JPH10324934A - 真空遮断器用電極材料の製造方法 - Google Patents
真空遮断器用電極材料の製造方法Info
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- JPH10324934A JPH10324934A JP10058881A JP5888198A JPH10324934A JP H10324934 A JPH10324934 A JP H10324934A JP 10058881 A JP10058881 A JP 10058881A JP 5888198 A JP5888198 A JP 5888198A JP H10324934 A JPH10324934 A JP H10324934A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｃｕ−Ｃｒ合金電極材料において、Ｃｕ素地中
に分散するＣｒ粒子を微細化するとともに、空隙などの
欠陥組織の発生を防止する。 【解決手段】Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とを所定の比率で配合
した配合材を浮揚溶解装置で全体が溶解するまで加熱
し、生じた溶湯を急冷してＣｕ素地中にＣｒを微細に析
出させる。ＣｒをＣｕ中に溶け込ませた後、急冷してＣ
ｒを析出させるので、焼結法や溶浸法に比べて分散粒子
が微細化するとともに、Ｃｒ原料粒子の表面酸化被膜の
存在によるＣｕとＣｒとの結合の低下や未溶浸部の発生
がなく、均一で微細な合金組織が得られる。
に分散するＣｒ粒子を微細化するとともに、空隙などの
欠陥組織の発生を防止する。 【解決手段】Ｃｕ粒子とＣｒ粒子とを所定の比率で配合
した配合材を浮揚溶解装置で全体が溶解するまで加熱
し、生じた溶湯を急冷してＣｕ素地中にＣｒを微細に析
出させる。ＣｒをＣｕ中に溶け込ませた後、急冷してＣ
ｒを析出させるので、焼結法や溶浸法に比べて分散粒子
が微細化するとともに、Ｃｒ原料粒子の表面酸化被膜の
存在によるＣｕとＣｒとの結合の低下や未溶浸部の発生
がなく、均一で微細な合金組織が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、真空遮断器の電
極材料に用いられるＣｕ（銅）合金の製造方法に関す
る。
極材料に用いられるＣｕ（銅）合金の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】真空遮断器は周知のごとく真空容器中に
配置した可動・固定電極により電流の開閉を行うもので
あるが、その電極材料としては、遮断電流が大きい、
さい断電流が小さい、極間の絶縁破壊電圧が高い、
溶着し難い、通電中の発熱が少ないなど多くの特性
が要求される。このような真空遮断器の電極材料につい
てはこれまで多くの合金が研究・開発され、Ｃｕ−Ｂｉ
（ビスマス）、Ｃｕ−Ｔｅ（テルル）などの溶解・鋳造
合金、あるいはＣｕ−Ｗ（タングステン）、Ｃｕ−Ｍｏ
（モリブデン）などの焼結合金が実用されてきている
が、現在では上記諸特性をバランス良く兼ね備えた材料
として、Ｃｒ（クロム）を２０〜７０質量％含有したＣ
ｕ−Ｃｒ合金が広く使用されつつある。また、真空遮断
器の電極材料に要求される上記諸特性は、金属成分以外
に酸素などの含有ガスや微量不純物、あるいは金属組織
の微細均一性によっても影響されるので、原材料として
は高純度のものが使用され、また溶解や焼結は真空中あ
るいは水素やアルゴンなどの保護ガス中で行われる。
配置した可動・固定電極により電流の開閉を行うもので
あるが、その電極材料としては、遮断電流が大きい、
さい断電流が小さい、極間の絶縁破壊電圧が高い、
溶着し難い、通電中の発熱が少ないなど多くの特性
が要求される。このような真空遮断器の電極材料につい
てはこれまで多くの合金が研究・開発され、Ｃｕ−Ｂｉ
（ビスマス）、Ｃｕ−Ｔｅ（テルル）などの溶解・鋳造
合金、あるいはＣｕ−Ｗ（タングステン）、Ｃｕ−Ｍｏ
（モリブデン）などの焼結合金が実用されてきている
が、現在では上記諸特性をバランス良く兼ね備えた材料
として、Ｃｒ（クロム）を２０〜７０質量％含有したＣ
ｕ−Ｃｒ合金が広く使用されつつある。また、真空遮断
器の電極材料に要求される上記諸特性は、金属成分以外
に酸素などの含有ガスや微量不純物、あるいは金属組織
の微細均一性によっても影響されるので、原材料として
