JPS58128609A - 電気接点材料 - Google Patents
電気接点材料Info
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- JPS58128609A JPS58128609A JP57009732A JP973282A JPS58128609A JP S58128609 A JPS58128609 A JP S58128609A JP 57009732 A JP57009732 A JP 57009732A JP 973282 A JP973282 A JP 973282A JP S58128609 A JPS58128609 A JP S58128609A
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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】
本発明は銅を母材とする電気接点材料に圏するものであ
る。従来電気接点材料として銀または銀合金が主として
対向式接点に、タフピッチ銅。
る。従来電気接点材料として銀または銀合金が主として
対向式接点に、タフピッチ銅。
黄銅などが摺動式接点に使用されている。前者は貴金属
である銀を使用するため経済的に使用しにくい欠点があ
る。また後者は摩耗しやすいといった欠点をもつ。発明
者は上記問題点のない総合性能の寸ぐれた電気接点の開
発をめざし本発明の電気接点材料を完成したものである
。
である銀を使用するため経済的に使用しにくい欠点があ
る。また後者は摩耗しやすいといった欠点をもつ。発明
者は上記問題点のない総合性能の寸ぐれた電気接点の開
発をめざし本発明の電気接点材料を完成したものである
。
本発明の電気接点材料は銅または銅合金を母材とし、電
気接点となる表面部分の表面から０゜０１１〜１１−の
表層部にアルミニウム（ＡＩ ）砒素（Ａｓ）、カドミ
ウム（Ｃｏｄ）、コノ〜ルト（Ｇｏ）、ガリウム（Ｇａ
）、？ンガン（Ｍｎ ）。
気接点となる表面部分の表面から０゜０１１〜１１−の
表層部にアルミニウム（ＡＩ ）砒素（Ａｓ）、カドミ
ウム（Ｃｏｄ）、コノ〜ルト（Ｇｏ）、ガリウム（Ｇａ
）、？ンガン（Ｍｎ ）。
クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ＞、タングステン（Ｗ
）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）。
）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）。
モリブデン（ＭＯ）、ニオブ（Ｎｂ）、／〜ナジウム（
Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）、白金（Ｐｔ ）のポライ
ドを主要成分とする硼化物粒子を生成分散せしめた構造
としたことを特徴とするものである。この電気接点材料
は、銅の特性であるすく゛れた低い電気抵抗とＡＩ 、
Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｑａ 。
Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）、白金（Ｐｔ ）のポライ
ドを主要成分とする硼化物粒子を生成分散せしめた構造
としたことを特徴とするものである。この電気接点材料
は、銅の特性であるすく゛れた低い電気抵抗とＡＩ 、
Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｑａ 。
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ。
Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔのポライドの耐摩耗性、耐溶着性。
耐アーク性を兼備する。また第１表に示すようにこれら
のポライドは抵抗率が比較的小さく（即ち導電性がより
）、また融点が＾い。たとえばＣｒＢの場合、抵抗率は
６４Ｘ１０ ０ｃｍであり。
のポライドは抵抗率が比較的小さく（即ち導電性がより
）、また融点が＾い。たとえばＣｒＢの場合、抵抗率は
６４Ｘ１０ ０ｃｍであり。
融点は１５５０℃である。したがって本発明の電気接点
材料は、経済的にも有利であるとともに総合性能にプぐ
れ、対向式接点としてもまた摺動式接点としても使用で
きるものである。
材料は、経済的にも有利であるとともに総合性能にプぐ
れ、対向式接点としてもまた摺動式接点としても使用で
きるものである。
第１表
ここに１本発明の電気接点材料の母材とは。
実質的に電気材料の形状を形成するもので、板材。
棒材その他目的とする接点形状のものでもよい。
母材の材質は銅または銅合金である。これは経済性とす
ぐれた電気伝導度を兼ねそなえたものとして選択された
ものである。
ぐれた電気伝導度を兼ねそなえたものとして選択された
ものである。
表層部は銅または銅合金中にＡ１．ＡＳ、Ｃｄ、Ｃｏ、
Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ’ａ、Ｗ、Ｚｒ。
Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ’ａ、Ｗ、Ｚｒ。
Ｆｅ 、Ｍｏ 、Ｎｂ 、Ｖ、ＭＯ、Ｐｔのポライドよ
りなる硼化物粒子が分散した構造をもつ。表層部の厚さ
は０．０１−一ないしｌ ａｓ、より好ましくは０．０
３１１ないし０．１ａｇ＋である。表層部の厚さが薄い
