JPS58104147A - 電気接点材料 - Google Patents
電気接点材料Info
- Publication number
- JPS58104147A JPS58104147A JP56204424A JP20442481A JPS58104147A JP S58104147 A JPS58104147 A JP S58104147A JP 56204424 A JP56204424 A JP 56204424A JP 20442481 A JP20442481 A JP 20442481A JP S58104147 A JPS58104147 A JP S58104147A
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- alloy matrix
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はAq合金マトリクスに金属酸化物を分11りし
た複合電気接点材料に関するもので、突入型が「が〜3
0A、定常電流が〜3A程度までの交流(AC)負荷を
開閉するスライドスイッチ用として最適の電気接点材料
を提供しようとするものである。
た複合電気接点材料に関するもので、突入型が「が〜3
0A、定常電流が〜3A程度までの交流(AC)負荷を
開閉するスライドスイッチ用として最適の電気接点材料
を提供しようとするものである。
金属酸化物を利用した複合電気接点材料としては、Aq
−CdO接点材料が広く利用され、近時においては、
Ag −SnO2系材料なども利用きれるようになって
来た。
−CdO接点材料が広く利用され、近時においては、
Ag −SnO2系材料なども利用きれるようになって
来た。
しかるに、近年、電子機器用の各種スイッチにおいては
、安全上の規制に伴なう接触信頼性の改善、あるいは使
い易さの面から、軽操作性、小型化などが要求され、ス
ライドスイッチ形式により、数A程度までの負荷を開閉
する傾向が見られるようになって来、た。その結果、ス
ライドスイッチ用接点材料として多用されてきたばね材
、例えばりん青銅(Sn7〜9重量% Po、03〜o
、35重量%残部Cu)にAqを2〜10μの厚さで張
り合わせた材料においては、アークによる消耗により十
分な寿命特性が得られない状況を呈している。一方アー
ク消耗に対しては、前述のAq −Cdo、 Aq−8
n02系の材料が望ましいのであるが、機械的な摺動特
性に問題があり、かつまた、スライドスイッチ用材料と
して、ばね材に張り合わせ、これを圧延加工等により所
望の厚さに加工する点に難点が認められた。
、安全上の規制に伴なう接触信頼性の改善、あるいは使
い易さの面から、軽操作性、小型化などが要求され、ス
ライドスイッチ形式により、数A程度までの負荷を開閉
する傾向が見られるようになって来、た。その結果、ス
ライドスイッチ用接点材料として多用されてきたばね材
、例えばりん青銅(Sn7〜9重量% Po、03〜o
、35重量%残部Cu)にAqを2〜10μの厚さで張
り合わせた材料においては、アークによる消耗により十
分な寿命特性が得られない状況を呈している。一方アー
ク消耗に対しては、前述のAq −Cdo、 Aq−8
n02系の材料が望ましいのであるが、機械的な摺動特
性に問題があり、かつまた、スライドスイッチ用材料と
して、ばね材に張り合わせ、これを圧延加工等により所
望の厚さに加工する点に難点が認められた。
本発明は上記した点に鑑みて、基本的には、Aq−In
合金もし、<はAg −Cu合金より成るマトリクスに
、Bi2O3を主要成分とする酸化物を分散した材料を
提案し、スライドスイッチの特性を改良しようとするも
のである。
合金もし、<はAg −Cu合金より成るマトリクスに
、Bi2O3を主要成分とする酸化物を分散した材料を
提案し、スライドスイッチの特性を改良しようとするも
のである。
すでに、本発明者らは、〜マトリクス中に、Bi2O3
の他にIn2O3などの酸化物を分散した材料を提案し
て来た。これらの材料は、Ag −CdQなどと同様に
耐溶着性、アーク消耗に対しては優れた特性を示すが、
摺動特性には必ずしも満足の得られる傾向を示すもので
はない。さらにまた、ばね材に容易に張り合わせること
が可能な材料でもな、′。
の他にIn2O3などの酸化物を分散した材料を提案し
て来た。これらの材料は、Ag −CdQなどと同様に
耐溶着性、アーク消耗に対しては優れた特性を示すが、
摺動特性には必ずしも満足の得られる傾向を示すもので
はない。さらにまた、ばね材に容易に張り合わせること