は高純度のものが使用され、また溶解や焼結は真空中あ
るいは水素やアルゴンなどの保護ガス中で行われる。
【０００３】ＣｒはＣｕの融点（約１０８３℃）付近の
温度ではほとんどＣｕに溶解しない。そのため、従来の
Ｃｕ−Ｃｒ合金は、主にＣｒ粉を原料とする粉末冶金法
で作られていた。例えば、Ｃｕ粉とＣｒ粉との混合体を
成形・焼結する焼結法、あるいはＣｒ粉に少量のＣｕ粉
を混合したものを成形・焼結して多孔質体とし、これに
溶融したＣｕを含浸させる溶浸法で製造されている。そ
の場合、これらの方法で製造したＣｕ−Ｃｒ合金はＣｕ
素地中にＣｒ粒子が分散した組織になっているが、分散
Ｃｒ粒子の大きさは大部分が原料粉の大きさと同程度で
あり、少量ながら加熱中にＣｕ中に溶解したＣｒが冷却
の際に析出した微細なＣｒ粒子も存在する。
温度ではほとんどＣｕに溶解しない。そのため、従来の
Ｃｕ−Ｃｒ合金は、主にＣｒ粉を原料とする粉末冶金法
で作られていた。例えば、Ｃｕ粉とＣｒ粉との混合体を
成形・焼結する焼結法、あるいはＣｒ粉に少量のＣｕ粉
を混合したものを成形・焼結して多孔質体とし、これに
溶融したＣｕを含浸させる溶浸法で製造されている。そ
の場合、これらの方法で製造したＣｕ−Ｃｒ合金はＣｕ
素地中にＣｒ粒子が分散した組織になっているが、分散
Ｃｒ粒子の大きさは大部分が原料粉の大きさと同程度で
あり、少量ながら加熱中にＣｕ中に溶解したＣｒが冷却
の際に析出した微細なＣｒ粒子も存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のＣｕ−
Ｃｒ合金の製造において、原料Ｃｒ粉はアルミット法あ
るいは電解法で造られたＣｒ塊を機械的に粉砕したもの
を用いるが、周知の如くＣｒは酸化しやすい金属である
ため、粉砕の過程でＣｒ粉の表面は強固な酸化被膜で覆
われる。またＣｕ粉との混合はボールミルやＶミキサー
で行われるが、この作業でもＣｒ粉の表面は酸化する。
この酸化被膜は熱的に安定であり、通常の焼結温度程度
の加熱では分解や還元ができない。そのため、粉末冶金
法でのＣｕ−Ｃｒ合金は、酸素含有量が多いという問題
があった。また酸化被膜の存在により、焼結法にあって
はＣｕとＣｒとの結合が阻害され、また溶浸法にあって
はＣｕの未溶浸部が発生して組織内に空隙などの欠陥が
生じやすいなどの問題があった。これらは遮断電流や絶
縁破壊電圧を低下させる原因となっていた。
Ｃｒ合金の製造において、原料Ｃｒ粉はアルミット法あ
るいは電解法で造られたＣｒ塊を機械的に粉砕したもの
を用いるが、周知の如くＣｒは酸化しやすい金属である
ため、粉砕の過程でＣｒ粉の表面は強固な酸化被膜で覆
われる。またＣｕ粉との混合はボールミルやＶミキサー
で行われるが、この作業でもＣｒ粉の表面は酸化する。
この酸化被膜は熱的に安定であり、通常の焼結温度程度
の加熱では分解や還元ができない。そのため、粉末冶金
法でのＣｕ−Ｃｒ合金は、酸素含有量が多いという問題
があった。また酸化被膜の存在により、焼結法にあって
はＣｕとＣｒとの結合が阻害され、また溶浸法にあって
はＣｕの未溶浸部が発生して組織内に空隙などの欠陥が
生じやすいなどの問題があった。これらは遮断電流や絶
縁破壊電圧を低下させる原因となっていた。
【０００５】更に、従来のＣｕ−Ｃｒ合金の製造におい
ては、Ｃｒ粒子の大きさは原料粉の大きさで決まってし
まうが、Ｃｒ粉の微細化には製造上限度があり、またＣ
ｒ粉を微細にすると表面積が増えて、それだけ酸素含有
量も増える。そのため、従来のＣｕ−Ｃｒ合金はＣｕ素
地中でのＣｒ粒子の微細化が難しく、粒子平均径は１５
０μｍ程度が限度であった。Ｃｒ粒子の微細度は特にさ
い断電流に影響し、Ｃｒの分散粒子が粗大になるとさい
断電流が増大するという問題が生じる。また、Ｃｒ粒子
の分散の均一性もさい断電流に影響し、分散が不均一に
なるとサイ断値のバラツキも大きくなる。しかし、分散
を均一にするためにボールミルでの混合時間を長くする
と、それだけ原料粉の酸化が進むという難点があった。
ては、Ｃｒ粒子の大きさは原料粉の大きさで決まってし
まうが、Ｃｒ粉の微細化には製造上限度があり、またＣ
ｒ粉を微細にすると表面積が増えて、それだけ酸素含有
量も増える。そのため、従来のＣｕ−Ｃｒ合金はＣｕ素
地中でのＣｒ粒子の微細化が難しく、粒子平均径は１５
０μｍ程度が限度であった。Ｃｒ粒子の微細度は特にさ
い断電流に影響し、Ｃｒの分散粒子が粗大になるとさい
断電流が増大するという問題が生じる。また、Ｃｒ粒子