と耐久性が短くなり、逆に厚くなると電気抵抗が大きく
なる。表層部は母材中に形成しても。
りなる硼化物粒子が分散した構造をもつ。表層部の厚さ
は０．０１−一ないしｌ ａｓ、より好ましくは０．０
３１１ないし０．１ａｇ＋である。表層部の厚さが薄い
と耐久性が短くなり、逆に厚くなると電気抵抗が大きく
なる。表層部は母材中に形成しても。
また表層部と母材とを接合したものでもよい。表層部が
母材中に生成して形成される場合には表層部と母材の一
体性がより増加し、耐久性、低い電気抵抗をもつ等で、
接合したものに比較してすぐれている。表層部中の銅ま
たは銅合金は、短材のそれらとかならずしも同一の組成
である必要はない。表層部中に分散している硼化物はＡ
Ｉ 、 Ａｓ 。
母材中に生成して形成される場合には表層部と母材の一
体性がより増加し、耐久性、低い電気抵抗をもつ等で、
接合したものに比較してすぐれている。表層部中の銅ま
たは銅合金は、短材のそれらとかならずしも同一の組成
である必要はない。表層部中に分散している硼化物はＡ
Ｉ 、 Ａｓ 。
Ｃｄ 、Ｃｏ 、Ｇａ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 、Ｔａ 、Ｗ
、Ｚｒ 。
、Ｚｒ 。
Ｅｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔのポライドを１飲成
分とし、これらは比較的高い硬度、低い固有抵抗、高い
融点をもち、使用が期待される電気接点材料としてすぐ
れた特性をもつ。第１表に示すようにたとえばＡｌＢ１
の融点は１３５０℃で６ あり、ＭＯＢ２の抵抗率は４５Ｘ１０ Ω〇−である
。
分とし、これらは比較的高い硬度、低い固有抵抗、高い
融点をもち、使用が期待される電気接点材料としてすぐ
れた特性をもつ。第１表に示すようにたとえばＡｌＢ１
の融点は１３５０℃で６ あり、ＭＯＢ２の抵抗率は４５Ｘ１０ Ω〇−である
。
表層部に占める硼化物粒子の割合は、容饅％で１〜５０
％が望ましい。硼化物粒子の割合が少なくなると耐要着
性、耐アーク性、耐摩耗性が悪化し、逆に硼化物が５０
％をこえると電気抵抗が増大する。
％が望ましい。硼化物粒子の割合が少なくなると耐要着
性、耐アーク性、耐摩耗性が悪化し、逆に硼化物が５０
％をこえると電気抵抗が増大する。
なお硼素と銅とは相溶性が悪い。このためＡ１ 、 Ａ
ｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃ
ｒ 、 Ｔａ 。
ｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃ
ｒ 、 Ｔａ 。
Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔのポライ
ドと銅との相溶性もよくないと考えられる。
ドと銅との相溶性もよくないと考えられる。
従って鋼中に分散するＡＩ、Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ
。
。
Ｇａ 、Ｍｎ 、Ｃｒ 、Ｔａ 、Ｗ、Ｚｒ 、Ｆｅ
、Ｍｏ 。
、Ｍｏ 。
Ｎｂ 、Ｖ、ＭＱ 、Ｐｔのポライドの粒子と銅または
銅合金のより強い接合を図るのが望ましい。この方法と
してこれら硼化物の硼素以外の構成成分であるＡＩ 、
Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、
Ｃｒ、Ｔ’ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍ
ｇ、ｐｔを分散媒である銅に入れたアルミニウム銅合金
、あるいは、カドミウム銅合金、またはクロム分散銅等
の合金または硼化物形成金属分散銅とし、これに硼素を
浸透拡散させ、銅、銅合金中にＡ！ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃ
ｏ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｏｒ。
銅合金のより強い接合を図るのが望ましい。この方法と
してこれら硼化物の硼素以外の構成成分であるＡＩ 、
Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、
Ｃｒ、Ｔ’ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍ
ｇ、ｐｔを分散媒である銅に入れたアルミニウム銅合金
、あるいは、カドミウム銅合金、またはクロム分散銅等
の合金または硼化物形成金属分散銅とし、これに硼素を
浸透拡散させ、銅、銅合金中にＡ！ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃ
ｏ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｏｒ。
Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ。
Ｐ【のポライドを生成させるのが良い。これらのポライ
ドが銅合金中に生成する場合には、これらのポライド粒
子と銅または銅合金の密着性は良いと考えられる。
ドが銅合金中に生成する場合には、これらのポライド粒
子と銅または銅合金の密着性は良いと考えられる。
本発明の電気接点材料は上記した構成より成る。本発明
の電気接点材料の性能は１代表的な電気接点材料銀銅合
金（９０重量％ＡＡＩ−１０重量％ＣＵ）、リン青銅と
比較して、優秀なものから挙げると、接触抵抗での順位