が可能な材料でもな、′。
い0しかし他面においてld、CdOに比較して蒸気圧
の低い酸化物から構成されていることから、張り合わせ
時の接合層の欠陥発生が少ないこと、あるいは、酸化物
としては硬度が低いB12o3を含むものであるところ
から、比較的加工性が得られ、延展がある程度可能であ
る等の長所がある。
の低い酸化物から構成されていることから、張り合わせ
時の接合層の欠陥発生が少ないこと、あるいは、酸化物
としては硬度が低いB12o3を含むものであるところ
から、比較的加工性が得られ、延展がある程度可能であ
る等の長所がある。
本発明者らは、かかる特質を有する材料について、摺動
特性の改良方策、ばね材に対する張り合わせ方策、およ
びスライドスイッチ用材料として必要十分なアーク特性
の保持について検討した結果、AqマトリクスにInあ
るいはCuを添加してA9−In合金、Ag −Cu合
金のマトリクスとし、これにBi2O3およびIn2O
3を均質に分散した材料が、所期の目的を達成し得るこ
とを見い出した。
特性の改良方策、ばね材に対する張り合わせ方策、およ
びスライドスイッチ用材料として必要十分なアーク特性
の保持について検討した結果、AqマトリクスにInあ
るいはCuを添加してA9−In合金、Ag −Cu合
金のマトリクスとし、これにBi2O3およびIn2O
3を均質に分散した材料が、所期の目的を達成し得るこ
とを見い出した。
次に、本発明の電気接点材料について詳述する。
本発明の電気接点材料は、少なくともAq−Inあるい
はAq−α合金マトリクスにBiとInの酸化物を含有
する。これらの酸化物は、複合化する傾向は少なくはl
蓋単独で存在しているが、Bi2O3の融点が通常8・
20°C近傍に有すのにもかからず1、。203よ。オ
g!、□9□やヵ8.。。、。ヮよ、□昇する傾向が認
められ、何等かの相互反応があるものと推定される。
はAq−α合金マトリクスにBiとInの酸化物を含有
する。これらの酸化物は、複合化する傾向は少なくはl
蓋単独で存在しているが、Bi2O3の融点が通常8・
20°C近傍に有すのにもかからず1、。203よ。オ
g!、□9□やヵ8.。。、。ヮよ、□昇する傾向が認
められ、何等かの相互反応があるものと推定される。
本発明の電気接点材料は上述の如き構成のものであるが
、これら構成素材の含有量は、材料の金属元素全体の重
量比で、金属酸化物が金属換算値にて、Biを0.5〜
6重量%含み、合金マトリクス部分は、Ag−In合金
の場合Inが3〜20重量%、Ag−Cu合金の場合C
uが1〜10重量%で残部が勾によって構成される。
、これら構成素材の含有量は、材料の金属元素全体の重
量比で、金属酸化物が金属換算値にて、Biを0.5〜
6重量%含み、合金マトリクス部分は、Ag−In合金
の場合Inが3〜20重量%、Ag−Cu合金の場合C
uが1〜10重量%で残部が勾によって構成される。
本発明の電気接点材料において、幻合金マトリクスを構
成するAg−In合金あるいはAg −Cu合金は先に
も記したように、スライドスイッチ用として摺動特性を
向上させ、機械的摩耗の減少。
成するAg−In合金あるいはAg −Cu合金は先に
も記したように、スライドスイッチ用として摺動特性を
向上させ、機械的摩耗の減少。
凝着の防止、摩擦力の低減などに効果を示す。加えて、
ばね材に張り合わせる場合、通常熱圧着法が取られるが
、酸化物含有材料は圧着力が弱く、その後の圧延工程な
どにおいて接着層が剥離することが見られる。ここでは
、接合金属層としてCu層あるいは、CuとInの層を
本発明の材料とばね材の間に挿入し、これを雰囲気制御
下で加熱することにより、本発明におけるマトリクス合
金との間に生ずるAg−Cu−Inの共晶溶融によって
、接合金属層を液相拡散させ、欠陥の少ない接着層を得
ている。Aq合金マトリクス中のInあるいはCuにお
ける添加量の下限は一上述の効果を引き出すための最少
量によって決められる。他方、その上限は機械的加工能
によって、あるいは接触抵抗特性によって制限を受ける
。
ばね材に張り合わせる場合、通常熱圧着法が取られるが
、酸化物含有材料は圧着力が弱く、その後の圧延工程な
どにおいて接着層が剥離することが見られる。ここでは
、接合金属層としてCu層あるいは、CuとInの層を
本発明の材料とばね材の間に挿入し、これを雰囲気制御
下で加熱することにより、本発明におけるマトリクス合
金との間に生ずるAg−Cu−Inの共晶溶融によって
、接合金属層を液相拡散させ、欠陥の少ない接着層を得
ている。Aq合金マトリクス中のInあるいはCuにお