の分散の均一性もさい断電流に影響し、分散が不均一に
なるとサイ断値のバラツキも大きくなる。しかし、分散
を均一にするためにボールミルでの混合時間を長くする
と、それだけ原料粉の酸化が進むという難点があった。
【０００６】一方、焼結法や溶浸法での問題を解決する
方法として、アークやレーザーで溶解して製造する方法
が特公平４-７１９７０号公報に開示されている。この
方法は、例えばＣｒ粉とＣｕ粉とを混合して圧縮・成形
・焼結することにより柱状ブロックを製造し、このブロ
ックをアーク電極として、その一端から徐々にアーク熱
で溶かし、順次水冷鋳型中で凝固させて行くものであ
る。アーク以外にレーザーや高周波プラズマの利用も開
示されている。この方法によりＣｒ粒子が微細均一に分
散した合金を得ることができる。しかしこの方法はＣｒ
粉を使用するので、酸素含有量の低下の要求には対応で
きなかった。この方法は、被溶解ブロックの一端から少
しずつ溶解して行く逐次溶解・逐次凝固法であるため、
鋳塊全体にわたって所定成分のＣｒ−Ｃｕ合金とするた
めには、被溶解ブロック中ではＣｒとＣｕはできるだけ
細かい粒子で、全体にわたって均一な成分に混合されて
いなければならない。そのため、酸素増加の原因である
粉末原料の使用と混合工程はさけられなかった。
方法として、アークやレーザーで溶解して製造する方法
が特公平４-７１９７０号公報に開示されている。この
方法は、例えばＣｒ粉とＣｕ粉とを混合して圧縮・成形
・焼結することにより柱状ブロックを製造し、このブロ
ックをアーク電極として、その一端から徐々にアーク熱
で溶かし、順次水冷鋳型中で凝固させて行くものであ
る。アーク以外にレーザーや高周波プラズマの利用も開
示されている。この方法によりＣｒ粒子が微細均一に分
散した合金を得ることができる。しかしこの方法はＣｒ
粉を使用するので、酸素含有量の低下の要求には対応で
きなかった。この方法は、被溶解ブロックの一端から少
しずつ溶解して行く逐次溶解・逐次凝固法であるため、
鋳塊全体にわたって所定成分のＣｒ−Ｃｕ合金とするた
めには、被溶解ブロック中ではＣｒとＣｕはできるだけ
細かい粒子で、全体にわたって均一な成分に混合されて
いなければならない。そのため、酸素増加の原因である
粉末原料の使用と混合工程はさけられなかった。
【０００７】また、Ｃｒ−Ｃｕ合金では、耐溶着性の改
善あるいはさい断電流低下のためにＴｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，
Ｚｎなどを含有させることがある。このような元素は蒸
気圧が高いので、蒸発ロスを少なくするために溶解時の
温度を不必要に上げることは避けなければならない。ま
たＣｒ−Ｃｕだけの合金の場合でも不必要に溶解温度を
高めることは蒸発したＣｕやＣｒによる溶解炉の汚れを
招き、好ましくない。アークやレーザーによる溶解で
は、必然的に数1000℃に昇温し、温度制御は困難であっ
た。
善あるいはさい断電流低下のためにＴｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，
Ｚｎなどを含有させることがある。このような元素は蒸
気圧が高いので、蒸発ロスを少なくするために溶解時の
温度を不必要に上げることは避けなければならない。ま
たＣｒ−Ｃｕだけの合金の場合でも不必要に溶解温度を
高めることは蒸発したＣｕやＣｒによる溶解炉の汚れを
招き、好ましくない。アークやレーザーによる溶解で
は、必然的に数1000℃に昇温し、温度制御は困難であっ
た。
【０００８】この発明の課題は、酸素含有量及び組織の
欠陥が少なく、かつＣｒ粒子が微細均一にＣｕ素地中に
分散した真空遮断器電用Ｃｕ−Ｃｒ合金電極材料を製造
することにある。
欠陥が少なく、かつＣｒ粒子が微細均一にＣｕ素地中に
分散した真空遮断器電用Ｃｕ−Ｃｒ合金電極材料を製造
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｃｕ材とＣ
ｒ材とを所定の比率で配合し、この配合材を全体が溶解
するまで加熱して両元素が均一に溶けあった溶湯とし、
次いでこの溶湯を急冷してＣｕ基材中にＣｒを微細に析
出させて真空遮断器用電極材料を製造するものである。
Ｃｒ粉の使用やＣｒとＣｕとを溶解前に均一に混合する
ことは必要ない。このような製造方法によれば、加熱工
程においてＣｒはＣｕの中に溶け込んで成分の均一な溶
