JPH101730A - 銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法 - Google Patents
銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法Info
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- JPH101730A JPH101730A JP14708896A JP14708896A JPH101730A JP H101730 A JPH101730 A JP H101730A JP 14708896 A JP14708896 A JP 14708896A JP 14708896 A JP14708896 A JP 14708896A JP H101730 A JPH101730 A JP H101730A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工性よく銀−酸化物系焼結電気接点材料を
製造できる、粉末冶金法を用いる方法を改良し、導電
率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および耐溶
着性に優れた銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法
を提供する。 【解決手段】 (1)平均粒径が10μm以下のAg粉
末と、(2)平均粒径が10μm以下で、配合量が4〜
15重量%であるSn粉末、Zn粉末、In粉末または
Cd粉末と、(3)成分がSn、Zn、InおよびCd
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物からな
り、平均粒径が1μm以下で、配合量が金属換算により
1〜5重量%である酸化物粉末とを混合する第1の工
程、混合粉末を成形する第2の工程、成形体を焼結する
第3の工程、焼結体を緻密化加工する第4の工程、緻密
化加工体中のAg以外の金属状成分を内部酸化する第5
の工程および内部酸化体に含まれる余剰酸素を除去する
ために該内部酸化体を熱処理する第6の工程からなる。
製造できる、粉末冶金法を用いる方法を改良し、導電
率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および耐溶
着性に優れた銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法
を提供する。 【解決手段】 (1)平均粒径が10μm以下のAg粉
末と、(2)平均粒径が10μm以下で、配合量が4〜
15重量%であるSn粉末、Zn粉末、In粉末または
Cd粉末と、(3)成分がSn、Zn、InおよびCd
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物からな
り、平均粒径が1μm以下で、配合量が金属換算により
1〜5重量%である酸化物粉末とを混合する第1の工
程、混合粉末を成形する第2の工程、成形体を焼結する
第3の工程、焼結体を緻密化加工する第4の工程、緻密
化加工体中のAg以外の金属状成分を内部酸化する第5
の工程および内部酸化体に含まれる余剰酸素を除去する
ために該内部酸化体を熱処理する第6の工程からなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銀−酸化物系焼結
電気接点材料の製造方法に関する。
電気接点材料の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】銀−酸化物系焼結電気接点材料は、リレ
ー、コンダクター安全ブレーカー、配線用遮断器、気中
遮断器などの開閉機器において、小〜大電流域にわたり
使用されている。
ー、コンダクター安全ブレーカー、配線用遮断器、気中
遮断器などの開閉機器において、小〜大電流域にわたり
使用されている。
【0003】銀−酸化物系電気接点材料として、Ag−
CdO系、Ag−SnO2煬n、Ag−ZnO系、Ag−
In2O3系、Ag−MnO系などが実際用いられてい
る。これらの電気接点材料は、鋳造法により銀合金を得
た後、該銀合金中のAg以外の成分であるCd、Sn、
Zn、In、Mnなどの溶質成分を低酸素分圧下で内部
酸化する方法で製造される。しかし、上記銀−酸化物系
電気接点材料には次の欠点があった。すなわち、 (1)材料の内部になるほど、酸化物が粗大化し、酸化
物粒子の分散状態が不均一となるため、安定した接点性
能が得られない。 (2)材料の中心部に酸化物の稀薄な層が生じるため、
電気接点としての寿命が短い。 (3)材料の耐消耗性や耐溶着性を向上させるため、高
い酸化物濃度の材料を製造する場合、添加する溶質成分
の濃度には、銀中に固溶可能な範囲という限度があり、
固溶可能な範囲においても、内部酸化の工程を終了させ
るには長時間を必要とし、時には材料表面に酸化物の緻
密な層が生じ内部酸化が進行しなくなる。
CdO系、Ag−SnO2煬n、Ag−ZnO系、Ag−
In2O3系、Ag−MnO系などが実際用いられてい
る。これらの電気接点材料は、鋳造法により銀合金を得
た後、該銀合金中のAg以外の成分であるCd、Sn、
Zn、In、Mnなどの溶質成分を低酸素分圧下で内部
酸化する方法で製造される。しかし、上記銀−酸化物系
電気接点材料には次の欠点があった。すなわち、 (1)材料の内部になるほど、酸化物が粗大化し、酸化
物粒子の分散状態が不均一となるため、安定した接点性
能が得られない。 (2)材料の中心部に酸化物の稀薄な層が生じるため、
電気接点としての寿命が短い。 (3)材料の耐消耗性や耐溶着性を向上させるため、高
い酸化物濃度の材料を製造する場合、添加する溶質成分
の濃度には、銀中に固溶可能な範囲という限度があり、