ける添加量の下限は一上述の効果を引き出すための最少
量によって決められる。他方、その上限は機械的加工能
によって、あるいは接触抵抗特性によって制限を受ける
。
次に、本発明の電気接点材料に含まれる酸化物について
説明する。含有される酸化物は、前述したBiとInの
酸化物である。これらの酸化物は殆んど単独の形におい
て存在していると見られる。
説明する。含有される酸化物は、前述したBiとInの
酸化物である。これらの酸化物は殆んど単独の形におい
て存在していると見られる。
B12O3は、微量の他の酸化物を含むことによってγ
−Bi2O3となり、融点が上昇し10oo″C内外に
昇華点を持つ材料となり接点の溶着に対し改善効果を示
す。
−Bi2O3となり、融点が上昇し10oo″C内外に
昇華点を持つ材料となり接点の溶着に対し改善効果を示
す。
本発明の電気接点材料におけるBi2O3の融点の変化
より考えて、In2O3が何らかの作用を与えてかかる
B12O3の振舞いを表わせしめているとも考えられる
。他方、Bi2O3単独においては、十分なアク消耗に
対する耐力が得られないため、熱的に安定なI n20
sの添加は、接触抵抗の上昇9機械加工性の悪化など逆
効果もあるので、添加量KVi配慮する必要がある。
より考えて、In2O3が何らかの作用を与えてかかる
B12O3の振舞いを表わせしめているとも考えられる
。他方、Bi2O3単独においては、十分なアク消耗に
対する耐力が得られないため、熱的に安定なI n20
sの添加は、接触抵抗の上昇9機械加工性の悪化など逆
効果もあるので、添加量KVi配慮する必要がある。
Ag −In 、 Aq −Cu合金マトリクスに、B
i 、 Inの酸化物を分散させる手法としては、Aq
にBiさらにはInを添加した合金粉を作り、これを酸
化雰囲気中にて加熱して、Bi、Inを選択的に酸化き
せる、いわゆる内部酸化法を取り、内部酸化合金粉とし
、これに別途作製したA(J −In粉または〜−Cu
粉を加えて均質に混合、成形、焼結し、マトリクス中に
InあるいはCuを拡散させてAq合金マトリクスを得
て、これに酸化物を分散させた構成とする。
i 、 Inの酸化物を分散させる手法としては、Aq
にBiさらにはInを添加した合金粉を作り、これを酸
化雰囲気中にて加熱して、Bi、Inを選択的に酸化き
せる、いわゆる内部酸化法を取り、内部酸化合金粉とし
、これに別途作製したA(J −In粉または〜−Cu
粉を加えて均質に混合、成形、焼結し、マトリクス中に
InあるいはCuを拡散させてAq合金マトリクスを得
て、これに酸化物を分散させた構成とする。
このような手法、構成によって作製する材料において、
酸化物に転化させる金属元素の組成比は上述の如き条件
下で求められたものであり、Bi。
酸化物に転化させる金属元素の組成比は上述の如き条件
下で求められたものであり、Bi。
Inの各最少量は、本発明にかかる材Vの目的とした用
途に対して、添加効果の認められる下限であり、各最多
量は、ばね材・に対する張り合わせの。 ゛ 可能性、あるいは、圧延やスライドスイッチ接点として
の曲げ打抜きなどの加工性の面より制限を受ける量であ
る。
途に対して、添加効果の認められる下限であり、各最多
量は、ばね材・に対する張り合わせの。 ゛ 可能性、あるいは、圧延やスライドスイッチ接点として
の曲げ打抜きなどの加工性の面より制限を受ける量であ
る。
以上説明した本発明の電気接点材料について、より具体
的に実施例にもとづいて説明する。
的に実施例にもとづいて説明する。
本発明の組成に従って、Ag 、 In 、Cu 、
Biを合量5ooy秤量する。Aqは酸化物として転化
され、BiとInのいずれもが固溶し得る量と残部マト
リクス用としてIn 、 Cuとの合金用に分けられる
。マトリクスがAg−In合金の場合は、Inについて
も酸化物用とマトリクス用に分けられる。例えば次表に
示す試料L6の可動接点用材料の場合、マトリクスは1
0重量%のInを含むAg −In合金で、この中に金
属換算として、3重量%のBi。
Biを合量5ooy秤量する。Aqは酸化物として転化
され、BiとInのいずれもが固溶し得る量と残部マト
リクス用としてIn 、 Cuとの合金用に分けられる
。マトリクスがAg−In合金の場合は、Inについて
も酸化物用とマトリクス用に分けられる。例えば次表に
示す試料L6の可動接点用材料の場合、マトリクスは1
0重量%のInを含むAg −In合金で、この中に金
属換算として、3重量%のBi。
2重量%のIn f含むものであるから、夫々の秤量値
