JPH0779013B2 - 真空バルブ用接点材料 - Google Patents

真空バルブ用接点材料

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JPH0779013B2
JPH0779013B2 JP24446887A JP24446887A JPH0779013B2 JP H0779013 B2 JPH0779013 B2 JP H0779013B2 JP 24446887 A JP24446887 A JP 24446887A JP 24446887 A JP24446887 A JP 24446887A JP H0779013 B2 JPH0779013 B2 JP H0779013B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/0203Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
    • H01H1/0206Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Description

【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の接点材料が適用される真空しゃ断器
の断面図であり、第2図は、接点部の拡大断面図であ
る。 1……しゃ断室、2……絶縁容器、3a,3b……封止金
具、4a,4b……蓋体、5,6……導電棒、7……電極(固定
電極)、8……電極(可動電極)、9……ベローズ、1
0,11……アークシールド、12……ロウづけ部、13a,13b
……接点、14……取付け部。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)平均粒径が44〜250μmの範囲のCr
    からなる耐弧材料、(ロ)Cuまたは/及びAgからなる高
    導電材料、および(ハ)前記Crからなる耐弧材料に対し
    て低い固溶度を有すると共に、前記耐弧材料と同等もし
    くは低い蒸気圧を有し、かつ、前記耐弧材料より小さい
    平均粒径を有する補助材料、によって形成されたことを
    特徴とする、真空バルブ用接点材料。
  2. 【請求項2】前記(ハ)補助材料は、Mo、W、Tiおよび
    Crからなる群より選ばれた金属の炭化物またはホウ化物
    であり、かつ、その粒径が0.5〜10μmの範囲にある、
    特許請求の範囲第1項に記載の接点材料。
  3. 【請求項3】前記(イ)Crよりなる耐弧材料の容積A
    と、前記(ハ)補助材料の容積Cとの比率が、 の範囲にあり、これらの合計(イ)+(ハ)が、合計材
    料中で20〜80容積%を占め、残部がCu又は/及びAgより
    なる導電材料で構成された、特許請求の範囲第1項また
    は第2項に記載の真空バルブ用接点材料。
  4. 【請求項4】合金中の前記補助材料の平均粒径DとCrよ
    りなる耐弧材料の平均粒径Bとの比D/Bが、0.2以下であ
    る、特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項
    に記載の真空バルブ用接点材料。
  5. 【請求項5】CuとAgとの比率が、ほぼ共晶組成(Ag:Cu
    ≒7:3)である、特許請求の範囲第1項ないし第4項の
    いずれか1項に記載の真空バルブ用接点材料。【発明の
    詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、真空バルブに係り、特に耐溶着特性が改善さ
    れた真空バルブ用接点材料に関する。 (従来の技術) 真空バルブ用接点材料に要求される特性としては、耐溶
    着、耐電圧、しゃ断に対する各性能で示される基本三要
    件とこの他の温度上昇、接触抵抗が低く安定しているこ
    と及びさい断電流値が低く安定していることが重要な要
    件となっている。しかしながら、これらの要件の中には
    相反するものがある関係上、単一の金属種によって全て
    の要件を満足させることは不可能である。このため、実