固溶可能な範囲においても、内部酸化の工程を終了させ
るには長時間を必要とし、時には材料表面に酸化物の緻
密な層が生じ内部酸化が進行しなくなる。
【0004】上記の欠点は、高酸素分圧下で内部酸化す
ることにより解消できるが、高酸素分圧下で内部酸化し
て製造された高い酸化物濃度の材料には次の欠点があっ
た。すなわち、 (1)酸化物が波状あるいは針状に析出するため、異常
消耗や欠け消耗が起こるだけでなく、導電率が、上記低
酸素分圧下で内部酸化して製造した材料より低い。また
接点材料としての接触抵抗の安定性にも問題がある。 (2)高硬度のために、所定の接点形状に加工するのが
困難である。
ることにより解消できるが、高酸素分圧下で内部酸化し
て製造された高い酸化物濃度の材料には次の欠点があっ
た。すなわち、 (1)酸化物が波状あるいは針状に析出するため、異常
消耗や欠け消耗が起こるだけでなく、導電率が、上記低
酸素分圧下で内部酸化して製造した材料より低い。また
接点材料としての接触抵抗の安定性にも問題がある。 (2)高硬度のために、所定の接点形状に加工するのが
困難である。
【0005】以上のような鋳造法により得られた銀合金
を内部酸化する方法の欠点を解消するため、粉末冶金法
により、Ag粉末と溶質成分粉末と酸化物粉末とを混合
し、成形、焼結を行った後、焼結体中の金属状の該溶質
成分を高酸素分圧下で内部酸化する方法が知られてい
る。しかしながら、この方法により製造した銀−酸化物
系焼結電気接点材料は、導電率、接触抵抗、接触抵抗の
安定性、耐消耗性および耐溶着性がすべては十分でない
という問題があった。
を内部酸化する方法の欠点を解消するため、粉末冶金法
により、Ag粉末と溶質成分粉末と酸化物粉末とを混合
し、成形、焼結を行った後、焼結体中の金属状の該溶質
成分を高酸素分圧下で内部酸化する方法が知られてい
る。しかしながら、この方法により製造した銀−酸化物
系焼結電気接点材料は、導電率、接触抵抗、接触抵抗の
安定性、耐消耗性および耐溶着性がすべては十分でない
という問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記事情に鑑み、加工性よく銀−酸化物系焼結電気接点材
料を製造できる上記粉末冶金法を用いる方法を改良し、
導電率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および
耐溶着性に優れた銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造
方法を提供することを目的とする。
記事情に鑑み、加工性よく銀−酸化物系焼結電気接点材
料を製造できる上記粉末冶金法を用いる方法を改良し、
導電率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および
耐溶着性に優れた銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造
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】本発明者は、上記目的を
達成するべく鋭意研究の結果、(1)原料粉末として使
用する酸化物粉末の粒子を極力均一かつ微細に分散させ
ることにより、優れた接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐
消耗性および耐溶着性を得、(2)内部酸化体を熱処理
することにより、優れた導電率および接触抵抗を得るこ
とに成功したものである。すなわち、第1発明は、
(1)平均粒径が10μm以下のAg粉末と、(2)平
均粒径が10μm以下で、配合量が4〜15重量%であ
るSn粉末、Zn粉末、In粉末またはCd粉末と、
(3)成分がSn、Zn、InおよびCdよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の酸化物からなり、平均粒径
が1μm以下で、配合量が金属換算により1〜5重量%
である酸化物粉末とを混合する第1の工程、混合粉末を
成形する第2の工程、成形体を焼結する第3の工程、焼
結体中の金属状の溶質成分を内部酸化する第4の工程お
よび内部酸化体に含まれる余剰酸素を除去するために該
内部酸化体を熱処理する第5の工程からなる銀−酸化物
系焼結電気接点材料の製造方法である(請求項1)。
達成するべく鋭意研究の結果、(1)原料粉末として使
用する酸化物粉末の粒子を極力均一かつ微細に分散させ
ることにより、優れた接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐
消耗性および耐溶着性を得、(2)内部酸化体を熱処理
することにより、優れた導電率および接触抵抗を得るこ
とに成功したものである。すなわち、第1発明は、
(1)平均粒径が10μm以下のAg粉末と、(2)平
均粒径が10μm以下で、配合量が4〜15重量%であ
るSn粉末、Zn粉末、In粉末またはCd粉末と、
(3)成分がSn、Zn、InおよびCdよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の酸化物からなり、平均粒径
が1μm以下で、配合量が金属換算により1〜5重量%
である酸化物粉末とを混合する第1の工程、混合粉末を
成形する第2の工程、成形体を焼結する第3の工程、焼
結体中の金属状の溶質成分を内部酸化する第4の工程お
よび内部酸化体に含まれる余剰酸素を除去するために該
内部酸化体を熱処理する第5の工程からなる銀−酸化物
系焼結電気接点材料の製造方法である(請求項1)。
【0008】第2発明は、第1発明において、成形体を
焼結する工程を行って焼結体を緻密化加工する工程を経
た後、緻密化加工体中の金属状の溶質成分を内部酸化す
る工程を行うものである(請求項2)。
