JPH0813065A - 電気接点用焼結材料及びその製造方法 - Google Patents
電気接点用焼結材料及びその製造方法Info
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- JPH0813065A JPH0813065A JP6153349A JP15334994A JPH0813065A JP H0813065 A JPH0813065 A JP H0813065A JP 6153349 A JP6153349 A JP 6153349A JP 15334994 A JP15334994 A JP 15334994A JP H0813065 A JPH0813065 A JP H0813065A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）
と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金、もしくは、０．１〜１
０重量％のＧｒと、０．１〜２０重量％のＮｉまたは／
及びＣｕと、残部Ａｇの焼結合金で、該焼結合金中のグ
ラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下であり、かつ、
実質的に空孔が存在しない電気接点用焼結材料。また、
Ｇｒ粉と、銀粉と、Ｎｉ粉または／及び銅粉とをメカニ
カルアロイング法により均一な合金粉とし、この合金粉
を加圧成形して成形体とし、この成形体を焼結して焼結
体とし、この焼結体を押出し更に伸線して線材とする上
記電気接点用焼結材料の製造方法。 【効果】 低接触抵抗を保ちながら耐溶着性及び耐消耗
性に優れ、しかも良好なアーク切れを備えたＡｇ−Ｇｒ
系の焼結合金からなる電気接点用焼結材料が得られる。
と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金、もしくは、０．１〜１
０重量％のＧｒと、０．１〜２０重量％のＮｉまたは／
及びＣｕと、残部Ａｇの焼結合金で、該焼結合金中のグ
ラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下であり、かつ、
実質的に空孔が存在しない電気接点用焼結材料。また、
Ｇｒ粉と、銀粉と、Ｎｉ粉または／及び銅粉とをメカニ
カルアロイング法により均一な合金粉とし、この合金粉
を加圧成形して成形体とし、この成形体を焼結して焼結
体とし、この焼結体を押出し更に伸線して線材とする上
記電気接点用焼結材料の製造方法。 【効果】 低接触抵抗を保ちながら耐溶着性及び耐消耗
性に優れ、しかも良好なアーク切れを備えたＡｇ−Ｇｒ
系の焼結合金からなる電気接点用焼結材料が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銀−グラファイト（Ａ
ｇ−Ｇｒ）系の焼結合金からなる電気接点用焼結材料、
及び、その製造方法に関する。
ｇ−Ｇｒ）系の焼結合金からなる電気接点用焼結材料、
及び、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気回路の開閉に使用される電気接点に
は、リレー、スイッチ、ブレーカーなどがあり、その用
途、電気回路に応じて接触抵抗の安定性、耐アーク性、
耐溶着性、耐消耗性などの諸特性が要求される。現在広
く用いられている電気接点材料は、いくつかの系統的材
質に分類できる。一般的には前記各諸特性の要求度合に
よって、適当な材料を選択、組み合わせて使用される。
例えば、大電流用電気接点材料には、Ｗ−Ａｇ系、Ｗ−
Ｃｕ系、ＷＣ−Ａｇ系等の様な高融点金属と導電性金属
との複合材が使用される。また、中負荷以下の電流域の
電気接点材料には、高導電率に優れるＡｇを主成分とし
たＡｇ−Ｎｉ系、Ａｇ−Ｃ系、Ａｇ−ＣｄＯ系等が多用
される。
は、リレー、スイッチ、ブレーカーなどがあり、その用
途、電気回路に応じて接触抵抗の安定性、耐アーク性、
耐溶着性、耐消耗性などの諸特性が要求される。現在広
く用いられている電気接点材料は、いくつかの系統的材
質に分類できる。一般的には前記各諸特性の要求度合に
よって、適当な材料を選択、組み合わせて使用される。
例えば、大電流用電気接点材料には、Ｗ−Ａｇ系、Ｗ−
Ｃｕ系、ＷＣ−Ａｇ系等の様な高融点金属と導電性金属
との複合材が使用される。また、中負荷以下の電流域の
電気接点材料には、高導電率に優れるＡｇを主成分とし
たＡｇ−Ｎｉ系、Ａｇ−Ｃ系、Ａｇ−ＣｄＯ系等が多用
される。
【０００３】ところで、Ａｇ−Ｇｒ系焼結合金からなる
電気接点材料は、低接触抵抗性を保ちながら耐溶着性が
優れるものであり、耐溶着性に対する信頼度が重要視さ
れる用途に広く用いられている。しかし、従来のこの材
料は、耐消耗性に劣り、他の用途には用いられていな
い。
電気接点材料は、低接触抵抗性を保ちながら耐溶着性が
優れるものであり、耐溶着性に対する信頼度が重要視さ
れる用途に広く用いられている。しかし、従来のこの材
料は、耐消耗性に劣り、他の用途には用いられていな
い。