    用されている多くの接点材料においては、不足する性能
    を相互に補えるような2種以上の元素を組合せ、かつ大
    電流用あるいは高電圧用等のように特定の用途に合った
    接点材料の開発かが行なわれ、それなりに優れた特性を
    有するものが開発されているが、さらに強まる高耐圧化
    および大電流化の要求を充分満足する真空バルブ用接点
    材料は未だ得られていないのが実情である。 たとえば、大電流化を指向した接点材料としてBiのよう
    な溶着防止成分を5%以下の量で含有するCu−Bi合金が
    知られている(特公昭41-12131号公報)が、Cu母相に対
    するBiの溶解度が極めて低いため、しばしば偏析を生
    じ、しゃ断後の表面荒れが大きく、加工成形が困難であ
    る等の問題点を有している。 また、大電流化を指向した他の接点材料として、Cu−Te
    合金も知られている(特公昭44-23751号公報)。この合
    金は、Cu−Bi系合金が持つ上記問題点を緩和してはいる
    が、Cu−Bi系合金に比較して雰囲気に対し、より敏感な
    ため接触抵抗等の安定性に欠ける。さらに、これらCu−
    Te、Cu−Bi等の接点の共通的特徴として、耐溶着性に優
    れているものの、耐電圧特性が従来の中電圧クラスへの
    適用には充分であるとしても、これ以上高い電圧分野へ
    の応用に対しては、必ずしも満足でないことが明らかと
    なってきた。 一方、Crを含有したCu−Cr合金が真空しゃ断器用接点材
    料として、知られている。この接点合金は、高温下での
    CrとCuとの熱特性が好ましい状態で発揮されるため高耐
    圧大電流用としてすぐれた特性を有している。すなわ
    ち、Cu−Cr合金は、高耐圧特性と大容量しゃ断とを両立
    させ得る接点として多用されている。しかしながら、Cu
    −Cr合金は、しゃ断器用接点材料として一般に利用され
    ている前記Biを5%程度以下添加したCu−Bi接点と比較
    して、耐溶着特性が大幅に劣っている。従って、この材
    料を用いた真空バルブを駆動させる操作機構は、Cu−Bi
    に比べ引き離し力を大きく設計する必要があり、小型
    化、経済性の点で不利がある。 またCu−Cr系合金に前記Bi、Teなどの溶着防止金属を添
    加したCu−Cr−Bi合金なども知られている。この合金に
    よって材料の耐溶着性は、著しく向上するが、ベーキン
    グ、ロウづけなどの加熱処理時の条件によって蒸発する
    Bi量が異なるため、その結果、耐溶着性にばらつきが生
    じるという新たな問題が発生する。 更に、Cu−Cr接点は、上述のように優れたしゃ断特性を
    有するため、逆にさい断電流値が高く(劣る)、かつそ
    のばらつき幅が大きいなどさい断電流特性が好ましくな
    い状態にあることが指摘されている。 (発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来のCu又は/及びAg−Cr系接点材料
    は、耐溶着性とさい断特性との双方の向上という点で
    は、必ずしも十分満足し得るものではない。 本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされた
    ものであり、耐溶着特性とさい断特性の双方に優れたCu
    −Cr系接点材料を提供し、真空バルブの信頼性を高めよ
    うとするものである。 すなわち、本発明は、接点における溶着引きはずし力の
    低減とそのばらつき幅の縮少、ならびにさい断電流値の
    低減とそのばらつき幅の縮少が図られた真空バルブ用接
    点合金を提供することを目的としている。 〔発明の構成〕 (問題点を解決するための手段および作用) 概要 本発明者らは、Cu又は/およびAg−Cr系接点材料を具備
    した真空バルブの耐溶着性及びさい断電流特性の安定化
    のために、種々検討した結果、本発明を完成するに至っ
    たものである。 すなわち、本発明に係る真空バルブ用接点合金は、