焼結する工程を行って焼結体を緻密化加工する工程を経
た後、緻密化加工体中の金属状の溶質成分を内部酸化す
る工程を行うものである(請求項2)。
【0009】
[混合粉末]本発明の銀−酸化物系焼結電気接点材料の
製造方法に供される原料粉末は、(1)Ag粉末と、
(2)Sn粉末、Zn粉末、In粉末またはCd粉末
と、(3)Sn、Zn、InおよびCdよりなる群から
選ばれる少なくとも1種の酸化物粉末とである。Ag粉
末は、銀−酸化物系焼結電気接点材料を構成する主要原
料である。またSn粉末、Zn粉末、In粉末またはC
d粉末は、後の内部酸化工程で酸化されて内部酸化物と
して微細に分散析出し高温強度を増加させる。さらにS
n、Zn、InおよびCdよりなる群から選ばれる少な
くとも1種の酸化物粉末は、内部酸化工程で焼結体や緻
密化加工体の表面に緻密な酸化膜を形成し難くして該内
部酸化を進行し易くするとともに、該内部酸化による膨
脹のために発生する内部応力を該酸化物粉末の粒子界面
で緩和するようにする。そのため表面に割れが生じ難く
なって歩留まりが向上する。
製造方法に供される原料粉末は、(1)Ag粉末と、
(2)Sn粉末、Zn粉末、In粉末またはCd粉末
と、(3)Sn、Zn、InおよびCdよりなる群から
選ばれる少なくとも1種の酸化物粉末とである。Ag粉
末は、銀−酸化物系焼結電気接点材料を構成する主要原
料である。またSn粉末、Zn粉末、In粉末またはC
d粉末は、後の内部酸化工程で酸化されて内部酸化物と
して微細に分散析出し高温強度を増加させる。さらにS
n、Zn、InおよびCdよりなる群から選ばれる少な
くとも1種の酸化物粉末は、内部酸化工程で焼結体や緻
密化加工体の表面に緻密な酸化膜を形成し難くして該内
部酸化を進行し易くするとともに、該内部酸化による膨
脹のために発生する内部応力を該酸化物粉末の粒子界面
で緩和するようにする。そのため表面に割れが生じ難く
なって歩留まりが向上する。
【0010】このような酸化物粉末の粒子を極力均一か
つ微細に分散させることが重要である。酸化物粉末粒子
の分散が不均一であると次の不都合が生ずる。すなわ
ち、銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造時、内部酸化
工程で内部酸化物が波状あるいは針状に析出する。その
ため銀−酸化物系焼結電気接点材料の使用時に異常消耗
や欠け消耗が起こる。たとえ内部酸化物の波状あるいは
針状析出が起こらなくても、使用時に焼結電気接点の開
閉による消耗の進行とともに接触部分における上記酸化
物粉末粒子の分散状態が変化して(Ag成分の偏析が進
み)、接触抵抗、耐消耗性などの特性に影響を与える。
そのため安定した電気接点特性が得られず電気接点の信
頼性の低下につながる。以下、上記原料粉末についてさ
らに説明する。
つ微細に分散させることが重要である。酸化物粉末粒子
の分散が不均一であると次の不都合が生ずる。すなわ
ち、銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造時、内部酸化
工程で内部酸化物が波状あるいは針状に析出する。その
ため銀−酸化物系焼結電気接点材料の使用時に異常消耗
や欠け消耗が起こる。たとえ内部酸化物の波状あるいは
針状析出が起こらなくても、使用時に焼結電気接点の開
閉による消耗の進行とともに接触部分における上記酸化
物粉末粒子の分散状態が変化して(Ag成分の偏析が進
み)、接触抵抗、耐消耗性などの特性に影響を与える。
そのため安定した電気接点特性が得られず電気接点の信
頼性の低下につながる。以下、上記原料粉末についてさ
らに説明する。
【0011】(1)Ag粉末 (a)平均粒径 10μm以下、好ましくは1μm以上である。Ag粉末
の平均粒径が10μmを超えると、酸化物粉末粒子は平
均粒径が10μmを超えたAg粉末粒子の周囲にまぶさ
れた状態になるため、後に得られる焼結体中における上
記酸化物粉末粒子の分散が不均一となる。一方平均粒径
が1μm未満では該酸化物粉末粒子の分散状態に大きな
向上はなく、経済的にも不利益である。
の平均粒径が10μmを超えると、酸化物粉末粒子は平
均粒径が10μmを超えたAg粉末粒子の周囲にまぶさ
れた状態になるため、後に得られる焼結体中における上
記酸化物粉末粒子の分散が不均一となる。一方平均粒径
が1μm未満では該酸化物粉末粒子の分散状態に大きな
向上はなく、経済的にも不利益である。
【0012】(2)Sn粉末、Zn粉末、In粉末およ
びCd粉末 (a)成分 これらの単体粉末を1種類のみ配合して使用する。Ag
などとの合金粉末として使用したり、2種類以上のこれ
ら単体粉末を使用したりすると、内部酸化工程に時間を
要したり、該内部酸化工程で酸化されて生成する内部酸
化物の分散および粒度が不均一になりやすい。 (b)平均粒径 10μm以下、好ましくは1μm以上である。この理由
は上記Ag粉末の理由と同様である。 (c)配合量 4〜15重量%である。4重量%未満では内部酸化物の
量が過少となるため、導電率は高く接触抵抗は小さくな
るものの、耐消耗性と耐溶着性が悪化する。一方、15
重量%を超えると、耐消耗性と耐溶着性は向上するもの
の、導電率は低下し、接触抵抗は大きく、かつ不安定に
なる。
びCd粉末 (a)成分 これらの単体粉末を1種類のみ配合して使用する。Ag
などとの合金粉末として使用したり、2種類以上のこれ
ら単体粉末を使用したりすると、内部酸化工程に時間を
要したり、該内部酸化工程で酸化されて生成する内部酸
化物の分散および粒度が不均一になりやすい。 (b)平均粒径 10μm以下、好ましくは1μm以上である。この理由
は上記Ag粉末の理由と同様である。 (c)配合量 4〜15重量%である。4重量%未満では内部酸化物の
量が過少となるため、導電率は高く接触抵抗は小さくな