は銀銅合金〉本発明の電気接点材料〉リン青銅、耐溶着
性および耐消耗性は９本発明の電気接点材料〉リン青銅
〉銀銅合金となる。このように本発明の電気接点材料が
すぐれた特性をもつのは次のような理由によると考える
。まず母材を銅、銅合金とすることにより。
の電気接点材料の性能は１代表的な電気接点材料銀銅合
金（９０重量％ＡＡＩ−１０重量％ＣＵ）、リン青銅と
比較して、優秀なものから挙げると、接触抵抗での順位
は銀銅合金〉本発明の電気接点材料〉リン青銅、耐溶着
性および耐消耗性は９本発明の電気接点材料〉リン青銅
〉銀銅合金となる。このように本発明の電気接点材料が
すぐれた特性をもつのは次のような理由によると考える
。まず母材を銅、銅合金とすることにより。
電気抵抗を小さく保った。また表層部を沸くするととも
に、電気抵抗の比較的低い硼化物を粒子状として、銅ま
たは銅合金中に分散させ、電流は可能なかぎり銅、銅合
金中を流すようにした。表層部に存在する硼化物粒子に
より溶着を防止するとともに耐消耗性を高めている。
に、電気抵抗の比較的低い硼化物を粒子状として、銅ま
たは銅合金中に分散させ、電流は可能なかぎり銅、銅合
金中を流すようにした。表層部に存在する硼化物粒子に
より溶着を防止するとともに耐消耗性を高めている。
本発明の電気接点材料は上記した特性をもつとともに、
母材が銅または銅合金であり９表層部が０．０１〜１曽
−と比較的薄いため加工が容易であるといった利点をも
つ。そのため接点として他の機械、器具に取り付ける場
合にも、かしめ、つぶし、ボスだしなどの加工が可能で
あり、この面での実用上のメリットが大きい。
母材が銅または銅合金であり９表層部が０．０１〜１曽
−と比較的薄いため加工が容易であるといった利点をも
つ。そのため接点として他の機械、器具に取り付ける場
合にも、かしめ、つぶし、ボスだしなどの加工が可能で
あり、この面での実用上のメリットが大きい。
本発明゛の電気接点材料を製造するには、硼化物にする
べきＡＩ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｇｏ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、、Ｎｂ。
べきＡＩ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｇｏ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、、Ｎｂ。
Ｖ、Ｍｕ 、Ｐ、ｔと銅との合金を母材とし、それに硼
素を浸透拡散させ、Ｆｆｉ材の表層部において母材中の
ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、
Ｃｒ 、 Ｔａ 。
素を浸透拡散させ、Ｆｆｉ材の表層部において母材中の
ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、
Ｃｒ 、 Ｔａ 。
Ｗ、 Ｚｒ 、 Ｆｅ 、 Ｍｏ 、 Ｎｂ 、 Ｖ、
Ｍ（１、Ｐｔと硼素とにより、それらの元素のポライ
ドを生成させ、 ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ
、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 。
Ｍ（１、Ｐｔと硼素とにより、それらの元素のポライ
ドを生成させ、 ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ
、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 。
Ｔａ 、Ｗ、Ｚｒ 、Ｆｅ 、Ｍｏ 、Ｎｂ 、Ｖ、Ｍ
（Ｊ 。
（Ｊ 。
Ｐ【のポライドの微細粒子を形成させる。これにより本
発明の電気接点材料が製造できる。アルミニウムポライ
ド等の微細粒子が入手できる場合には粉末焼結技術によ
り本発明の材料が得られると思われる。しかし表層部が
薄く１表層部のみにこれらのポライドを分散させなけれ
ばならないため。
発明の電気接点材料が製造できる。アルミニウムポライ
ド等の微細粒子が入手できる場合には粉末焼結技術によ
り本発明の材料が得られると思われる。しかし表層部が
薄く１表層部のみにこれらのポライドを分散させなけれ
ばならないため。
実用化するには多くの問題があると思われる。
以下実施例を示す。
本発明の電気・接点材料として、第２表に示す試料ＮＯ
，１〜Ｎ００５の５種類の試料を調整した。そしてこれ
らの試料を第１表にそれぞれ示す母材組成の合金により
６．４φＸ２，４ｍ−の形状に切削加工した原材料及び
圧延により１１厚さの板より５０Ｘ５０１−の大きさに
切断した原材料の２１１１ｉとし、これらに従来公知の
溶融塩法による浸硼素処理を行ない製造したものである
。具体的には、たとえば試料Ｎｏ、２は硼砂ｅｏｗｔ％
、炭化硼素（８４Ｃ）粉末（粒径７９〜１４９μ−）４
Ｑｗｔ％よりなる９５０℃の溶融塩浴中に４ｈｒ浸漬保
持し、その後浴より取り出し空冷して得たものであり、
試料Ｎｏ、３は、試料ＮＯ６２と同様の方法で８５０℃
、４ｈｒの加熱処理を行ない得たものであり、試料Ｎｏ
、４も同様に８５０℃、４ｈ「の加熱処理により得たも
のである。
，１〜Ｎ００５の５種類の試料を調整した。そしてこれ
らの試料を第１表にそれぞれ示す母材組成の合金により
６．４φＸ２，４ｍ−の形状に切削加工した原材料及び
圧延により１１厚さの板より５０Ｘ５０１−の大きさに
切断した原材料の２１１１ｉとし、これらに従来公知の
溶融塩法による浸硼素処理を行ない製造したものである