    (イ)平均粒径が44〜250μmの範囲の Crからなる耐弧材料、(ロ)Cuまたは/およびAgからな
    る高導電材料、および(ハ)前記Crらなる耐弧材料に対
    し低い固溶度を有すると共に、前記耐弧材料と同等もし
    くは低い蒸気圧を有し、かつ、前記耐弧材料より小さい
    平均粒径を有する補助材料、によって形成されたことを
    特徴としている。 本発明では、Cu(又は/及びAg)とCrよりなる合金材料
    において、Cu(又は/及びAg)領域中にCr粒径より著し
    く微細な補助成分が分散した構成を有しているので、Cu
    (又は/及びAg)部分もこの補助成分にって微細、分散
    化した形態となり(すなわちCu部分及び補助成分が高度
    に分散した状態となり)、アークが前記Cu(又は/及び
    Ag)部分に固着した場合によく見られるような著しい荒
    れ、或いは大きな面積での溶着を有効に阻止することが
    でき、結果的に、耐溶着特性の向上に寄与する。更に、
    このような高度な微細分散はさい断電流値のばらつき幅
    の縮少にも好ましい影響を与えるなど、さい断特性の向
    上も同時に得られる。 また、本発明においては、補助成分の性質として、Cu
    (又は/及びAg)に対し著しく小さい固溶度を有する材
    料を選択しているので、補助成分は、Cu(又は/及びA
    g)に固溶したり、化合物を形成したりすることがな
    く、このため前記微細高度分散化が容易かつ安定して得
    られる。 更に、補助成分の蒸気圧がCrと同等かそれよりも低くし
    てあるので、この補助成分のみが選択的に優先して損失
    することがなく、従って上記微細高度分散の効果は、し
    ゃ断を繰返しても安定して得られる。 発明の具体的説明 以下、本発明を具体的実施態様に基づいて説明するが、
    はじめに本発明の接点材料が適用される真空バルブの構
    成について、第1図および第2図を参照して説明する。 第1図は、本発明に係る接点材料を適用する真空しゃ断
    器の構成例を示すもので、同図に於いて、1はしゃ断室
    を示し、このしゃ断室1は絶縁材料によりほぼ円筒状に
    形成された絶縁容器2と、この両端に封止金具3a,3bを
    介して設けた金属性の蓋体4a,4bとで真空気密に構成さ
    れている。しかして前記しゃ断室1内には、導電棒5,6
    の対向する端部に取付けられた1対の電極7,8が配設さ
    れ、上部の電極7を固定電極、下部の電極8を可動電極
    としている。またこの可動電極8の電極棒6には、ベロ
    ーズ9が取付けられしゃ断室1内を真空気密に保持しな
    がら電極8の軸方向の移動を可能にしている。またこの
    ベローズ9上部には金属性のアークシールド10が設けら
    れ、ベローズ9がアーク蒸気で覆われることを防止して
    いる。また、11は、前記電極7,8を覆うようにしてしゃ
    断室1内に設けられた金属性のアークシールドで絶縁容
    器2がアーク蒸気で覆われることを防止している。さら
    に電極8は、第2図に拡大して示す如く、導電棒6にろ
    う付部12によって固定されるか、または、かしめによっ
    て圧着接続されている。接点13aは、電極8にろう付け1
    4で固着されている。なお、第1図における13bは固定側
    接点である。 本発明の接点材料は、上記したような接点13a,13bの双
    方またはいずれか一方を構成するのに適したものであ
    る。 ここで、本発明の接点材料を得るまでの考察について説
    明する。 研究によれば、Cu−Cr基接点材料の上記不安定性は、
    Cu−Cr基合金中の組成の変動、Cr粒子の粒径、粒度分
    布、偏析の程度、前記合金中に存在する空孔の程度に
    依存することが判明した。そして、これらの解決は原料
    Crの選択と焼結技術の管理が有効であることを認めた
    が、より一層の安定性の維持を向上させるためには上記
    、、に加えて更に細かな素材及び焼結技術の管理