るものの、耐消耗性と耐溶着性が悪化する。一方、15
重量%を超えると、耐消耗性と耐溶着性は向上するもの
の、導電率は低下し、接触抵抗は大きく、かつ不安定に
なる。
【0013】(3)Sn、Zn、InおよびCdよりな
る群から選ばれる少なくとも1種の酸化物粉末 (a)平均粒径 1μm以下、好ましくは0.1μm以下である。酸化物
粉末の平均粒径が1μmを超えると該酸化物粉末の粒子
の分散が不均一となり易くなる。 (b)配合量 金属換算により1〜5重量%である。1重量%未満では
酸化物粉末の上記作用が稀薄となり、一方5重量%を超
えると導電率が低下し、また接触抵抗が大きく、かつ不
安定になるばかりでなく、酸化物粉末の上記作用がより
増大しない。
る群から選ばれる少なくとも1種の酸化物粉末 (a)平均粒径 1μm以下、好ましくは0.1μm以下である。酸化物
粉末の平均粒径が1μmを超えると該酸化物粉末の粒子
の分散が不均一となり易くなる。 (b)配合量 金属換算により1〜5重量%である。1重量%未満では
酸化物粉末の上記作用が稀薄となり、一方5重量%を超
えると導電率が低下し、また接触抵抗が大きく、かつ不
安定になるばかりでなく、酸化物粉末の上記作用がより
増大しない。
【0014】[緻密化加工]緻密化加工する場合は、焼
結体に対し、また内部酸化する前に行う。このようにし
て内部酸化することにより、焼結電気接点材料中の粒子
相互間の結合力が緻密化加工を行わない場合より強固と
なる上、表面に割れが生じにくい適度な硬度の焼結電気
接点材料となる。緻密化加工としては、押出し加工、圧
縮加工、鍛造加工などが挙げられる。
結体に対し、また内部酸化する前に行う。このようにし
て内部酸化することにより、焼結電気接点材料中の粒子
相互間の結合力が緻密化加工を行わない場合より強固と
なる上、表面に割れが生じにくい適度な硬度の焼結電気
接点材料となる。緻密化加工としては、押出し加工、圧
縮加工、鍛造加工などが挙げられる。
【0015】[内部酸化]内部酸化することにより、酸
素の拡散速度の低下を極度に抑え、粗大しやすかった内
部酸化物粒子を焼結電気接点材料全体に1μm以下の微
細かつ均一に析出、分散させることができる。そのた
め、焼結電気接点材料は高温強度が増加し、ひいては接
点開閉時に生ずるアークによって焼結電気接点材料が消
耗するのが抑えられる。このような耐消耗性の向上は、
開閉回数の増加に伴い進行するAg偏析による溶着をも
防ぐことになる。
素の拡散速度の低下を極度に抑え、粗大しやすかった内
部酸化物粒子を焼結電気接点材料全体に1μm以下の微
細かつ均一に析出、分散させることができる。そのた
め、焼結電気接点材料は高温強度が増加し、ひいては接
点開閉時に生ずるアークによって焼結電気接点材料が消
耗するのが抑えられる。このような耐消耗性の向上は、
開閉回数の増加に伴い進行するAg偏析による溶着をも
防ぐことになる。
【0016】(1)酸素分圧および温度 酸素分圧は30〜600kgf/cm2 とし、温度は2
00〜900℃とするのが好ましい。酸素分圧が30k
gf/cm2 未満では、従来の技術で前述したように
(a)材料の内部になるほど、内部酸化物が粗大化す
る、(b)材料の中心部に酸化物の稀薄な層が生じる、
および(c)材料表面に酸化物の緻密な層が生じるとい
う現象が起き易くなる。これらはいずれも酸素の拡散速
度が低下するため、(a)内部酸化の先端が通過すると
きの核生成速度より内部酸化物粒子の成長および粗大化
の速度の方が大きくなること、および(b)溶質元素が
表面に向かって拡散することにより生じた現象である。
酸素分圧を調節するために、温度を上昇または下降する
のが好ましい。
00〜900℃とするのが好ましい。酸素分圧が30k
gf/cm2 未満では、従来の技術で前述したように
(a)材料の内部になるほど、内部酸化物が粗大化す
る、(b)材料の中心部に酸化物の稀薄な層が生じる、
および(c)材料表面に酸化物の緻密な層が生じるとい
う現象が起き易くなる。これらはいずれも酸素の拡散速
度が低下するため、(a)内部酸化の先端が通過すると
きの核生成速度より内部酸化物粒子の成長および粗大化
の速度の方が大きくなること、および(b)溶質元素が
表面に向かって拡散することにより生じた現象である。
酸素分圧を調節するために、温度を上昇または下降する
のが好ましい。
【0017】(2)時間 内部酸化により内部酸化物を析出させるのに要する時間
は、溶製材で同じ量の酸化物を析出させる場合と比べる
と、約2/3ですむ。
は、溶製材で同じ量の酸化物を析出させる場合と比べる
と、約2/3ですむ。
【0018】[熱処理]内部酸化の工程で得られた内部
酸化体には酸素が過飽和に固溶している。この過飽和に
固溶した酸素が、製造される銀−酸化物系焼結電気接点
材料の導電率を低下させる。このような余剰酸素を放
出、除去するために、得られた内部酸化体を熱処理す
る。この熱処理によって銀−酸化物系焼結電気接点材料
の導電率が向上するため、接点開閉時の温度上昇も少な
く、接触抵抗も低く安定することになる。
酸化体には酸素が過飽和に固溶している。この過飽和に
固溶した酸素が、製造される銀−酸化物系焼結電気接点
材料の導電率を低下させる。このような余剰酸素を放
出、除去するために、得られた内部酸化体を熱処理す
る。この熱処理によって銀−酸化物系焼結電気接点材料
の導電率が向上するため、接点開閉時の温度上昇も少な
く、接触抵抗も低く安定することになる。
【0019】(1)雰囲気 内部酸化の酸素分圧より低い酸素分圧の雰囲気または実
質的に酸素を含まない雰囲気が好ましい。中でも、酸素
分圧0.21kgf/cm2 以下の雰囲気または実質的
に酸素を含まない雰囲気とするのが、雰囲気調製が簡便
でより好ましい。
質的に酸素を含まない雰囲気が好ましい。中でも、酸素
分圧0.21kgf/cm2 以下の雰囲気または実質的