は、Biを1sy、Inは酸化物用として10y。
は、Biを1sy、Inは酸化物用として10y。
マトリクス用として609 、Aq426yの計so。
yとする。ここで、Ag 425 yのうち275yを
分離して、これにB115pと酸化物用In10yを加
え溶解し、内部ニー化合金用粉体を作製するために加圧
窒素ガスによ□る溶湯噴霧装置にて粉化し、60〜32
5メツシ一程度の合金粉体とする。この粉体はToo″
C,so待時間大気中にて加熱処理きれて、Aqママト
リクス中BiおよびInが選択的に酸化された内部酸化
合金粉となる。他方、Aq (D残部160yとマトリ
クス用In50Fは、同様に溶解後、溶湯噴霧装置によ
ってAg−In合金粉とされる。以上は羨6試料を例と
して述べたが、他の試料についても大略同様に行われる
。これらの粉体は均質に混合されたのち、30m/m径
の円筒型に装填され、4トン/ ctrlの加圧力で成
型される。成型されたビレットは、窒素ガス雰囲気にて
600 ’C−800°Cで焼結される。なお、この場
合マトリクス部分の流出が生ずるので、温度上昇勾配に
配属し、内部酸化粉マトリクス中にIn8トン/cdの
条件にて再度成型されたのち、前回同様の条件にて焼結
熱処理される。そしてこの焼結体は、560〜600
”Cの温間押出しによって、3 Q m/m径から巾2
0m7Δ厚さ3 m、Δの板状に加工される。さらに、
冷間圧延によって1m沖の厚さ捷で圧延したのち、表面
をスコッチプライトにより研摩清浄にする。他方、ばね
材の素材として厚す9 mim l巾a o mimの
8重量% Sn りん青銅板を準備し、その表面を同じ
くスコッチブライトで研摩し、電解脱脂洗浄したのち片
面にCuめっきを10〜20μの厚さで施し、さらにC
uめっき上にInめっきを10〜20μ施す。なお、C
uめっきはマトリクスのCu組成が8%以上の場合省略
できる。そして、先に加工した1m/In厚の酸化物−
Aq合金板をInめっき面に重ね合わせ、耐熱治具によ
り密着させたのち、窒素ガス雰囲気中660°C〜75
0″Cにて1時間熱処理し、圧着する。この時Cu、I
nの各めっき層は液相拡散するが、〜−Inあるいは#
−CuマトリクメのIn。
分離して、これにB115pと酸化物用In10yを加
え溶解し、内部ニー化合金用粉体を作製するために加圧
窒素ガスによ□る溶湯噴霧装置にて粉化し、60〜32
5メツシ一程度の合金粉体とする。この粉体はToo″
C,so待時間大気中にて加熱処理きれて、Aqママト
リクス中BiおよびInが選択的に酸化された内部酸化
合金粉となる。他方、Aq (D残部160yとマトリ
クス用In50Fは、同様に溶解後、溶湯噴霧装置によ
ってAg−In合金粉とされる。以上は羨6試料を例と
して述べたが、他の試料についても大略同様に行われる
。これらの粉体は均質に混合されたのち、30m/m径
の円筒型に装填され、4トン/ ctrlの加圧力で成
型される。成型されたビレットは、窒素ガス雰囲気にて
600 ’C−800°Cで焼結される。なお、この場
合マトリクス部分の流出が生ずるので、温度上昇勾配に
配属し、内部酸化粉マトリクス中にIn8トン/cdの
条件にて再度成型されたのち、前回同様の条件にて焼結
熱処理される。そしてこの焼結体は、560〜600
”Cの温間押出しによって、3 Q m/m径から巾2
0m7Δ厚さ3 m、Δの板状に加工される。さらに、
冷間圧延によって1m沖の厚さ捷で圧延したのち、表面
をスコッチプライトにより研摩清浄にする。他方、ばね
材の素材として厚す9 mim l巾a o mimの
8重量% Sn りん青銅板を準備し、その表面を同じ
くスコッチブライトで研摩し、電解脱脂洗浄したのち片
面にCuめっきを10〜20μの厚さで施し、さらにC
uめっき上にInめっきを10〜20μ施す。なお、C
uめっきはマトリクスのCu組成が8%以上の場合省略
できる。そして、先に加工した1m/In厚の酸化物−
Aq合金板をInめっき面に重ね合わせ、耐熱治具によ
り密着させたのち、窒素ガス雰囲気中660°C〜75
0″Cにて1時間熱処理し、圧着する。この時Cu、I
nの各めっき層は液相拡散するが、〜−Inあるいは#
−CuマトリクメのIn。
Cuと相乗作用を示し欠陥の少ない接合状態が得られる
。最後に、この接合材を焼鈍と圧延を繰返すことにより
、厚さ70μまで加工する。
。最後に、この接合材を焼鈍と圧延を繰返すことにより
、厚さ70μまで加工する。
上述の如くにして得られた素材は、スライドスイッチの
可動側接点として成形加工きれ、特性評価に供された0