    が必要であることが判った。すなわち上記特性と、その
    不安定性はCrよりなる耐弧成分の大きさ(通常、粒径)
    とCuなどよりなる高導電材料の大きさにある種の相関性
    があることを見出した。 電流さい断特性の改善には、電流さい断値自体をより低
    い値に維持すること以外に、そのばらつき幅を縮めるこ
    とも極めて重要である。前記電流さい断現象は、接点間
    の蒸気量(蒸気圧、熱伝導)、接点材料からの放出熱電
    子などと関係が深いとされ、発明者らの実験によれば前
    者の方が寄与が大であることが判明した。したがって、
    蒸気を供給し易くするか、あるいは供給し易い材料で接
    点を作成すれば電流さい断現象が緩和できることが判明
    した。Biを例えば10%以上のように多量に含有したCu−
    Bi合金はこうした観点に立つもので、低いさい断値を有
    するが、致命的な欠点として、Biが持つ低溶融点(271
    ℃)のため通常真空バルブで行なわれる600℃近傍のベ
    ーキング或いは800℃の銀ろう付け作業時に、Biの溶融
    による移動、凝集の結果、電流さい断特性を維持すべき
    Biの存在が不均一になってしまう。このため、電流さい
    断値のばらつき幅が増大する現象を確認した。 一方、Ag(又は/及びAg)−Crで代表されるAg−耐火材
    料系合金では、耐弧材料(この場合Cr)の沸点における
    Ag(あるいはCu)の蒸気量に左右されるものの、他方、
    前記Cu−Bi系におけるBiの蒸気圧よりAgのそれは著しく
    低いため接触点のどの位置(耐弧材料かAgか)にアーク
    の足が固着するかによって、時折は温度不足即ち蒸気不
    足を招いてしまう。そして、結果的には電流さい断値の
    ばらつき幅が表われることが確認された。このように電
    流しゃ断終期の接点面の急激な温度低下を耐弧材料とAg
    (又はCu)との組合せのみによる合金によって阻止しア
    ークを持続させることはすでに限界と考えられ、更に高
    性能化するためには、何らかの補助技術の付与が必要で
    あるという結論に至った。 本発明者らの研究によれば、耐弧材料(Cr)をより微細
    化することで、特にばらつき幅の改良が見られた。従っ
    て、耐弧材料の粒径が、電流さい断現象に重要な役割を
    持つことを示唆すると共に、耐弧材料が初期粒系のほぼ
    10〜20倍程の大きさに偏析が見られた接点材料では著し
    いばらつきを示した観察結果を併考し、粒径に特定の範
    囲があることが見出された。 このように前記Cu−Bi合金及びAg−Cr合金(Ag−耐弧材
    料系)の2つの考察結果は、電流さい断特性の安定した
    接点として、新規の補助技術が必要で、その条件は、ベ
    ーキングなどの熱処理に於ける安定性を有することが不
    可欠であることを示唆している。すなわちCrよりなる耐
    弧材料と、補助材料の導入によって粒径範囲を合理的に
    選択することによって、高導電性成分の実質的分布を従
    来以上に均一化し、電流さい断特性の安定化をはかるこ
    とが必要である。 すなわち、Cu−Cr系合金において、Cr粉の粒径は、健全
    なCu−Cr素材を得るための製造技術の難易性及び接点特
    性そのものに重要な影響を与える。 活性度の高いCr粉(粒)の表面には、通常、Cr2O3皮膜
    が生成することを無視することは出来ない。そのため、
    Cr粉の平均粒度があまり小さいと、得られるCrスケルト
    ンのガス含有量が大となり、逆にあまり大きいものの場
    合では、均質な素材が得がたくなるため、Crの平均粒径
    は44〜250μmのものが選定される。 すなわち、Cr粉の平均粒径が44μm未満では、活性度の
    高いCr表面の前記汚染皮膜量が相対的に多く、Cr粉末を
    清浄な状態で工業的に管理するには、技術上問題があ
    り、そのような状態のCr粉を原料として使用したCu−Cr
    合金においては、焼結又は/及び溶浸後のスケルトン又
    は/及び接点素材中にしばしば好ましくない気孔を生じ