湯となり、次いで冷却工程においてＣｕ中に溶け込んで
いたＣｒは微細に球状ないしは樹枝状に析出する。Ｃｒ
はＣｕ中に一旦溶け込んだ後、冷却により析出するた
め、Ｃｒ粒子の粒径は原料Ｃｒ材の大きさに左右される
ことがなく、冷却速度を高めることにより、所要のレベ
ルまで任意に微細化できる。また、表面酸化被膜に起因
するＣｕとＣｒとの結合の低下やＣｕの未溶浸による欠
陥組織の発生の問題も生じない。
ｒ材とを所定の比率で配合し、この配合材を全体が溶解
するまで加熱して両元素が均一に溶けあった溶湯とし、
次いでこの溶湯を急冷してＣｕ基材中にＣｒを微細に析
出させて真空遮断器用電極材料を製造するものである。
Ｃｒ粉の使用やＣｒとＣｕとを溶解前に均一に混合する
ことは必要ない。このような製造方法によれば、加熱工
程においてＣｒはＣｕの中に溶け込んで成分の均一な溶
湯となり、次いで冷却工程においてＣｕ中に溶け込んで
いたＣｒは微細に球状ないしは樹枝状に析出する。Ｃｒ
はＣｕ中に一旦溶け込んだ後、冷却により析出するた
め、Ｃｒ粒子の粒径は原料Ｃｒ材の大きさに左右される
ことがなく、冷却速度を高めることにより、所要のレベ
ルまで任意に微細化できる。また、表面酸化被膜に起因
するＣｕとＣｒとの結合の低下やＣｕの未溶浸による欠
陥組織の発生の問題も生じない。
【００１０】Ｃｕ材とＣｒ材とを溶解して均一な溶湯に
するための加熱温度は、通常用いられるＣｕ−２０〜７
０質量％Ｃｒ合金の場合、１８００〜２０００℃程度で
あるるが、Ｃｒの含有量が多い場合は、最高で２５００
℃程度まで高めることがある。このような高温加熱では
Ｃｕの蒸発は著しく、またるつぼによる溶湯の汚染の傾
向が出てくる。これらを少なくするためにはできるだけ
急速に加熱してるつぼとの接触時間を短くすることが望
ましい。更に良いのはるつぼと非接触で加熱できる浮揚
溶解法（レビテーション溶解法）である。また加熱法し
ては、出力の調整で温度制御ができると同時に電磁攪拌
のある高周波加熱が望ましい。この電磁攪拌作用によ
り、溶湯中の成分の均一が促進されると同時に、るつぼ
から混入するセラミックなどの異物の排除が期待でき
る。
するための加熱温度は、通常用いられるＣｕ−２０〜７
０質量％Ｃｒ合金の場合、１８００〜２０００℃程度で
あるるが、Ｃｒの含有量が多い場合は、最高で２５００
℃程度まで高めることがある。このような高温加熱では
Ｃｕの蒸発は著しく、またるつぼによる溶湯の汚染の傾
向が出てくる。これらを少なくするためにはできるだけ
急速に加熱してるつぼとの接触時間を短くすることが望
ましい。更に良いのはるつぼと非接触で加熱できる浮揚
溶解法（レビテーション溶解法）である。また加熱法し
ては、出力の調整で温度制御ができると同時に電磁攪拌
のある高周波加熱が望ましい。この電磁攪拌作用によ
り、溶湯中の成分の均一が促進されると同時に、るつぼ
から混入するセラミックなどの異物の排除が期待でき
る。
【００１１】配合するＣｕ材とＣｒ材とはいずれも粒状
ないしは塊状とするのがよい。酸素含有量を減らすため
にＣｒ材は粒径を大きくして全体としての表面積を小さ
くするのがよく、粒径は１ｍｍ以上が好ましい。また、
冷却はその速度が析出するＣｒ粒子の大きさに影響する
ので、微細な組織を得るためには急冷することが必要に
なるが、溶湯を水冷銅鋳型に鋳込むことにより、後述す
るように粒径を２０〜３０μｍ程度まで微細化すること
ができる。
ないしは塊状とするのがよい。酸素含有量を減らすため
にＣｒ材は粒径を大きくして全体としての表面積を小さ
くするのがよく、粒径は１ｍｍ以上が好ましい。また、
冷却はその速度が析出するＣｒ粒子の大きさに影響する
ので、微細な組織を得るためには急冷することが必要に
なるが、溶湯を水冷銅鋳型に鋳込むことにより、後述す
るように粒径を２０〜３０μｍ程度まで微細化すること
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、浮揚溶解装置を用いて電
極材料を製造した実験例について説明する。まず、図３
は実験に用いた浮揚溶解装置の縦断斜視図である。図３
において、るつぼ１は良導電性材（純銅）からなるセグ
メント２が絶縁材３を挟んで周方向に積層されて構成さ
れ、各セグメント２は内部に設けられた冷却水通路４に
図示しない冷却水タンクから冷却水が通水されることに
より冷却されるようになっている。るつぼ１の底部には
出湯口５が形成され、またその下側に続けて出湯管部６