なお、試験用スライドスイッチの固定側接点としては、
厚さ0.6fF+途の黄銅板に2μ厚さの邸めっきを施
した材料を用い、また、通常スライドスイッチに使用さ
れる合成油による接点潤滑剤を邸めっき面に塗布した。
可動側接点として成形加工きれ、特性評価に供された0
なお、試験用スライドスイッチの固定側接点としては、
厚さ0.6fF+途の黄銅板に2μ厚さの邸めっきを施
した材料を用い、また、通常スライドスイッチに使用さ
れる合成油による接点潤滑剤を邸めっき面に塗布した。
特性の比較試料として、可動接点に厚さ7μの邸を張り
合わせた総厚70μによるりん背銅接点、固定側接点に
上述と同一の材料、潤滑剤を用いたスライドスイッチを
準備した。
合わせた総厚70μによるりん背銅接点、固定側接点に
上述と同一の材料、潤滑剤を用いたスライドスイッチを
準備した。
スイッチの評価は、コンデンサ負荷とし、AC30v、
定常3A、インラッシュ30Aの負荷回路を2万回開閉
し、その後の接触抵抗、接点の消耗状態を観察すること
により行った。その結果を次表に示す。
定常3A、インラッシュ30Aの負荷回路を2万回開閉
し、その後の接触抵抗、接点の消耗状態を観察すること
により行った。その結果を次表に示す。
(以 下 余 白)
、)゛。
表の結果から明らかなように、本発明にかかる電気接点
材料は、動作試験後においても実用上十分な特性を示し
ている。また材料の消耗、摩耗が少ないことは、スイッ
チ接点間の絶縁性の向上に結びつき、安全上においても
好ましい傾向を示す。
材料は、動作試験後においても実用上十分な特性を示し
ている。また材料の消耗、摩耗が少ないことは、スイッ
チ接点間の絶縁性の向上に結びつき、安全上においても
好ましい傾向を示す。
他方、現在広く利用されているAj!単独材の場合は、
アーク消耗により、ばね材であるりん青銅面が露出し、
一部のものについてはりん青銅面に孔が発生したものも
ある。
アーク消耗により、ばね材であるりん青銅面が露出し、
一部のものについてはりん青銅面に孔が発生したものも
ある。
以上説明したように、本発明の電気接点材料は、スライ
ドスイッチの開閉負荷をアーク発生領域まで拡大するこ
とを可能とするものであり、その実用的価値は極めて高
いものである0
ドスイッチの開閉負荷をアーク発生領域まで拡大するこ
とを可能とするものであり、その実用的価値は極めて高
いものである0
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fl) Aq合金マトリクスに金属酸化物を分散する
とともに、金属酸化物として金属換算値にして、Biを
0.5〜3重量%、Inを0.5〜5重量%含み、さら
に上記Aq合金マトリクス成分として、Inを3〜20
重量%含み、残部をAqとすることを特徴とする電気接
点材料0 (2) Aq合金マトリクスに金属酸化物を分散する
とともに、金属酸化物として金属換算値にして、Bif
:0.5〜3重量%、Inを0.5〜5重量%含み、さ
らに上記助合金マトリクス成分として、Cuを1〜10
重量%含み、残部を勾とすることを特徴とする電気接点
材料0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204424A JPS58104147A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204424A JPS58104147A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気接点材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104147A true JPS58104147A (ja) | 1983-06-21 |
Family
ID=16490306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56204424A Pending JPS58104147A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104147A (ja) |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP56204424A patent/JPS58104147A/ja active Pending
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