に酸素を含まない雰囲気とするのが、雰囲気調製が簡便
でより好ましい。
【0020】(2)温度 内部酸化の温度より高く、かつ、400〜960℃の温
度で行うのが好ましい。400℃未満では、上記酸素の
除去が十分でなく導電率が優れた銀−酸化物系焼結電気
接点材料を製造し難く、一方960℃を超えると、内部
酸化体の溶融が目立ってくる。
度で行うのが好ましい。400℃未満では、上記酸素の
除去が十分でなく導電率が優れた銀−酸化物系焼結電気
接点材料を製造し難く、一方960℃を超えると、内部
酸化体の溶融が目立ってくる。
【0021】[焼結電気接点材料中の全酸化物量]本発
明方法によって製造された焼結電気接点材料中の全酸化
物量は1〜30重量%である。1重量%未満では焼結電
気接点材料の導電率は高く接触抵抗は小さくなるもの
の、耐消耗性と耐溶着性が悪化する。一方、30重量%
を超えると、耐消耗性と耐溶着性は向上するものの、導
電率は低下し、接触抵抗は大きく、かつ不安定になる。
明方法によって製造された焼結電気接点材料中の全酸化
物量は1〜30重量%である。1重量%未満では焼結電
気接点材料の導電率は高く接触抵抗は小さくなるもの
の、耐消耗性と耐溶着性が悪化する。一方、30重量%
を超えると、耐消耗性と耐溶着性は向上するものの、導
電率は低下し、接触抵抗は大きく、かつ不安定になる。
【0022】
[実施例1]Ag粉末(平均粒径10μm以下)、Sn
粉末(平均粒径10μm以下)およびSnO2熾イ末(平
均粒径0.1μm以下)をボールミルで混合した。この
際の配合は、Sn粉末が8.7重量%(SnO2換算で
11重量%)、SnO2粉末が4重量%(Sn換算で
3.2重量%)となるようにした。得られた混合粉末を
金型にて圧粉成形した後、成形体を真空雰囲気中で焼結
し、さらに押出し加工により押出しビレットとした。上
記押出しビレットからボタン状バイメタル接点に加工し
た。次にこのバイメタル接点を温度500℃、酸素分圧
300kgf/cm2 で内部酸化処理し、その後余剰酸
素を除去するために温度900℃の窒素気流中で16時
間保持した。
粉末(平均粒径10μm以下)およびSnO2熾イ末(平
均粒径0.1μm以下)をボールミルで混合した。この
際の配合は、Sn粉末が8.7重量%(SnO2換算で
11重量%)、SnO2粉末が4重量%(Sn換算で
3.2重量%)となるようにした。得られた混合粉末を
金型にて圧粉成形した後、成形体を真空雰囲気中で焼結
し、さらに押出し加工により押出しビレットとした。上
記押出しビレットからボタン状バイメタル接点に加工し
た。次にこのバイメタル接点を温度500℃、酸素分圧
300kgf/cm2 で内部酸化処理し、その後余剰酸
素を除去するために温度900℃の窒素気流中で16時
間保持した。
【0023】得られたバイメタル接点の接点特性を調べ
るため、ビッカース硬度(Hv) と導電率(%(IAC
S))を測定した後、次のような開閉試験を行った。す
なわち、上記バイメタル接点試料を銅台金に溶接した
後、市販の定格25Aの電磁接触器に組み込み、開閉試
験条件を、AC220V、50Hz、リアクトル負荷1
50A、開閉頻度0.1秒ON−2.9秒OFF、開閉
回数100000回とした。
るため、ビッカース硬度(Hv) と導電率(%(IAC
S))を測定した後、次のような開閉試験を行った。す
なわち、上記バイメタル接点試料を銅台金に溶接した
後、市販の定格25Aの電磁接触器に組み込み、開閉試
験条件を、AC220V、50Hz、リアクトル負荷1
50A、開閉頻度0.1秒ON−2.9秒OFF、開閉
回数100000回とした。
【0024】開閉試験後、接触抵抗(mΩ)を測定し、
開閉試験前後のバイメタル接点試料の重量差として消耗
量(mg)を算出し、そしてバイメタル接点試料の溶着
の有無を観察した。得られた結果を表1に示す。
開閉試験前後のバイメタル接点試料の重量差として消耗
量(mg)を算出し、そしてバイメタル接点試料の溶着
の有無を観察した。得られた結果を表1に示す。
【0025】[実施例2〜9]Ag粉末およびSn粉末
とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配合量
を次のようにした以外は、実施例1と同様に試験した。
すなわち、 実施例2・・・In2O3粉末4重量%(In換算で3.
3重量%) 実施例3・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.2
重量%) 実施例4・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.5
重量%) 実施例5・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で1.
6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で1.7
重量%) 実施例6・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で1.
6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6重
量%) 実施例7・・・In2O3粉末2重量%(In換算で1.
7重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6重
量%) 実施例8・・・In2O3粉末2重量%(In換算で1.
7重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 実施例9・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6
重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重量