    易くなり、また、それに応じて吸着又は内蔵ガスも多く
    残存する傾向にあり、真空バルブとしての接点合金とし
    て好ましい素材とは言えない。 しかし、Cu−Cr接点の特性上のばらつき(例えば耐溶着
    特性、さい断電流特性)は、CuやCrのような材料物性上
    著しく特性を異にするもの同士が混存した状態にあるた
    めに、発弧(アーク)点が、CuかCrかで、発弧のたびに
    接点としての電気特性が大幅に違うためにばらつきとし
    て生ずるとの知見を得ている。従って、CuとCrとは微細
    かつ均一に分散していることが、上述したばらつき幅を
    縮少するために有利となる。本発明において、特にCrの
    下限を44μmとしたのは、健全なCu−Cr素材を得るとい
    う観点からの設定であって、本来、真空バルブ用接点材
    料としては、上述知見のように更に細かいCrの使用が、
    ばらつき幅の縮少に有益であるのは明らかである。しか
    し、本発明では、微細化による利益を、欠点のあるCrに
    よって行なうのでなく、Crより安定な所定条件を備えた
    補助材料、すなわちWなどの炭化物、ホウ化物の使用に
    よって達成したものである。 また、Cr粉の平均粒径が250μmを超えると、Cr同士、C
    u同士の接触確立の増大、すなわち発弧点がCu−Cr両成
    分にまたがる好ましい状態が減少し、CuのみもしくはCr
    のみのケースが増加してしまうという不利がある。その
    結果、耐溶着特性の劣化(溶着引きはずし力の増加とそ
    のばらつき幅の増加)及びさい断特性の低下(さい断電
    流値の増加とそのばらつき幅の増加)が見られ、その傾
    向は、本発明の補助材料(Wなどの炭化物、ホウ化物)
    の添加によっても(Cu−Cr系合金が本来有している優れ
    たしゃ断特性など他の接点特性を維持、確保する範囲内
    では)改良できない範囲外の粒径となる。 以上のように、本発明においては、Cu−Cr系接点材料の
    有する遮断特性、耐電圧特性など高耐圧大電流しゃ断性
    能を維持しつつ、他の機能、特に耐溶着性およびさい断
    電流特性の向上の為に、本来、より微細なCr粉の採用が
    必要なところを、他の安定した補助材料(Wなどの炭化
    物、ホウ化物)の添加によって微細なCrを採用したとき
    に生ずる不利益を回避しつつ上記目的を達成しようとす
    るものである。 上記効果を、より安定的に得るためには、Cr粒径の制約
    に加えて、本発明で使用する補助材料にも或る種の制約
    が必要である。 本発明で使用する第3成分としての補助材料としては、
    特に、Mo、W、TiおよびCrからなる群より選ばれた金属
    の炭化物またはホウ化物が好ましく用いられ得る。 また、上記補助材料の粒径の選択も、本発明の主旨から
    極めて重要である。その理由は、前記Crよりなる耐弧材
    料の粒径選択と同様である。すなわち、補助材料の粒径
    が0.5μm未満の場合には、補助材料同士の凝集が多く
    見られること、及び焼結・溶浸後のCu(又は/及びAg)
    −Cr−補助材料系の素材中に残存ポア(空孔)が多くみ
    られることなど、品質ばらつきをなくす配慮からであ
    る。また、補助材料の粒径が10μmを超える場合には、
    発弧点が補助材料のみに当るチャンスが多く発生し、特
    性ののばらつき幅の圧縮の目的に対して好ましくない結
    果をもたらす。従って、補助成分の粒径は、0.5〜10μ
    mの範囲からの選択が特に好ましい。 ところで、補助成分の上記粒径範囲は、前述の本発明の
    主旨から、その目的達成のためには、Crよりなる耐弧材
    料の粒径との相関性を有している。すなわち、Cr粒径よ
    りも補助成分の粒径が大のときには、Cu又は/及びAgよ
    りなる導電材料を微細に分散させる効果がないのは明ら
    かである。よって、本発明の目的達成のためには、補助
    成分は、Crよりも充分小さい粒径、たとえば、1/10以下