。具体的には、たとえば試料Ｎｏ、２は硼砂ｅｏｗｔ％
、炭化硼素（８４Ｃ）粉末（粒径７９〜１４９μ−）４
Ｑｗｔ％よりなる９５０℃の溶融塩浴中に４ｈｒ浸漬保
持し、その後浴より取り出し空冷して得たものであり、
試料Ｎｏ、３は、試料ＮＯ６２と同様の方法で８５０℃
、４ｈｒの加熱処理を行ない得たものであり、試料Ｎｏ
、４も同様に８５０℃、４ｈ「の加熱処理により得たも
のである。
試料Ｎｏ、２についてその断面顕微鏡写真を第１図に、
試料Ｎ０．３についての断面顕微鏡写真を第２図に、試
料Ｎ０９４についての断面顕微鏡写真を第３図にそれぞ
れ示す。
試料Ｎ０．３についての断面顕微鏡写真を第２図に、試
料Ｎ０９４についての断面顕微鏡写真を第３図にそれぞ
れ示す。
試料Ｎｏ、２は第１図のように表面より４０μ園の深さ
まで硼化物が微細に分散した銅ベースの層を有し、“こ
の硼化物はＸ線回折の結１ＩＣｒ Ｂであり、また内部
に粗大粒で分散している物質は胴中に未固溶のＯｒであ
った。
まで硼化物が微細に分散した銅ベースの層を有し、“こ
の硼化物はＸ線回折の結１ＩＣｒ Ｂであり、また内部
に粗大粒で分散している物質は胴中に未固溶のＯｒであ
った。
試料Ｎｏ、３では表面より４０μ量の深さまでＣｏＢが
微細に分散した層が形成され、内部には未固溶のＣＯが
存在した。試料Ｎｏ、４では表面より３５μ−のｉさま
でＺｒＢｔが微細に分散し第２表 た■を形成し、内部には未固溶のＧｕｓＺｒが存在した
。
微細に分散した層が形成され、内部には未固溶のＣＯが
存在した。試料Ｎｏ、４では表面より３５μ−のｉさま
でＺｒＢｔが微細に分散し第２表 た■を形成し、内部には未固溶のＧｕｓＺｒが存在した
。
なお、各試料の硼化物粒子が分散した表層部の厚さ、硼
化物の割合、硼化物粒子の粒径を第２表に示す。
化物の割合、硼化物粒子の粒径を第２表に示す。
次にこれら試料の電気接点材料としての性能を膳べるた
め対向式接点特性試験と摺動式接点特性試験を実施した
。
め対向式接点特性試験と摺動式接点特性試験を実施した
。
対向式接点特性試験はＡＳＴＭ規格のＡＳＴＭ式対向式
試験機を用い、直流電圧１２±０．１Ｖ。
試験機を用い、直流電圧１２±０．１Ｖ。
電流１０Ａ、ランプ負荷１３０Ｗ、接触荷重３０ｏａ、
解離荷重３００１１１．繰り返し速１６０回／分、試験
片形状直径６．４１−高さ２．４ｍｍ同種林料の組合わ
せとし、２５万回のＯＮ、ＯＦＦを行なった。その結果
を第３表に示す。２５万回の試験中、溶着、焼付、その
他の異常はみられな力＼つた。なお、試料Ｎｏ、５につ
いては若干表面に酸化がみられた。しかし電気接点材料
として同題となるものではなかった。
解離荷重３００１１１．繰り返し速１６０回／分、試験
片形状直径６．４１−高さ２．４ｍｍ同種林料の組合わ
せとし、２５万回のＯＮ、ＯＦＦを行なった。その結果
を第３表に示す。２５万回の試験中、溶着、焼付、その
他の異常はみられな力＼つた。なお、試料Ｎｏ、５につ
いては若干表面に酸化がみられた。しかし電気接点材料
として同題となるものではなかった。
なお参考までに第２表に示す試料Ｎ０．１０１〜Ｎｏ、
１０５の従来公知の接点材料につＬ／Ｎて対向式接点特
性実験を実施した。その結果も第３表に示す。
１０５の従来公知の接点材料につＬ／Ｎて対向式接点特
性実験を実施した。その結果も第３表に示す。
これら従来の接点材料に比較して本発明の接点材料は溶
着、材料の移転等の不都合がみられず良好なものであっ
た。
着、材料の移転等の不都合がみられず良好なものであっ
た。
摺動式接点特性試験は特別に試験機を作り、これを用い
て行なった。この試験機は６ｏｒｐｍで回転する銅板の
中心より１２．５１−の部分に半球形状の試片を押付け
る方式のものである。
て行なった。この試験機は６ｏｒｐｍで回転する銅板の
中心より１２．５１−の部分に半球形状の試片を押付け
る方式のものである。
試験条件は直流電圧１２±０．１Ｖ、電流１０Ａ。
接触荷重３００Ｑ、すべり速度７８．５ｍｍ／秒。
全−動距離６２００ｍ、潤滑油なしとした。試験片は５
０Ｘ５０ｘ１ｍ−の板材の中央部に半径５１Ｉｌｌの半
球を突出した加工を行ない、この球面を摺動面とした。
０Ｘ５０ｘ１ｍ−の板材の中央部に半径５１Ｉｌｌの半
球を突出した加工を行ない、この球面を摺動面とした。
相手材としては５０Ｘ５０Ｘ１一層のタフピッチ銅板材
を用いた。試験結果を第３表に示す。第３表より明らか
なように接触抵抗が０．６〜１．２畠Ωと小さく、かつ
消耗料もほとんどない程度の良好なものであった。 以
上のように。
を用いた。試験結果を第３表に示す。第３表より明らか
なように接触抵抗が０．６〜１．２畠Ωと小さく、かつ
消耗料もほとんどない程度の良好なものであった。 以
上のように。
本発明の電気接点材料は対向式接点用としても。
摺動式接点用としてもすぐれた接点特性をもつものであ
る。
る。
第１図は実施例に示した試料Ｎ００２の断面顕微鏡写真
図、第２図は試料Ｎ００３の断面顕微鏡写真図、第３図
は試料Ｎｏ、４の断面顕微鏡写真図である゛。 特許出願人 株式会社 豊田中央研究所 株式会社 東海理化電１−作所 代 理 人 弁理士 大川 宏 昭和５７年６月１１日 １．事件の表示 昭和５７年特許願第００９７３２＠ ２、発明の名称 電気接点材料 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県愛知郡長久手町大字長漱 字横道４１番地の１ （３６０）株式会社 豊田中央研究所 代表取締役 小 松 登 愛知県西春日井郡西枇杷島町大字 下小田井字土砂人１番地 （３５５）株式会社東海理化’ＩＩＮ製作所４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区 名駅３丁目３番の４ 児玉ビル（電話＜ ０５２ ＞ ５８３−９７２０ ）