が設けられている。るつぼ１の外側には、下誘導コイル
７と上誘導コイル８とが配置されている。
極材料を製造した実験例について説明する。まず、図３
は実験に用いた浮揚溶解装置の縦断斜視図である。図３
において、るつぼ１は良導電性材（純銅）からなるセグ
メント２が絶縁材３を挟んで周方向に積層されて構成さ
れ、各セグメント２は内部に設けられた冷却水通路４に
図示しない冷却水タンクから冷却水が通水されることに
より冷却されるようになっている。るつぼ１の底部には
出湯口５が形成され、またその下側に続けて出湯管部６
が設けられている。るつぼ１の外側には、下誘導コイル
７と上誘導コイル８とが配置されている。
【００１３】るつぼ１に原料９を入れ、上下誘導コイル
７，８に高周波電流を供給すると、原料９内に渦電流を
発生し、原料９はそのジュール熱により加熱・溶解され
る。同時にセグメント２内にも渦電流が発生し、この渦
電流及び上下誘導コイル７，８を流れる電流と原料９内
の渦電流との間に電磁反発力が働く。その結果、原料
（溶湯）９は下誘導コイル７に基づく作用でるつぼ底部
から持ち上げられ、また上誘導コイル８に基づく作用で
るつぼ中心に向かって押し出されて、るつぼ１の壁面か
ら浮遊した状態に保持される。るつぼ１内の原料（溶
湯）９は上下誘導コイル７，８の電流を切断することに
より出湯口５から出湯管部６を介して重力落下により出
湯する。なお、浮揚溶解装置全体は図示しない密閉容器
で覆い、密閉容器内には保護ガスを充填する。
７，８に高周波電流を供給すると、原料９内に渦電流を
発生し、原料９はそのジュール熱により加熱・溶解され
る。同時にセグメント２内にも渦電流が発生し、この渦
電流及び上下誘導コイル７，８を流れる電流と原料９内
の渦電流との間に電磁反発力が働く。その結果、原料
（溶湯）９は下誘導コイル７に基づく作用でるつぼ底部
から持ち上げられ、また上誘導コイル８に基づく作用で
るつぼ中心に向かって押し出されて、るつぼ１の壁面か
ら浮遊した状態に保持される。るつぼ１内の原料（溶
湯）９は上下誘導コイル７，８の電流を切断することに
より出湯口５から出湯管部６を介して重力落下により出
湯する。なお、浮揚溶解装置全体は図示しない密閉容器
で覆い、密閉容器内には保護ガスを充填する。
【００１４】実験では、平均直径が１〜５ｍｍのＣｒ粒
と、直径５ｍｍの無酸素銅の丸棒を約５ｍｍの長さに切
断したＣｕ粒とを質量比３：７（Ｃｒが３）の割合で配
合してるつぼ１に入れ、全体をアルゴンガス雰囲気とし
て浮揚溶解を行った。Ｃｒ材とＣｕ材とが完全に溶解し
た後、誘導コイル７，８の電源を切断し、溶湯９を出湯
管部６の下に配置した図示しない水冷銅鋳型に鋳込ん
だ。
と、直径５ｍｍの無酸素銅の丸棒を約５ｍｍの長さに切
断したＣｕ粒とを質量比３：７（Ｃｒが３）の割合で配
合してるつぼ１に入れ、全体をアルゴンガス雰囲気とし
て浮揚溶解を行った。Ｃｒ材とＣｕ材とが完全に溶解し
た後、誘導コイル７，８の電源を切断し、溶湯９を出湯
管部６の下に配置した図示しない水冷銅鋳型に鋳込ん
だ。
【００１５】このようにして製造した７０％Ｃｕ−３０
％Ｃｒ合金の金属組織を図１の写真に示す。また、比較
例として、平均径１５０μｍのＣｒ粉と直径２００μｍ
以下の電解銅粉とから焼結法（加熱温度１０００℃）で
製造した７０％Ｃｕ−３０％Ｃｒ合金の金属組織を図２
の写真に示す。図１及び図２の拡大倍率はいずれも７０
倍である。図１と図２とを比較すれば明らかな通り、こ
の発明のもの（図１）は比較例（図２）に比べてＣｒ粒
子（図中、粒状に分散しているもの）が著しく微細化さ
れ（実験例では粒径は約２０〜３０μｍ）、かつ分散が
均一になっている。また、合金の酸素含有量を溶融ガス
分析法で測定したところ、比較例が９００〜１１００ｐ
ｐｍであるのに対し、この発明のものは１５０〜２５０
ｐｐｍと少なかった。
％Ｃｒ合金の金属組織を図１の写真に示す。また、比較
例として、平均径１５０μｍのＣｒ粉と直径２００μｍ
以下の電解銅粉とから焼結法（加熱温度１０００℃）で
製造した７０％Ｃｕ−３０％Ｃｒ合金の金属組織を図２
の写真に示す。図１及び図２の拡大倍率はいずれも７０
倍である。図１と図２とを比較すれば明らかな通り、こ
の発明のもの（図１）は比較例（図２）に比べてＣｒ粒
子（図中、粒状に分散しているもの）が著しく微細化さ
れ（実験例では粒径は約２０〜３０μｍ）、かつ分散が
均一になっている。また、合金の酸素含有量を溶融ガス