%) 得られた結果を表1に示す。
とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配合量
を次のようにした以外は、実施例1と同様に試験した。
すなわち、 実施例2・・・In2O3粉末4重量%(In換算で3.
3重量%) 実施例3・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.2
重量%) 実施例4・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.5
重量%) 実施例5・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で1.
6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で1.7
重量%) 実施例6・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で1.
6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6重
量%) 実施例7・・・In2O3粉末2重量%(In換算で1.
7重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6重
量%) 実施例8・・・In2O3粉末2重量%(In換算で1.
7重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 実施例9・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.6
重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重量
%) 得られた結果を表1に示す。
【0026】[実施例10]Ag粉末およびSnO2熾イ
末とともにボールミルで混合する金属粉末をIn粉末と
し、その配合量を9.1重量%(In2O3換算で11重
量%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得ら
れた結果を表1に示す。
末とともにボールミルで混合する金属粉末をIn粉末と
し、その配合量を9.1重量%(In2O3換算で11重
量%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得ら
れた結果を表1に示す。
【0027】[実施例11〜15]Ag粉末およびIn
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例10と同様に試験
した。すなわち、 実施例11・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.
2重量%) 実施例12・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.
5重量%) 実施例13・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例14・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例15・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例10と同様に試験
した。すなわち、 実施例11・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.
2重量%) 実施例12・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.
5重量%) 実施例13・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例14・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例15・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
【0028】[実施例16]Ag粉末およびSnO2熾イ
末とともにボールミルで混合する金属粉末をZn粉末と
し、その配合量を8.8重量%(ZnO換算で11重量
%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得られ
た結果を表1に示す。
末とともにボールミルで混合する金属粉末をZn粉末と
し、その配合量を8.8重量%(ZnO換算で11重量
%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得られ
た結果を表1に示す。
【0029】[実施例17〜21]Ag粉末およびZn
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例16と同様に試験
した。すなわち、 実施例17・・・In2O3粉末4重量%(In換算で
3.3重量%) 実施例18・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.
5重量%) 実施例19・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例20・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例21・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例16と同様に試験
した。すなわち、 実施例17・・・In2O3粉末4重量%(In換算で
3.3重量%) 実施例18・・・CdO粉末4重量%(Cd換算で3.