弁理士（８１７７） 大 川 宏 ５、補正命令の日付 昭和５７年５月７日（発送日
昭和５７年５月２５日） ６、補正の対象 願書及び明細書全文 ７、補正の内容 別紙の通り明細書の図面の簡単な説明を補正し、かつ、
該別紙の通りタイプ印書（黒色）により鮮明に記載した
願書及び明細書を提出します。 ８、添付書類 （１）願書 正副 各１通〈２）明細！
１ １通以上 明 細 書 １、発明の名称 電気接点材料 ２、特許請求の範囲 （１）銅または銅合金を母材とし、電気接点となる表面
部分の表面がら０．０１＋ｕｎ〜１１ｍの表層部にアル
ミニウム（ＡＩ＞、砒素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）
、コバルト（Ｃｏ）、ガリウム（Ｇａ）、？ンガン（Ｍ
ｎ）、クロム（Ｃｒ）。 タンタル＜Ｔａ）、タングステン〈Ｗ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（ＭＯ）ニオブ（Ｎ
ｂ）、バナジウム（Ｖ）、マグネシウム（Ｍａ）、白金
（Ｐｔ ）のポライドを主要成分とする硼化物粒子を分
散せしめた構造としたことを特徴とする電気接点材料。 （２）硼化物粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍである
特許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 （３）表層部の組成は硼化物粒子が１〜５゜容曇％、残
部銅または銅合金である特許請求の範囲第１項記載の電
気接点材料。 （４）硼化物粒子は母材中に生成分散したものである特
許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 （５）硼化物粒子を分散せしめた表一部％法衣［ｉから
０．０３ｍｍ〜０．１園−である特許請求の範囲第１項
記載の電気接点材料。 ３、発明の詳細な説明 本発明は銅を母材とする電気接点材料に関するものであ
る。従来電気接点材料として銀または銀合金が主として
対向式接点に、タフピッチ銅。 黄銅などが摺動式接点に使用されて０る。前者は負金属
である銀を使用するため経済的に使用しにくい欠点があ
る。また後者は摩耗しやす（Ｘとｌ／Ｘつた欠点をもつ
。発明者は上記問題点のな０総合性能のすぐれた電気接
点の開発をめざし本発−〇電気接点材料を完成したもの
である。 本発明の電気接点材料は銅または銅合金を母材とし、電
気接点となる表面部分の表面ｈＸら０゜Ｑ ｉ Ｉ＠〜
ｉｌｌの表層部にアルミニウム（ＡＩ）。 （Ｇｏ）、ガリウム（Ｇａ）、マンガン（Ｍｎ ） 。 クロム（Ｃ「）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ
）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）。 モリブデン（ＭＯ）、ニオブ（Ｎｂ＞、バナジウム（Ｖ
）、マグネシウム（ＭＱ）、白金（Ｐ（）のポライドを
主要成分とする硼化物粒子を１成分散せしめた構造とし
たことを特徴とするものである。この電気接点材料は、
銅の特性であるすぐれた低い電気抵抗とＡＩ 、 Ａｓ
、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 。 Ｍｎ、Ｏｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ。 Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔのポライドの耐摩耗性、耐溶着性。 耐アーク性を兼備する。また第１表に示すようにこれら
のポライドは抵抗率が比較的小さく（即ち導電性がより
）、また融点が高い。たとえばＯｒＣ １３の場合、抵抗率は６４Ｘ１０ ０ｃｍであり。 融点は１５５０℃である。したがって本発明の電気接点
材料は、経済的にも有利であるとともに総合性能にすぐ
れ、対向式接点としてもまた階動式接点としても使用で
きるものである。 第１表 ここに９本発明の電気接点材料の母材とは。 実質的に電気材料の形状を形成するもので、板材１棒材
その他目的とする接点形状のものでもよい。 母材の材質は銅または銅合金である。これは経済性とす
ぐれた電気伝導度を兼ねそなえたものとして選択された
ものである。 表層部は銅または銅合金中にＡＩ、Ａｓ、Ｃｄ 、 Ｇ
ｏ 、 Ｑａ 、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 、 Ｔａ 、 Ｗ
、 Ｚｒ 。 Ｆｅ 、ＭＯ、Ｎｂ 、Ｖ、Ｍ（１、Ｐｔのポライドよ
りなる硼化物粒子が分散した構造をもつ。表層部の厚さ
は０．０１１−ないしｌ ａｍ、より好ましくは０．０
３−論ないし０．１１−である。表層部の厚さが薄いと
耐久性が短くなり、逆に厚くなると電気抵抗が大きくな
る。表層部は母材中に形成しても。 また表層部と母材とを接合したものでもよい。表層部が
母材中に生成して形成される場合には表層部と母材の一
体性がより増加し、耐久性、低い電気抵抗をもつ等で、
接合したものに比較してでぐれている。表層部中の銅ま
たは銅合金は、母材のそれらとかならずしも同一の組成
である必要はない。表層部中に分散している硼化物はＡ
Ｉ 、 Ａｓ 。 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 、丁