    であることが好ましい。一般には、Crの粒径(B)と補
    助成分の粒径(D)との比D/Bが0.2以下であればよい傾
    向にある。これについては後述する実施例1〜18にも示
    されている。 しかも、補助成分はCu(又は/及びAg)よりなる導電材
    料に対し、固溶度をほとんど有しない材料が好ましい。
    このような固溶し難い材料を補助材料として用いる理由
    は、導電材料と補助材料との固溶体の形成による著しい
    導電率の低下を阻止し、これによりしゃ断性能ならびに
    定格通電容量を確保するためである。従って、その条件
    を満す材料の具体例としては、前述の様なW、Mo、Tiお
    よびCrから選ばれた少なくとも1種の金属の炭化物もし
    くはホウ化物が有利である。 更に、補助材料は、Crからなる耐弧材料と同等かそれ以
    下の蒸気圧を持つものである必要がある。その理由は、
    Crより蒸気圧が高い補助材料を用いた場合には、補助材
    料が優先して、選択蒸発し、初期時点で、Cu又は/及び
    Agよりなる高導電材料を微細に分散させていた効果が上
    記補助材料の蒸発損失と共に失われてしまい、このため
    開閉或いは、しゃ断経過と共に、接点特性が変動するた
    めである。補助材料の蒸気圧が耐弧材料と少なくとも同
    等であれば、上述のような選択損失は生じず、Crと同時
    に蒸発するので問題がない。このような条件を前記炭化
    物もしくはホウ化物が、満足する。 更に、上記の様な補助材料を用いる場合、Cr−補助材料
    系中でCrの占める量は、40〜90容積%が好ましい。その
    理由は、Cu(又は/及びAg)−Cr基の有する高耐圧、か
    つしゃ断能力を生かすためであり、そのためにCu−Crの
    優位性が損われない上記範囲で加える。Crが40%未満で
    は、補助成分が50%以上となり補助成分の熱電子放出が
    盛んとなり、しゃ断電流特性の低下が起こる。 また、Crからなる耐弧材料と補助材料との合計量が合金
    材料の全量に対して80容量%を超える場合、しゃ断性
    能、温度上昇の点で不満足である。一方、20%未満で
    は、相対的にCu又は/及びAgが多くなる結果、耐溶着性
    に問題が生ずる。従って、耐弧材料と補助材料の合計量
    は、20〜80容量%の範囲とすることが肝要である。 なお、上記接点材料においては、CuとAgとの比率が、ほ
    ぼ共晶組成(Ag:Cu≒7:3)であることが好ましい。 また、本発明においては、付加的成分として、更にBi、
    Pb、Te、Se、Sbの少なくとも1種を0.1〜10重量%添加
    することもできる。 製造方法 次に、この接点材料の製造方法の一例について説明す
    る。製造に先立って、必要粒径別に耐火材料及び補助材
    料を分類する。分類作業は例えば篩分けと沈降法とを併
    用して行うことで所定粒径の粉末を得ることができる。
    まず所定粒径の例えばWCとCrを所定量及び、所定粒径の
    Cu又は/及びAgを所定量の一部用意し、これらを混合
    し、その後加圧成型して粉末成形体を得る。 ついで、この粉末成形体を露点が−50℃以下の水素雰囲
    気或いは真空度が1×10-3Torr以下で、所定温度例えば
    950℃×1時間にて仮焼結し、仮焼結体を得る。 ついで、この仮焼結体の残存空孔中にCu又は/及びAgを
    例えば1050℃×1時間で溶浸しCu又は/及びAg−Cr−WC
    合金を得る。溶浸は主として真空中で行うが、水素中で
    も行ない得る。 ここで、焼結熱処理又は/及び溶浸熱処理温度を高めに
    選択すると、Ag又は/及びCuの蒸発が激く、その成分量
    の制御が困難となる。しかし、炉の性能、或いは一度に
    熱処理する素材の量、大きさ、熱容量などによって熱処
    理温度は変動するのでその温度を普遍的に表現すること
    は無理であり、実際には残存するCu又は/及びAg量を、
    例えばX線法によって直線的に、決定し管理する方法が
