃、５５０℃、６５０℃、８５０
℃に設定し、N2ガスとH2ガスの体積比率が３：１の雰囲
気になるように調整し、７０mm/minの速度で通過させ、
線材表面の外周に還元層を有する線材を得た。このとき
の還元層の厚さは、約０．１５mmであった。
【００１８】これをさらに伸線加工により直径１．８mm
の線材として試料２とした。以下、上記各実施例とほぼ
同様の方法で表１に示す試料３〜６を作製し、これら試
料１〜６の各線材を長さ２mmに切断した後、スポット溶
接により台材に固着した。つぎに、成形プレスにより厚
さ０．８mm、幅および長さ約２．５mmの角形になるよう
に成形加工した。
の線材として試料２とした。以下、上記各実施例とほぼ
同様の方法で表１に示す試料３〜６を作製し、これら試
料１〜６の各線材を長さ２mmに切断した後、スポット溶
接により台材に固着した。つぎに、成形プレスにより厚
さ０．８mm、幅および長さ約２．５mmの角形になるよう
に成形加工した。
【００１９】この各接点の剪断強度を測定すると共に市
販のコンタクターに組み込み、電圧２２０Ｖ、電流７８
Ａ、力率０．３５で実装テストを行った。なお、上記実
施例では連続炉を用いたが、段階的に加熱することがで
きる方法であれば連続炉に限るものではなく、例えばバ
ッチ型炉のようなものを用いてもよい。
販のコンタクターに組み込み、電圧２２０Ｖ、電流７８
Ａ、力率０．３５で実装テストを行った。なお、上記実
施例では連続炉を用いたが、段階的に加熱することがで
きる方法であれば連続炉に限るものではなく、例えばバ
ッチ型炉のようなものを用いてもよい。
【００２０】つぎに、比較のために従来例として最も標
準的な２例を作製し、比較試験を行った。 従来例 厚さ５mm、幅１００mm、長さ２００mmのAg-9Wt%Sb-2Wt%
Sn-0.3Wt%Ni 合金と、厚さ０．５mm、幅１００mm、長さ
２００mmのAg板を重ね合わせて、熱間圧着法により接合
し、冷間圧延により厚さ０．８mmまで加工した。
準的な２例を作製し、比較試験を行った。 従来例 厚さ５mm、幅１００mm、長さ２００mmのAg-9Wt%Sb-2Wt%
Sn-0.3Wt%Ni 合金と、厚さ０．５mm、幅１００mm、長さ
２００mmのAg板を重ね合わせて、熱間圧着法により接合
し、冷間圧延により厚さ０．８mmまで加工した。
【００２１】つぎに、２．５×２．５mmの大きさにプレ
スで打ち抜き、このペレットを大気中において７５０℃
に設定した電気炉中で内部酸化処理を施し、裏側にAg層
を形成したAg-10Wt%Sb2O3-2Wt%SnO2-0.3Wt%NiOの接点を
得た。 従来例 上記従来例と同様の方法により裏側にAg層を形成した
Ag-5Wt%Sb2O3-5Wt%ZnO-1Wt%CuO-1Wt%Bi2O3の接点を得
た。
スで打ち抜き、このペレットを大気中において７５０℃
に設定した電気炉中で内部酸化処理を施し、裏側にAg層
を形成したAg-10Wt%Sb2O3-2Wt%SnO2-0.3Wt%NiOの接点を
得た。 従来例 上記従来例と同様の方法により裏側にAg層を形成した
Ag-5Wt%Sb2O3-5Wt%ZnO-1Wt%CuO-1Wt%Bi2O3の接点を得
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上詳細に説明をした本発明によると、
Cdを用いないために公害の発生がなくなると共にそのた
めの公害防止設備等が不必要となり、当該防止のための
多大なエネルギーの必要がなくなる効果を有する。さら
に、試験結果に示される如く、台材との溶接強度が優れ
るために接点開閉テストにおいても優れた効果を有する
ものである。
Cdを用いないために公害の発生がなくなると共にそのた
めの公害防止設備等が不必要となり、当該防止のための
多大なエネルギーの必要がなくなる効果を有する。さら
に、試験結果に示される如く、台材との溶接強度が優れ
るために接点開閉テストにおいても優れた効果を有する
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 喬 東京都千代田区鍛冶町二丁目９番12号 株 式会社徳力本店内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,
Fe,Co,Cr,Li の酸化物の１種以上を分散させたAg−酸化
物系の線材または条材をN2ガスとH2ガスの体積比率が
１：１〜８：１の範囲で混合された混合ガス雰囲気中
で、徐々に温度を上昇させて表面の酸化物層を還元さ
せ、線材または条材の外周に酸化物還元層を形成させた
ことを特徴とするAg−酸化物系複合電気接点材料の製造
方法。 - 【請求項２】 N2ガスとH2ガスの混合ガス雰囲気中で、
Ag−酸化物系の線材または条材を毎分４０〜１００℃の
速度で昇温させ、最終的に６５０℃以上に加熱すること
によって、表面の酸化物層を還元することを特徴とする
請求項１記載のAg−酸化物系複合電気接点材料の製造方
法。 - 【請求項３】 Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,
Fe,Co,Cr,Li の各元素の１種以上を添加した銀合金の線
材または条材を内部酸化させ、該材料を断面減少率とし
て３０％以上の冷間加工を施し、内部酸化時の結晶粒を
破壊すると共に材料内部に加工歪みを残した素材を用い
ることを特徴とする請求項１記載のAg−酸化物系複合電
気接点材料の製造方法。 - 【請求項４】 Ag粉とSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,
Fe,Co,Cr,Li の酸化物粉の１種以上を混合し、この混合
粉を成形・焼結した後、熱間押し出し等によりAg−酸化
物系の線材または条材とし、該材料を断面減少率として
３０％以上の冷間加工を施し、材料内部に加工歪みを残
した素材を用いることを特徴とする請求項１記載のAg−
酸化物系複合電気接点材料の製造方法。 - 【請求項５】 内部酸化法もしくは化学的処理法により
Ag中にSb,Sn,Zn,Mn,In,Cu,Pb,Te,Bi,Ni,Fe,Co,Cr,Li の
１種以上の酸化物を分散したAg−酸化物系の粉体もしく
は小片体を成形・焼結した後、熱間押し出し等によりAg
−酸化物系の線材または条材とし、該材料を断面減少率
として３０％以上の冷間加工を施し、材料内部に加工歪
みを残した素材を用いることを特徴とする請求項１記載
のAg−酸化物系複合電気接点材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5200469A JPH0754076A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ａｇ−酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5200469A JPH0754076A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ａｇ−酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754076A true JPH0754076A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16424842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5200469A Pending JPH0754076A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ａｇ−酸化物系複合電気接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754076A (ja) |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP5200469A patent/JPH0754076A/ja active Pending
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