ａ、Ｗ、７ｒ。 Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍａ、Ｐｔのホライドを一１要
成分とし、これらは比較的高い硬度、低い固有抵抗、高
い融点をもち、使用が期待される電気接点材料としてす
ぐれた特性をもつ。第１表に示すようにたとえばＡｌ８
２の融点は１３５０℃であり、ＭＯＢ２の抵抗率は４５
Ｘ １０−’Ωｃｍである。 表層部に占める硼化物粒子の割合は、容量％で１〜５０
％が望ましい。硼化物粒子の割合が少なくなると耐要着
性、耐アーク性、耐摩耗性が悪化し、逆に硼化物が５０
％をこえると電気抵抗が増大する。 なお硼素と銅とは相溶性が悪い。このためＡＩ 、 Ａ
ｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃ
ｒ 、 Ｔａ 。 Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、ＭＯ，Ｐｔのポライ
ドと銅との相溶性もよくないと考えられる。 従って胴中に分散するＡＩ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｇｏ。 Ｇａ、Ｍｎ、Ｏｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚ’ｒ、Ｆｅ、Ｍｏ。 Ｎｂ 、Ｖ、ＭＩＪ 、Ｐｔのポライドの粒子と銅また
は銅合金のより強い接合を図るのが望ましい。この方法
としてこれら硼化物の硼素以外の構成成分であるＡＩ
、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ
、 Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍ
ｏ、Ｐｔを分散媒である銅に入れたアルミニウム鋼合金
、あるいは、ｈドミウム銅合金、またはり【コム分散銅
等の合金または硼化物形成金属分散銅とし、これに硼素
を浸透拡散させ、銅、銅合金中にＡＩ 、 ＡＳ 、
ｃｄ 、 ｃｏ 、 Ｑａ 、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 。 丁ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ。 Ｐ【のポライドを生成させるのが良い。これらのポライ
ドが銅合金中に生成する場合には、これらのポライド粒
子と銅または銅合金の密着性は良いと考えられる。 本発明の電気接点材料は上記した構成より成る。本発明
の電気接点材料の性能は１代表的な電気接点材料銀銅合
金（９０重量％ＡＡｌ−１０重量％Ｃ１）、リン青銅と
比較して、優秀なものから挙げると、接触抵抗での順位
は銀銅合金〉本発明の電気接点材料〉リン青銅、耐溶着
性および耐消耗性は０本発明の電気接点材料〉リン青銅
〉銀銅合金となる。このように本発明の電気接点材料が
すぐれた特性をもつのは次のような叩出によると考える
。まず母材を銅、銅合金とすることにより。 電気抵抗を小さく保った。また表層部を薄くするととも
に、電気抵抗の比較的低い硼化物を粒子状として、銅ま
たは銅合金中に分散させ、電流は可能なかぎり銅、銅合
金中を流すようにした。表層部に存在する硼化物粒子に
より溶着を防止するとともに耐消耗性を高めている。 本発明の電気接点材料は上記した特性をもつとともに、
母材が銅または銅合金であり９表層部が０．０１〜１−
と比較的薄いため加工が容易であるといった利点をもつ
。そのため接点として他の機械、器具に取り付ける場合
にも、かしめ、つぶし、ボスだしなどの加工が可能であ
り、この面での実用上のメリットが大きい。 本発明の電気接点材料を製造するには、硼化物ニスルヘ
きＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｑａ 、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ。 Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔと銅との合金を母材とし、それに硼素を
浸透拡散させ、母材の表層部において母材中のＡＩ 、
Ａｓ、 ｃｏ、 Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ。 Ｗ、 Ｚｒ、 Ｆｅ、’Ｍｏ、Ｎｂ、 Ｖ、Ｍ（Ｊ、
Ｐｔと一桑とにより、それらの元素のポライドを生成さ
せ、 ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ
、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 。 Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、ＭＯ。 ＰＩのポライドの微細粒子を形成させる。これにより本
発明の電気接点材料が製造でさる。アルミニウムポライ
ド等の微細粒子が入手できる場合には粉末焼結技術によ
り本発明の材料が得られると思われる。しかし表層部が
薄く１表層部のみにこれらのポライドを分散させなけれ
ばならないため。 実用化するには多くの問題があると思われる。 以ト実施例を示す。 本発明の電気接点材料として、第２表に示す試料Ｎ０１
１〜Ｎｏ、５の５種類の試料を調整した。そしてこれら
の試料を第１表にそれぞれ示す母材組成の合金により６
．４φＸ２．４ｍｍの形状に切削加工した原材料及び圧
延によりｌ＋ｉ厚さの板より５０ｘ５０＋ｉの大きさに