分析法で測定したところ、比較例が９００〜１１００ｐ
ｐｍであるのに対し、この発明のものは１５０〜２５０
ｐｐｍと少なかった。
【００１６】なお、上記実施の形態では、溶湯９を水冷
銅鋳型に鋳込んだが、るつぼ１が水冷されているので出
湯口５を塞いだ状態で上下誘導コイル７，８の電源を切
断し、るつぼ１内で冷却するだけでも相応に微細なＣｒ
を析出させることが可能である。また、加熱は浮揚溶解
装置を用いるのが望ましいが、通常の黒鉛あるいはセラ
ミックのるつぼ内で高周波加熱することもできる。
銅鋳型に鋳込んだが、るつぼ１が水冷されているので出
湯口５を塞いだ状態で上下誘導コイル７，８の電源を切
断し、るつぼ１内で冷却するだけでも相応に微細なＣｒ
を析出させることが可能である。また、加熱は浮揚溶解
装置を用いるのが望ましいが、通常の黒鉛あるいはセラ
ミックのるつぼ内で高周波加熱することもできる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、ＣｒをＣｕ中に溶解
させてから急冷して析出させることにより、焼結法や溶
浸法による場合に比べてＣｒ粒子をきわめて微細に分散
させることができるとともに、原料粉の酸化被膜による
欠陥組織の発生が解消できる。また、析出するＣｒの微
細度は溶解前Ｃｒ材の粒径の影響を受けないので、Ｃｒ
材を溶解作業に差し支えない範囲でできるだけ大径とし
てＣｒ材の全体としての表面積を減らし、Ｃｒ材表面の
酸化被膜に起因する合金の酸素含有量を最小限に抑える
ことが可能である。
させてから急冷して析出させることにより、焼結法や溶
浸法による場合に比べてＣｒ粒子をきわめて微細に分散
させることができるとともに、原料粉の酸化被膜による
欠陥組織の発生が解消できる。また、析出するＣｒの微
細度は溶解前Ｃｒ材の粒径の影響を受けないので、Ｃｒ
材を溶解作業に差し支えない範囲でできるだけ大径とし
てＣｒ材の全体としての表面積を減らし、Ｃｒ材表面の
酸化被膜に起因する合金の酸素含有量を最小限に抑える
ことが可能である。
【００１８】更に本発明では、加熱源として高周波加熱
等、温度制御可能方法が使用できるので、Ｃｕ含有量、
Ｂｉ，Ｔｅの添加の有無など成分に適した温度で溶解を
行うことができ、工業的に品質が安定した電極材料を作
ることができる。
等、温度制御可能方法が使用できるので、Ｃｕ含有量、
Ｂｉ，Ｔｅの添加の有無など成分に適した温度で溶解を
行うことができ、工業的に品質が安定した電極材料を作
ることができる。
【００１９】その結果、この発明による電極材料を真空
遮断器に使用した場合、とりわけ遮断電流と絶縁破壊電
圧の増大、およびさい断電流の低減を図ることができ、
小型で信頼性の高い真空遮断器の製作が容易となる。
遮断器に使用した場合、とりわけ遮断電流と絶縁破壊電
圧の増大、およびさい断電流の低減を図ることができ、
小型で信頼性の高い真空遮断器の製作が容易となる。
【図１】この発明の方法により製造した電極材料の金属
組織を示す写真である。
組織を示す写真である。
【図２】従来の焼結法により製造した電極材料の金属組
織を示す写真である。
織を示す写真である。
【図３】この発明の実験に用いた浮揚溶解装置の構造を
示す縦断斜視図である。
示す縦断斜視図である。
１ るつぼ ２ セグメント ３ 絶縁材 ４ 冷却水通路 ５ 出湯口 ６ 出湯管部 ７ 下誘導コイル ８ 上誘導コイル ９ 溶湯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｈ 33/66 Ｈ０１Ｈ 33/66 Ｂ (72)発明者 武 達男 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 潮崎 克郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 古沢 正幸 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 柴田 和郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 畠山 俊一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】Ｃｕ材とＣｒ材とを所定の比率で配合した
配合材を全体が溶解するまで加熱して両元素が均一に溶
け合った溶湯とし、次いでこの溶湯を急冷してＣｕ基体
中にＣｒを微細に析出させることを特徴とする真空遮断