【０００４】この耐消耗性を改善するため、この材料に
高融点の炭化物を添加することが行われている。しか
し、通常行われている粉末混合法や焼結法では、材料中
のグラファイト粒子が凝集して大きくなり、微細で均一
な分散状態が得られない。また焼結合金中に小さな空孔
も残存するので、接点開閉時のアーク熱でグラファイト
が大気中の酸素と反応し、ＣＯガスとなって気化減少し
ていく。
高融点の炭化物を添加することが行われている。しか
し、通常行われている粉末混合法や焼結法では、材料中
のグラファイト粒子が凝集して大きくなり、微細で均一
な分散状態が得られない。また焼結合金中に小さな空孔
も残存するので、接点開閉時のアーク熱でグラファイト
が大気中の酸素と反応し、ＣＯガスとなって気化減少し
ていく。
【０００５】このため、合金内部に気孔や亀裂が発生し
て逆に消耗が激しくなったり、必要以上にＣＯガス化反
応が進行するとアーク切れを悪くする欠点があった。ま
た、接点の開閉回数が多くなるにつれ合金中のグラファ
イトが不足して炭化物が分解、酸化する現象が起こり、
接触抵抗が増加する欠点があった。更に、合金中のグラ
ファイトや炭化物の分散が不均一な場合には、Ａｇの偏
析があり、ここから溶着することがあった。
て逆に消耗が激しくなったり、必要以上にＣＯガス化反
応が進行するとアーク切れを悪くする欠点があった。ま
た、接点の開閉回数が多くなるにつれ合金中のグラファ
イトが不足して炭化物が分解、酸化する現象が起こり、
接触抵抗が増加する欠点があった。更に、合金中のグラ
ファイトや炭化物の分散が不均一な場合には、Ａｇの偏
析があり、ここから溶着することがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、低接
触抵抗性を保ちながら耐溶着性及び耐消耗性に優れ、し
かも良好なアーク切れを備えたＡｇ−Ｇｒ系の電気接点
材料、及び、その製造方法を提供することを目的とす
る。
触抵抗性を保ちながら耐溶着性及び耐消耗性に優れ、し
かも良好なアーク切れを備えたＡｇ−Ｇｒ系の電気接点
材料、及び、その製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の電気接点用焼結材料は、０．１〜１０重量％
のグラファイト（Ｇｒ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金
で、該焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が１００ｎ
ｍ以下であり、かつ、実質的に空孔が存在しないことを
特徴とし、また、もう一つの本発明の電気接点用焼結材
料は、０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）と、
０．１〜２０重量％のニッケル（Ｎｉ）または／及び銅
（Ｃｕ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金で、該焼結合金
中のグラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下であり、
かつ、実質的に空孔が存在しないことを特徴とする。
の本発明の電気接点用焼結材料は、０．１〜１０重量％
のグラファイト（Ｇｒ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金
で、該焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が１００ｎ
ｍ以下であり、かつ、実質的に空孔が存在しないことを
特徴とし、また、もう一つの本発明の電気接点用焼結材
料は、０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）と、
０．１〜２０重量％のニッケル（Ｎｉ）または／及び銅
（Ｃｕ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金で、該焼結合金
中のグラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下であり、
かつ、実質的に空孔が存在しないことを特徴とする。
【０００８】さらに、本発明の電気接点用焼結材料の製
造方法は、０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）
粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカニカルアロイング法に
より均一な合金粉とし、該合金粉を加圧成形して成形体
とし、該成形体を焼結して焼結体とし、該焼結体を押出
し更に伸線して線材とすることを特徴とし、また、もう
一つの本発明の電気接点用焼結材料の製造方法は、０．
１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）粉と、０．１〜
２０重量％のニッケル（Ｎｉ）粉または／及び銅（Ｃ