切断した原材料の２種類とし、これらに従来公知の溶融
塩法による浸硼素処理を行ない製造したしのぐある。具
体的には、たとえば試料Ｎ０．２は硼砂６０ｗｔ％、炭
化硼素（ＢａＣ）粉末（粒径７９〜１４９μ腸）４０Ｗ
［％よりなる９５０℃の溶融塩浴中に４ ｈｒｆｉ漬保
持し、その後浴より取り出し空冷して得たものであり、
試料Ｎ００３は、試料Ｎｏ、２と同様の５払で８５０℃
、４ｈ「の加熱処理を行ない得たものであり、試料Ｎ０
９４も同様に８５０℃、４ｈｒの加熱１１！Ｌ３！ｌに
より得たものである。 試料Ｎ０．２についてその断面顕微鏡写真を第１図に、
試料Ｎｏ、３についての断面顕微鏡写真を第２図に、試
料Ｎ０１４についての断面顕微鏡写真を第３図にそれぞ
れ示す。 試料Ｎ００２は第１図のように表面より４０μｍの深さ
まで硼化物が微細に分散した銅ベースの層を有し、この
硼化物はＸ線回折の結果ＣｒＢであり、また内部に粗大
粒で分散している物質は鋼中に未固溶のＣｒであった。 試料Ｎｏ、３では表面より４０μ園の深さまでＣｏＢが
微細に分散した層が形成され、内部には未固溶のＣＯが
存在した。試料Ｎ０．４では表面より３５μ霧の深さま
でＺｒＢ２が微細に分散した層を形成し、内部には未固
溶のＧＩＪ ３ Ｚ ｒが存在し１．：。 なお、各試料の硼化物粒子が分散した表層部の厚さ、硼
化物の割合、硼化物粒子の粒径を第２表に示づ。 次にこれら試料の電気接点材料としての性能を調べるた
め対向式接点特性実験と開動式接点特性試験を実施した
。 灼向式接点特性試験はＡＳＴＭ規格のＡ Ｓ Ｔ Ｍ式
対向式試験機を用い、直流電圧１２±ｏ、ｉｖ。 電流１０Ａ、ランプ負荷１３０Ｗ、接触荷重３００ｇ、
解離荷重３００ｇ、繰り返し速度６０回／分、試験片形
状直径６，４ｓｎ高さ２．４−一同種材料の組合わせと
し、２５万回のＯＮ、ＯＦＦを行なった。その結果を第
３表に示す。２５万回の試験中、溶着、焼付、その他の
異常はみられなかった。なお、試料Ｎｏ、５については
若干表面に酸化がみられた。しかし電気接点材料として
問題となるものではなかった。 なお参考までに第２表に示す試料Ｎ０．１０１〜Ｎｏ、
１０５の従来公知の接点材料について対向式接点特性実
験を実施した。その結果も第３表に示す。 これら従来の接点材料に比較して本発明の接点材料は溶
着、材料の移転等の不都合がみられず良好なものであっ
た。 摺動式接貞特性試験は特別に試験機を作り、これを用い
で行なった。この試験８！は６０ｒｐｒｒ＋ｃ月転ダる
銅板の中心より１２．５ｍ−の部分に半球形状の試片を
押付ける方式のものである。 試験条件は直流電圧１２±０．１Ｖ、電流１０Ａ。 接触荷１３００（Ｊ、？ｊべり１度７８．５ｍｌ！′ｌ
／秒。 全階動距離６２００ ｍ 、潤滑油なしとした。試験ハ
は５０Ｘ５０Ｘ１■■の板材の中央部に゛ｒ径５１１１
１Ｒの半球を突出した加工を行ない、この球面を磨動向
とした。相手材としては５０ｘ５０ｘ １ｇ１−のタフ
ピッチ銅板材を用いた。試験結果を第３表に示す。第３
表より明らかなように接触抵抗が０．６〜１．２ｍΩと
小さく、かつ消耗料もほとんどない程良の良好なもので
あった。 以Ｆのように。 本発明の電気接点材料は対向式接点用としても。 摺動式接点用としてもすぐれた接点特性をもつものであ
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図はＣｕ−５ｗｔ％Ｃｒ合金を母材とする硼化物分
散銅合金（試料Ｎｏ、２）の厚さ方向切断面の組成を表
す顕微鏡写真、第２図はＣｕ−５ｗｔ％ＣＯ合金を母材
とする硼化物分散銅合金（試＊３ＩＮ０．３）の厚さ方
向切断面の組成を表す顕微鏡写真、第３図はＣｕ−３ｗ
ｔ％Ｚ「合金を母材とする硼化物分散銅合金（試１１Ｎ
ｏ、４）の厚さ方向切断面の組成を表す顕微鏡写真であ
る。
図、第２図は試料Ｎ００３の断面顕微鏡写真図、第３図
は試料Ｎｏ、４の断面顕微鏡写真図である゛。 特許出願人 株式会社 豊田中央研究所 株式会社 東海理化電１−作所 代 理 人 弁理士 大川 宏 昭和５７年６月１１日 １．事件の表示 昭和５７年特許願第００９７３２＠ ２、発明の名称 電気接点材料 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県愛知郡長久手町大字長漱 字横道４１番地の１ （３６０）株式会社 豊田中央研究所 代表取締役 小 松 登 愛知県西春日井郡西枇杷島町大字 下小田井字土砂人１番地 （３５５）株式会社東海理化’ＩＩＮ製作所４、代理人 〒４５０愛知県名古屋市中村区 名駅３丁目３番の４ 児玉ビル（電話＜ ０５２ ＞ ５８３−９７２０ ）
弁理士（８１７７） 大 川 宏 ５、補正命令の日付 昭和５７年５月７日（発送日
昭和５７年５月２５日） ６、補正の対象 願書及び明細書全文 ７、補正の内容 別紙の通り明細書の図面の簡単な説明を補正し、かつ、
該別紙の通りタイプ印書（黒色）により鮮明に記載した
願書及び明細書を提出します。 ８、添付書類 （１）願書 正副 各１通〈２）明細！
１ １通以上 明 細 書 １、発明の名称 電気接点材料 ２、特許請求の範囲 （１）銅または銅合金を母材とし、電気接点となる表面
部分の表面がら０．０１＋ｕｎ〜１１ｍの表層部にアル
ミニウム（ＡＩ＞、砒素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）
、コバルト（Ｃｏ）、ガリウム（Ｇａ）、？ンガン（Ｍ
ｎ）、クロム（Ｃｒ）。 タンタル＜Ｔａ）、タングステン〈Ｗ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（ＭＯ）ニオブ（Ｎ