器用電極材料の製造方法。 - 【請求項２】配合材を浮揚溶解法で溶融させることを特
徴とする請求項１記載の真空遮断器用電極材料の製造方
法。 - 【請求項３】Ｃｒ材を直径が１ｍｍ以上の粒状ないしは
塊状とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の真空遮断器用電極材料の製造方法。 - 【請求項４】溶湯を水冷銅鋳型に鋳込んで急冷すること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の真
空遮断器用電極材料の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10058881A JPH10324934A (ja) | 1997-03-24 | 1998-02-24 | 真空遮断器用電極材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-88817 | 1997-03-24 | ||
| JP8881797 | 1997-03-24 | ||
| JP10058881A JPH10324934A (ja) | 1997-03-24 | 1998-02-24 | 真空遮断器用電極材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324934A true JPH10324934A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=26399898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058881A Pending JPH10324934A (ja) | 1997-03-24 | 1998-02-24 | 真空遮断器用電極材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10324934A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001293550A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 微結晶インゴットの製造方法と装置 |
| JP2008057026A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点材料およびその製造方法 |
| JP2008212946A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 真空遮断器用接点材料の製造方法 |
| US20140360869A1 (en) * | 2012-01-25 | 2014-12-11 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity copper-chromium alloy sputtering target |
| JP2018055928A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料、製造方法及び真空バルブ |
| CN111647767A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-11 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备CuTi25中间合金的方法 |
| CN111763847A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-13 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备铜钛50中间合金的方法 |
| CN114540729A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-27 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 采用悬浮熔炼下引工艺制备铜铬触头用合金铸锭的方法 |
| CN117535544A (zh) * | 2023-10-23 | 2024-02-09 | 东莞市精微新材料有限公司 | 低氧CuCr合金触头材料的制备方法 |