ｕ）粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカニカルアロイング
法により均一な合金粉とし、該合金粉を加圧成形して成
形体とし、該成形体を焼結して焼結体とし、該焼結体を
押出して更に伸線して線材とすることを特徴とする。
造方法は、０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）
粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカニカルアロイング法に
より均一な合金粉とし、該合金粉を加圧成形して成形体
とし、該成形体を焼結して焼結体とし、該焼結体を押出
し更に伸線して線材とすることを特徴とし、また、もう
一つの本発明の電気接点用焼結材料の製造方法は、０．
１〜１０重量％のグラファイト（Ｇｒ）粉と、０．１〜
２０重量％のニッケル（Ｎｉ）粉または／及び銅（Ｃ
ｕ）粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカニカルアロイング
法により均一な合金粉とし、該合金粉を加圧成形して成
形体とし、該成形体を焼結して焼結体とし、該焼結体を
押出して更に伸線して線材とすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明においてグラファイトの量を混合粉の合
計量に対して０．１〜１０重量％としたのは、１０重量
％を超えると耐消耗性の改善がみられずアーク切れも悪
くなり、０．１重量％未満では耐溶着性と耐接触抵抗性
が悪化するからである。
計量に対して０．１〜１０重量％としたのは、１０重量
％を超えると耐消耗性の改善がみられずアーク切れも悪
くなり、０．１重量％未満では耐溶着性と耐接触抵抗性
が悪化するからである。
【００１０】また、Ｎｉまたは／及びＣｕの量を混合粉
の合計量に対して０．１〜２０重量％としたのは、２０
重量％を越えると接触抵抗が不安定となり溶着し易くな
るためである。
の合計量に対して０．１〜２０重量％としたのは、２０
重量％を越えると接触抵抗が不安定となり溶着し易くな
るためである。
【００１１】ところで、メカニカルアロイング法は粉末
の粉砕混合と同時に固相状態で異種粉末同士を合金化さ
せる方法であり、ボールミル等の粉末混合装置を使用す
るものの、通常の粉末混合ではボール：粉末の体積比が
１：１程度であるのに対し、メカニアロイング法では
５：１程度と粉末量が少なく、更にメカニカルアロイン
グ法では潤滑剤を使用しない等の点で、粉末の粉砕混合
のみを目的とする通常の粉末混合法と区別される。
の粉砕混合と同時に固相状態で異種粉末同士を合金化さ
せる方法であり、ボールミル等の粉末混合装置を使用す
るものの、通常の粉末混合ではボール：粉末の体積比が
１：１程度であるのに対し、メカニアロイング法では
５：１程度と粉末量が少なく、更にメカニカルアロイン
グ法では潤滑剤を使用しない等の点で、粉末の粉砕混合
のみを目的とする通常の粉末混合法と区別される。
【００１２】本発明では、この様なメカニカルアロイン
グ法を利用することにより、Ａｇ粉末中にＧｒ粉、もし
くは、Ａｇ粉末中にＮｉまたは／及びＣｕ粉と、Ｇｒ粉
とを均一に埋め込んだ混合粉が得られ、通常の混合法で
は凝集し易かったＧｒ粒子もメカニカルアロイング法に
よりＡｇ粉中に均一に分散させることができる。この混
合粉を加圧成形、焼結しその後押出し加工及び伸線加工
を加え電気接点材料を製造するので、Ｇｒ粒子は１００
ｎｍ以下と小さくなり、しかも合金中に独立して均一に
分散する。
グ法を利用することにより、Ａｇ粉末中にＧｒ粉、もし
くは、Ａｇ粉末中にＮｉまたは／及びＣｕ粉と、Ｇｒ粉
とを均一に埋め込んだ混合粉が得られ、通常の混合法で
は凝集し易かったＧｒ粒子もメカニカルアロイング法に
よりＡｇ粉中に均一に分散させることができる。この混
合粉を加圧成形、焼結しその後押出し加工及び伸線加工
を加え電気接点材料を製造するので、Ｇｒ粒子は１００
ｎｍ以下と小さくなり、しかも合金中に独立して均一に
分散する。
【００１３】この様に微細で均一に分散したＧｒ粒子に
より、接点開閉時のアーク熱で大気中の酸素と反応して
ＣＯガスとなる反応が最小限度に抑えられる。しかも、
Ｇｒ粒子の他に微細で均一に分散しているＮｉあるいは
Ｃｕ粒子による分散強化と空孔が実質的に存在しないた
めに高温強度が増加し、耐消耗性が大幅に向上する。
より、接点開閉時のアーク熱で大気中の酸素と反応して
ＣＯガスとなる反応が最小限度に抑えられる。しかも、
Ｇｒ粒子の他に微細で均一に分散しているＮｉあるいは
Ｃｕ粒子による分散強化と空孔が実質的に存在しないた
めに高温強度が増加し、耐消耗性が大幅に向上する。
【００１４】この耐消耗性の向上は、必要以上のＣＯガ
ス反応の抑止にもつながりアーク切れも良く接触抵抗が
低く維持される。更に、Ｇｒ粒子、あるいはＮｉ粒子、
Ｃｕ粒子が均一に分散されているので、Ａｇの偏析によ
る溶着も低減される。
ス反応の抑止にもつながりアーク切れも良く接触抵抗が
低く維持される。更に、Ｇｒ粒子、あるいはＮｉ粒子、