    採られ得るが、概して1300℃以上の温度の選択はCu又は
    /及びAgの存在を少なくし、好ましくないことが明らか
    になっている。一方、下限温度は、焼結熱処理に於いて
    は、原料或いは成型体の脱ガスの観点から600℃以上、
    好ましくは900℃以上を必要とし、また溶浸熱処理に於
    ては、スケルトンを脱ガスし、かつAgを溶融する必要性
    から少なくとも1000℃を必要とする。 尚、溶着防止材(極く少量のTe、Biなど)を含有した接
    点は、上記に於て、Cu又は/及びAgを溶浸するときにCu
    又は/及びAgと溶着防止成分との合金或いは混合物とし
    て使用すればよく、上記と同じ技術によって作製でき
    る。 前述したように、WC、Cr、Ag又は及びCuの粒径を適切に
    選択することによって、Ag又は/およびCuよりなる適切
    な蒸気圧値を有する材料を微細にかつ均一に分散させる
    ことにより、しゃ断時のアークが接点面上の特定の場所
    に局部的にとどまることを防ぎアークが接点面上に均一
    に広がることを促進させる効果をもたらすものと考えら
    れる。従って、本発明の焼結合金は、電流さい断性に優
    れたもので、真空バルブ用接点材料として最適である。 以下に本発明の接点材料を評価する場合の条件、方法を
    示す。 耐溶着性 外径25mmφの一対の円板状試料に外径25mmφ先端が100R
    の球面をなす加圧ロッドを対向させ100kgの荷重を加え1
    0-5mmHgの真空中において50Hz、20KAの電流を20ミリ秒
    間通電し、その時の試料−ロッド間の引きはずしに必要
    な力を測定し耐溶着性の判断をした。尚評価は比較例2
    に示した補助材料を含有しないCu−Cr合金の溶着引はず
    し力を1.00としたときの相対的な値で比較した。下記第
    1表には接点数3個の測定におけるばらつき幅を示す。 さい断電流値 直径10mm、厚さ4mmで一方は平面、他方は200mmRの球面
    を有する一対の供試験接点に400℃のベーキング、放電
    エージングを行った後、これらに直列に挿入した同軸形
    シャントの電圧降下をシンクロスコープで観測した。接
    点には、L,C,回路を経て44Aの交流を与え、接触圧力10k
    gでの300回の開閉におけるさい断電流値のばらつき範囲
    を比較例−2に示した補助材料を含有していないCu−Cr
    合金の値を1.00として比較値で示した。 (実施例) 次に、前記の方法で製造される各接点材料の実施例、比
    較例について検討し、その最良の含有割合を求める。 低いさい断電流特性を有する接点材料として、第1表の
    比較例−3に示すようにCu−13%Bi合金が知られてい
    る。これは純Cu(比較例−1)、Cu−56%Cr(比較例−
    2)よりさい断電流特性は大幅に向上(改善)するが、
    前記Cu−Bi合金では、開閉回数を重ねることにより特性
    (さい断電流値の上昇)が著しく劣化する。 実施例1〜3、比較例4〜5 平均粒形105μmのCr粉(耐弧材料)を用意する。更
    に、平均粒径0.1μmのWC粉(補助材料)を用意する。
    これらをボールミルにて混合後、2トン/cm2にて成型
    して得た成型体を、焼結してCr−WCスケルトンを作る。
    次いで、前記スケルトン中の残存空孔中に1100℃でCuを
    溶浸しCu−Cr−WC素材(比較例−4)を得た。 また、同じCr粉に対し、各種平均粒径0.5μm、3.36μ
    m、9.4μm、44μmのWC粉を用意し前記と同様接点素
    材を作製した(実施例1〜3、比較例−5)。 これらの特性を第1表に示す。 合金中の高導電材料Cuの量、Crよりなる耐弧材料の量が
    ほぼ同量、更には使用したCrの粒径(約105μm)もほ
    ぼ同じにもかかわらず、補助材料の粒径が44μm(比較
    例−5)の場合、耐溶着性及びさい断電流特性の両方に
    おいて、特性の劣化が見られる。すなわち、補助材料WC
    の存在しない比較例−2と比較し、補助材料の粒径が0.