| CN116005020B (zh) * | 2022-12-26 | 2024-03-26 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种用于高压直流接触器用CuTe触头材料的制备方法 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP10058881A patent/JPH10324934A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001293550A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 微結晶インゴットの製造方法と装置 |
| JP2008057026A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 真空バルブ用接点材料およびその製造方法 |
| JP2008212946A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | 真空遮断器用接点材料の製造方法 |
| US10297429B2 (en) | 2012-01-25 | 2019-05-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity copper-chromium alloy sputtering target |
| US20140360869A1 (en) * | 2012-01-25 | 2014-12-11 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | High-purity copper-chromium alloy sputtering target |
| JP2018055928A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料、製造方法及び真空バルブ |
| WO2018061269A1 (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料、製造方法及び真空バルブ |
| CN111647767A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-11 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备CuTi25中间合金的方法 |
| CN111763847A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-13 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备铜钛50中间合金的方法 |
| CN111763847B (zh) * | 2020-06-29 | 2021-07-06 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备铜钛50中间合金的方法 |
| CN111647767B (zh) * | 2020-06-29 | 2021-07-20 | 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 | 一种使用磁悬浮熔炼工艺制备CuTi25中间合金的方法 |
| CN114540729A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-27 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 采用悬浮熔炼下引工艺制备铜铬触头用合金铸锭的方法 |
| CN116005020B (zh) * | 2022-12-26 | 2024-03-26 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种用于高压直流接触器用CuTe触头材料的制备方法 |
| CN117535544A (zh) * | 2023-10-23 | 2024-02-09 | 东莞市精微新材料有限公司 | 低氧CuCr合金触头材料的制备方法 |
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