Ｃｕ粒子が均一に分散されているので、Ａｇの偏析によ
る溶着も低減される。
【００１５】
【実施例】Ａｇ粉（平均粒径３μｍ）、Ｇｒ粉（平均粒
径２０ｎｍ）、Ｎｉ粉（平均粒径３μｍ）、Ｃｕ（平均
粒径３μｍ）を用いて表１に示す組成となるように混合
し、ボールミルにより潤滑剤を用いず、且つ（ボー
ル）：（粉末）の体積比＝５：１の条件で１００時間メ
カニカルアロイングした。得られた合金粉を２ｔｏｎ／
ｃｍ3の圧力で圧粉成形した後、成形体を真空雰囲気中
において８５０℃で焼結した。次に焼結体を３ｔｏｎ／
ｃｍ3の圧力で再加圧し線材を得、リベット加工を施し
た。
径２０ｎｍ）、Ｎｉ粉（平均粒径３μｍ）、Ｃｕ（平均
粒径３μｍ）を用いて表１に示す組成となるように混合
し、ボールミルにより潤滑剤を用いず、且つ（ボー
ル）：（粉末）の体積比＝５：１の条件で１００時間メ
カニカルアロイングした。得られた合金粉を２ｔｏｎ／
ｃｍ3の圧力で圧粉成形した後、成形体を真空雰囲気中
において８５０℃で焼結した。次に焼結体を３ｔｏｎ／
ｃｍ3の圧力で再加圧し線材を得、リベット加工を施し
た。
【００１６】
【表１】 これらの電気接点の接点特性を調べるため、銅台金にろ
う付けした後、ＡＳＴＭ試験機を用いて開閉試験を行っ
た。その試験条件は、ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ、定常電
流２０Ａ、突入電流４６０Ａ、ランプ負荷であり、接触
力５０ｇ、開離力３００ｇ、開閉頻度１Ｈｚ、開閉回数
５０回とした。その結果を表２に示す。
う付けした後、ＡＳＴＭ試験機を用いて開閉試験を行っ
た。その試験条件は、ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ、定常電
流２０Ａ、突入電流４６０Ａ、ランプ負荷であり、接触
力５０ｇ、開離力３００ｇ、開閉頻度１Ｈｚ、開閉回数
５０回とした。その結果を表２に示す。
【００１７】なお、試験番号１、２は本発明の請求項
１、３の実施例、試験番号３、４は本発明の請求項２、
４の実施例、試験番号５はＧｒが少ない場合の比較例、
試験番号６はＧｒが過剰の場合の比較例、試験番号７は
メカニカルアロイング法によらない従来例である。
１、３の実施例、試験番号３、４は本発明の請求項２、
４の実施例、試験番号５はＧｒが少ない場合の比較例、
試験番号６はＧｒが過剰の場合の比較例、試験番号７は
メカニカルアロイング法によらない従来例である。
【００１８】また、表中、接触抵抗の増減は低接触抵抗
性を保つことを示し、＋１０％以下であれば十分であ
り、溶着回数は耐溶着性を示し、０回が望ましく、消耗
量は耐消耗性を示し、０．１ｍｇ以下であれば十分であ
る。アーク切れについては、優を○、良好を△、可を□
として示した。
性を保つことを示し、＋１０％以下であれば十分であ
り、溶着回数は耐溶着性を示し、０回が望ましく、消耗
量は耐消耗性を示し、０．１ｍｇ以下であれば十分であ
る。アーク切れについては、優を○、良好を△、可を□
として示した。
【００１９】
【表２】 試験番号１〜４の実施例において、その焼結合金中のグ
ラファイト粒子の粒径は１００ｎｍ以下であり、且つ実
質的に空孔が存在しないことがＳＥＭ観察像により確認
された。また、試験番号５、６の比較例をＳＥＭで観察
した結果も、実施例と同様にその焼結合金中のグラファ
イト粒子の粒径は１００ｎｍ以下であった。試験番号７
の従来例では、焼結合金中のグラファイト粒子の粒径は
約１０μｍ（１００００ｎｍ）であった。
ラファイト粒子の粒径は１００ｎｍ以下であり、且つ実
質的に空孔が存在しないことがＳＥＭ観察像により確認
された。また、試験番号５、６の比較例をＳＥＭで観察
した結果も、実施例と同様にその焼結合金中のグラファ
イト粒子の粒径は１００ｎｍ以下であった。試験番号７
の従来例では、焼結合金中のグラファイト粒子の粒径は
約１０μｍ（１００００ｎｍ）であった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、低接触抵抗を保ちなが
ら耐溶着性及び耐消耗性に優れ、しかも良好なアーク切
れを備えたＡｇ−Ｇｒ系の焼結合金からなる電気接点用
焼結材料を提供することができる。
ら耐溶着性及び耐消耗性に優れ、しかも良好なアーク切
れを備えたＡｇ−Ｇｒ系の焼結合金からなる電気接点用
焼結材料を提供することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇ
ｒ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金で、該焼結合金中の
グラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下であり、か
つ、実質的に空孔が存在しないことを特徴とする電気接
点用焼結材料。 - 【請求項２】 ０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇ
ｒ）と、０．１〜２０重量％のニッケル（Ｎｉ）または