    5(実施例−1)〜9.4(実施例−3)では、両特性の著
    しい改善が見られる。補助材料の存在が組織を微細化さ
    せているため、これらの特性のばらつき幅の縮少に寄与
    している。尚、補助材料が著しく細かい比較例−1で
    は、耐溶着性に対しては改善の傾向にあるものの素材中
    に空孔が残り易く、また、ガス含有量も多く、健全な素
    材を工業的に得るには問題がある。従って補助材料の粒
    径は、0.5〜10μmの範囲が好ましい。 実施例4〜5、比較例6〜7 Crよりなる耐弧材料の量(A)と補助材料の量(C)と
    の合計(A+C)がほぼ一定下で、これらの容積比率
    (A/A+C)が変動した場合(但し合金中の高導電材料C
    uの量は一定)の接点素材を前記と同様な方法で作製し
    た。 (A/A+C)の量が0.98(比較例−6)では、補助材料
    の量が少なすぎ、合金中の組織への影響がなく、補助成
    分の存在しない比較例−2の特性と大差ないが、(A/A
    +C)の量が、0.9(実施例−4)では、高導電材料の
    微細化へ効果が発揮され、耐溶着性及びさい断特性の改
    善効果が見られる。更に、(A/A+C)量が0.4(実施例
    −5)に於ては、同様に特性の改善が見られ、特にさい
    断電流特性の改善に著しい効果が見られる。しかし、
    (A/A+C)の量が更に少なく、0.26の場合には、相対
    的に補助成分の量が多くなるため、Crの効果が相殺さ
    れ、大電流しゃ断特性に劣化が見られた。従って、(A/
    A+C)の量も、Cu−Cr合金の特性に重要な影響を与
    え、その数値は、0.4〜0.9の範囲とすべきであることが
    判る。 比較例8〜9 前記実施例1〜5及び、比較例2、4〜7については使
    用するCrの粒径を一定(平均粒径105μm)として検討
    したがCr粒径(B)は健全な接点素材を得るのに重要で
    ある。すなわちCr粒径が5μm又はそれ以下(比較例−
    8)では、前記と同様、高導電材料Cuの量、Crの容積%
    (A)、補助材料の量(C)、などが一定であっても、
    Crが細かすぎることに起因する素材中の残存ガス量が多
    く、素材品質を工業的に一定にすることが難しくなる。
    更に、Cr粒径(B)が590μmの試料では、Cr粒子が大
    きすぎ、混合が充分に行なえず、偏析が見られるなど、
    素材的に均質なものを工業的に得ることが難しい。従っ
    て、合金中のCrの粒径(B)は、44μm(実施例−6)
    〜250μm(実施例−7)の範囲が好ましい。 実施例15〜16、比較例10−11 合金中の高導電材料Cuの量は、大電流しゃ断性能に影響
    を与えるが、しゃ断特性以下にさい断特性及び耐溶着性
    にも影響を与えている(第3表)。すなわち、合金中の
    高導電性材料Cuの量が89.2%(比較例−10)では、耐溶
    着性及びさい断特性の両者が、著しく低下する。この合
    金系のさい断電流値の低下に寄与するCu上記の電極空間
    への供給が、熱伝導性が良すぎるために不足し、このた
    めさい断値が高くなっていると考えられる。Cuの量が7
    9.8%(実施例−15)程度になれば、上記のさい断特性
    は改善されている。一方、Cuの量が3.8%では逆に導電
    性が低下し、その結果、空間へのCuの供給量に不安定さ
    が表われ、さい断電流値にもばらつきが見られている
    (比較例−11)のみならず、Cu量の不足による素材の導
    電性の低下によってしゃ断特性の低下も招いている。合
    金中のCu量が20.3%(実施例−16)では、さい断特性、
    耐溶着特性の両者がほぼ好ましい状態にあることから合
    金中のCu量は、20〜80%の範囲でバランスされる。 実施例8〜14 補助材料としてWCを選択し、本発明につき説明したが補
    助材料は前述したように高導電材料に対して著しく低い
    固溶度と耐弧材料に対し同等若しくは低い蒸気圧を有し
    ていれば、WC以外であっても本発明の効果が得られる。
    すなわち、補助材料がMo2C、TiC、Cr3C2、WB、MoB、TiB
    2、CrBであっても有効である(第2表)。 実施例17−18 高導電材料としたCuの例につき示したが、Agであっても
    (実施例−17)、また、Ag−Cu合金であっても(実施例
    −18)、耐溶着性、及びさい断特性の双方において、補
    助材料のない比較例−2に比較し、改善が見られる。特
    にAgとCuの比率がほぼ7:3(すなわち共晶組成)の実施
    例−18ではさい断値のばらつき幅が著しく改善される。 〔発明の効果〕 上記実施例の結果からも理解されるように、本発明に係
    る真空バルブ用接点材料は、耐溶着特性及びさい断値の
    双方が調和的に改良され、そのばらつき幅も著しく低減
    する点できわめてすぐれた効果を有している。
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