5重量%) 実施例19・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例20・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例21・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
【0030】[実施例22]Ag粉末およびSnO2熾イ
末とともにボールミルで混合する金属粉末をCd粉末と
し、その配合量を9.6重量%(CdO換算で11重量
%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得られ
た結果を表1に示す。
末とともにボールミルで混合する金属粉末をCd粉末と
し、その配合量を9.6重量%(CdO換算で11重量
%)とした以外は、実施例1と同様に試験した。得られ
た結果を表1に示す。
【0031】[実施例23〜27]Ag粉末およびCd
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例22と同様に試験
した。すなわち、 実施例23・・・I2O3粉末4重量%(In換算で3.
3重量%) 実施例24・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.
2重量%) 実施例25・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例26・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例27・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
粉末とともにボールミルで混合する酸化物粉末とその配
合量を次のようにした以外は、実施例22と同様に試験
した。すなわち、 実施例23・・・I2O3粉末4重量%(In換算で3.
3重量%) 実施例24・・・ZnO粉末4重量%(Zn換算で3.
2重量%) 実施例25・・・SnO2粉末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とIn2O3粉末2重量%(In換算で
1.7重量%) 実施例26・・・SnO2熾イ末2重量%(Sn換算で
1.6重量%)とZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%) 実施例27・・・ZnO粉末2重量%(Zn換算で1.
6重量%)とCdO粉末2重量%(Cd換算で1.8重
量%) 得られた結果を表1に示す。
【0032】[比較例1]Sn粉末およびSnO2熾イ末
とともにボールミルで混合するAg粉末を平均粒径が2
0μmのものとした以外は、実施例1と同様に試験し
た。得られた結果を表1に示す。
とともにボールミルで混合するAg粉末を平均粒径が2
0μmのものとした以外は、実施例1と同様に試験し
た。得られた結果を表1に示す。
【0033】[従来例1]鋳造法により溶湯を鋳造し
て、Snを11.8重量%(SnO2煌キ算で15重量
%)含むAg−Sn合金インゴットを作製した。この合
金インゴットを圧延してボタン状バイメタル接点を得
た。次にこのバイメタル接点を温度500℃、酸素分圧
300kgf/cm2 で酸化処理した。得られたバイメ
タル接点の接点特性を調べるため、実施例1と同様にし
てビッカース硬度(Hv) 、導電率(%(IACS))
および接触抵抗(mΩ)を測定し、開閉試験前後のバイ
メタル接点試料の重量差として消耗量(mg)を算出
し、そしてバイメタル接点試料の溶着の有無を観察し
た。得られた結果を表1に示す。
て、Snを11.8重量%(SnO2煌キ算で15重量
%)含むAg−Sn合金インゴットを作製した。この合
金インゴットを圧延してボタン状バイメタル接点を得
た。次にこのバイメタル接点を温度500℃、酸素分圧
300kgf/cm2 で酸化処理した。得られたバイメ
タル接点の接点特性を調べるため、実施例1と同様にし
てビッカース硬度(Hv) 、導電率(%(IACS))
および接触抵抗(mΩ)を測定し、開閉試験前後のバイ
メタル接点試料の重量差として消耗量(mg)を算出
し、そしてバイメタル接点試料の溶着の有無を観察し
た。得られた結果を表1に示す。
【0034】[従来例2]鋳造法により溶湯を鋳造し
て、Cdを11.4重量%(CdO換算で13重量%)
含むAg−Cd合金インゴットを作製した以後は、従来
例1と同様に試験した。得られた結果を表1に示す。
て、Cdを11.4重量%(CdO換算で13重量%)
含むAg−Cd合金インゴットを作製した以後は、従来
例1と同様に試験した。得られた結果を表1に示す。
【0035】
【表1】 ビッカース硬度 導電率 接触抵抗 消耗量 溶着の有無 (Hv) %(IACS) (mΩ) (mg) 実施例1 135 43 1.6 165 なし 実施例2 132 40 1.3 155 なし 実施例3 130 42 1.3 160 なし 実施例4 136 49 1.2 200 なし 実施例5 133 44 1.4 170 なし 実施例6 130 41 1.5 165 なし 実施例7 139 43 1.2 176 なし 実施例8 132 44 1.3 186 なし 実施例9 130 42 1.3 185 なし 実施例10 115 59 1.3 180 なし 実施例11 125 57 1.2 179 なし 実施例12 115 60 1.1 189 なし 実施例13 120 58 1.3 179 なし 実施例14 118 56 1.3 180 なし 実施例15 122 61 1.2 185 なし 実施例16 130 55 1.5 170 なし 実施例17 131 52 1.3 172 なし 実施例18 129 53 1.2 175 なし 実施例19 125 56 1.4 169 なし 実施例20 119 57 1.3 176 なし 実施例21 122 56 1.2 180 なし 実施例22 110 62 1.3 200 なし 実施例23 109 60 1.1 220 なし 実施例24 105 63 1.1 225 なし 実施例25 106 59 1.3 209 なし 実施例26 110 60 1.3 210 なし 実施例27 112 60 1.2 232 なし 比較例1 120 45 2.0 200 なし 従来例1 150 40 1.7 170 なし 従来例2 95 65 1.0 260 なし
【0036】表1から次のことがいえる。すなわち、 (1)鋳造法により製造された従来例の電気接点は、高