／及び銅（Ｃｕ）と、残部銀（Ａｇ）の焼結合金で、該
焼結合金中のグラファイト粒子の粒径が１００ｎｍ以下
であり、かつ、実質的に空孔が存在しないことを特徴と
する電気接点用焼結材料。 - 【請求項３】 ０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇ
ｒ）粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカニカルアロイング
法により均一な合金粉とし、該合金粉を加圧成形して成
形体とし、該成形体を焼結して焼結体とし、該焼結体を
押出し更に伸線して線材とすることを特徴とする請求項
１に記載の電気接点用焼結材料の製造方法。 - 【請求項４】 ０．１〜１０重量％のグラファイト（Ｇ
ｒ）粉と、０．１〜２０重量％のニッケル（Ｎｉ）粉ま
たは／及び銅（Ｃｕ）粉と、残部銀（Ａｇ）粉とをメカ
ニカルアロイング法により均一な合金粉とし、該合金粉
を加圧成形して成形体とし、該成形体を焼結して焼結体
とし、該焼結体を押出して更に伸線して線材とすること
を特徴とする請求項２に記載の電気接点用焼結材料の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153349A JPH0813065A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電気接点用焼結材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153349A JPH0813065A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電気接点用焼結材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813065A true JPH0813065A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15560533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153349A Pending JPH0813065A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電気接点用焼結材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485244B1 (ko) * | 2002-04-18 | 2005-04-25 | 희성금속 주식회사 | 흑연계 접점 또는 브러쉬 및 그 제조방법 |
| JP2009030100A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Mitsubishi Material Cmi Kk | Ａｇ−Ｎｉ系電気接点材料及びその製造方法 |
| JP2015125935A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社徳力本店 | 電気接点材料およびその製造方法 |
| CN107999747A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-08 | 桂林金格电工电子材料科技有限公司 | 一种高可焊性平行结构银石墨带状触头材料的制备方法 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP6153349A patent/JPH0813065A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100485244B1 (ko) * | 2002-04-18 | 2005-04-25 | 희성금속 주식회사 | 흑연계 접점 또는 브러쉬 및 그 제조방법 |
| JP2009030100A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Mitsubishi Material Cmi Kk | Ａｇ−Ｎｉ系電気接点材料及びその製造方法 |
| JP2015125935A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社徳力本店 | 電気接点材料およびその製造方法 |
| CN107999747A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-08 | 桂林金格电工电子材料科技有限公司 | 一种高可焊性平行结构银石墨带状触头材料的制备方法 |
| CN107999747B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-09-06 | 桂林金格电工电子材料科技有限公司 | 一种可焊平行结构银石墨带状触头材料的制备方法 |
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