硬度のために加工性が低い(従来例1)か、加工性はよ
いものの耐消耗性が低い(従来例2)。 (2)これに対して実施例1〜27で製造された電気接
点は、いずれも優れた加工性、導電率、接触抵抗、接触
抵抗の安定性、耐消耗性および耐溶着性を兼ね備えてい
た。 (3)比較例1の電気接点は、平均粒径が20μmのA
g粉末を用いたので接触抵抗が十分なものではない。
硬度のために加工性が低い(従来例1)か、加工性はよ
いものの耐消耗性が低い(従来例2)。 (2)これに対して実施例1〜27で製造された電気接
点は、いずれも優れた加工性、導電率、接触抵抗、接触
抵抗の安定性、耐消耗性および耐溶着性を兼ね備えてい
た。 (3)比較例1の電気接点は、平均粒径が20μmのA
g粉末を用いたので接触抵抗が十分なものではない。
【0037】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、加工性、導
電率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および耐
溶着性のいずれをも優れて兼ね備えた銀−酸化物系焼結
電気接点材料が得られる。
電率、接触抵抗、接触抵抗の安定性、耐消耗性および耐
溶着性のいずれをも優れて兼ね備えた銀−酸化物系焼結
電気接点材料が得られる。
Claims (7)
- 【請求項1】 (1)平均粒径が10μm以下のAg粉
末と、(2)平均粒径が10μm以下で、配合量が4〜
15重量%であるSn粉末、Zn粉末、In粉末または
Cd粉末と、(3)成分がSn、Zn、InおよびCd
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物からな
り、平均粒径が1μm以下で、配合量が金属換算により
1〜5重量%である酸化物粉末とを混合する第1の工
程、混合粉末を成形する第2の工程、成形体を焼結する
第3の工程、焼結体中のAg以外の金属状成分を内部酸
化する第4の工程および内部酸化体に含まれる余剰酸素
を除去するために該内部酸化体を熱処理する第5の工程
からなる銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法。 - 【請求項2】 (1)平均粒径が10μm以下のAg粉
末と、(2)平均粒径が10μm以下で、配合量が4〜
15重量%であるSn粉末、Zn粉末、In粉末または
Cd粉末と、(3)成分がSn、Zn、InおよびCd
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物からな
り、平均粒径が1μm以下で、配合量が金属換算により
1〜5重量%である酸化物粉末とを混合する第1の工
程、混合粉末を成形する第2の工程、成形体を焼結する
第3の工程、焼結体を緻密化加工する第4の工程、緻密
化加工体中のAg以外の金属状成分を内部酸化する第5
の工程および内部酸化体に含まれる余剰酸素を除去する
ために該内部酸化体を熱処理する第6の工程からなる銀
−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法。 - 【請求項3】 緻密化加工は、押出し加工、圧縮加工ま
たは鍛造加工である請求項2に記載の銀−酸化物系焼結
電気接点材料の製造方法。 - 【請求項4】 内部酸化は、酸素分圧を30〜600k
gf/cm2 、温度を200〜900℃とする請求項
1、2または3に記載の銀−酸化物系焼結電気接点材料
の製造方法。 - 【請求項5】 酸素分圧は、温度を上昇または下降する
ことにより調節する請求項4に記載の銀−酸化物系焼結
電気接点材料の製造方法。 - 【請求項6】 内部酸化体の熱処理は、内部酸化の酸素
分圧より低い酸素分圧の雰囲気または実質的に酸素を含
まない雰囲気、および該内部酸化の温度より高く、か
つ、400〜960℃の温度で行う請求項1〜5のいず
れかに記載の銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方
法。 - 【請求項7】 内部酸化の酸素分圧より低い酸素分圧の
雰囲気は、0.21kgf/cm2 以下である請求項6
に記載の銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14708896A JPH101730A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14708896A JPH101730A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101730A true JPH101730A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15422206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14708896A Pending JPH101730A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 銀−酸化物系焼結電気接点材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101730A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491932B1 (ko) * | 2013-10-16 | 2015-02-09 | 희성금속 주식회사 | 은-산화물계 전기접점재료 및 이의 제조방법 |
| JP2017057426A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | Tdk株式会社 | 電解用電極の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP14708896A patent/JPH101730A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491932B1 (ko) * | 2013-10-16 | 2015-02-09 | 희성금속 주식회사 | 은-산화물계 전기접점재료 및 이의 제조방법 |
| JP2017057426A (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | Tdk株式会社 | 電解用電極の製造方法 |
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