ｂ）、バナジウム（Ｖ）、マグネシウム（Ｍａ）、白金
（Ｐｔ ）のポライドを主要成分とする硼化物粒子を分
散せしめた構造としたことを特徴とする電気接点材料。 （２）硼化物粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍである
特許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 （３）表層部の組成は硼化物粒子が１〜５゜容曇％、残
部銅または銅合金である特許請求の範囲第１項記載の電
気接点材料。 （４）硼化物粒子は母材中に生成分散したものである特
許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 （５）硼化物粒子を分散せしめた表一部％法衣［ｉから
０．０３ｍｍ〜０．１園−である特許請求の範囲第１項
記載の電気接点材料。 ３、発明の詳細な説明 本発明は銅を母材とする電気接点材料に関するものであ
る。従来電気接点材料として銀または銀合金が主として
対向式接点に、タフピッチ銅。 黄銅などが摺動式接点に使用されて０る。前者は負金属
である銀を使用するため経済的に使用しにくい欠点があ
る。また後者は摩耗しやす（Ｘとｌ／Ｘつた欠点をもつ
。発明者は上記問題点のな０総合性能のすぐれた電気接
点の開発をめざし本発−〇電気接点材料を完成したもの
である。 本発明の電気接点材料は銅または銅合金を母材とし、電
気接点となる表面部分の表面ｈＸら０゜Ｑ ｉ Ｉ＠〜
ｉｌｌの表層部にアルミニウム（ＡＩ）。 （Ｇｏ）、ガリウム（Ｇａ）、マンガン（Ｍｎ ） 。 クロム（Ｃ「）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ
）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）。 モリブデン（ＭＯ）、ニオブ（Ｎｂ＞、バナジウム（Ｖ
）、マグネシウム（ＭＱ）、白金（Ｐ（）のポライドを
主要成分とする硼化物粒子を１成分散せしめた構造とし
たことを特徴とするものである。この電気接点材料は、
銅の特性であるすぐれた低い電気抵抗とＡＩ 、 Ａｓ
、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 。 Ｍｎ、Ｏｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ。 Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔのポライドの耐摩耗性、耐溶着性。 耐アーク性を兼備する。また第１表に示すようにこれら
のポライドは抵抗率が比較的小さく（即ち導電性がより
）、また融点が高い。たとえばＯｒＣ １３の場合、抵抗率は６４Ｘ１０ ０ｃｍであり。 融点は１５５０℃である。したがって本発明の電気接点
材料は、経済的にも有利であるとともに総合性能にすぐ
れ、対向式接点としてもまた階動式接点としても使用で
きるものである。 第１表 ここに９本発明の電気接点材料の母材とは。 実質的に電気材料の形状を形成するもので、板材１棒材
その他目的とする接点形状のものでもよい。 母材の材質は銅または銅合金である。これは経済性とす
ぐれた電気伝導度を兼ねそなえたものとして選択された
ものである。 表層部は銅または銅合金中にＡＩ、Ａｓ、Ｃｄ 、 Ｇ
ｏ 、 Ｑａ 、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 、 Ｔａ 、 Ｗ
、 Ｚｒ 。 Ｆｅ 、ＭＯ、Ｎｂ 、Ｖ、Ｍ（１、Ｐｔのポライドよ
りなる硼化物粒子が分散した構造をもつ。表層部の厚さ
は０．０１１−ないしｌ ａｍ、より好ましくは０．０
３−論ないし０．１１−である。表層部の厚さが薄いと
耐久性が短くなり、逆に厚くなると電気抵抗が大きくな
る。表層部は母材中に形成しても。 また表層部と母材とを接合したものでもよい。表層部が
母材中に生成して形成される場合には表層部と母材の一
体性がより増加し、耐久性、低い電気抵抗をもつ等で、
接合したものに比較してでぐれている。表層部中の銅ま
たは銅合金は、母材のそれらとかならずしも同一の組成
である必要はない。表層部中に分散している硼化物はＡ
Ｉ 、 Ａｓ 。 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃｒ 、丁
ａ、Ｗ、７ｒ。 Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍａ、Ｐｔのホライドを一１要
成分とし、これらは比較的高い硬度、低い固有抵抗、高
い融点をもち、使用が期待される電気接点材料としてす
ぐれた特性をもつ。第１表に示すようにたとえばＡｌ８
２の融点は１３５０℃であり、ＭＯＢ２の抵抗率は４５
Ｘ １０−’Ωｃｍである。 表層部に占める硼化物粒子の割合は、容量％で１〜５０
％が望ましい。硼化物粒子の割合が少なくなると耐要着
性、耐アーク性、耐摩耗性が悪化し、逆に硼化物が５０
％をこえると電気抵抗が増大する。 なお硼素と銅とは相溶性が悪い。このためＡＩ 、 Ａ
ｓ 、 Ｃｄ 、 Ｇｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ 、 Ｃ
ｒ 、 Ｔａ 。 Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、ＭＯ，Ｐｔのポライ
ドと銅との相溶性もよくないと考えられる。 従って胴中に分散するＡＩ 、Ａｓ、Ｃｄ、Ｇｏ。 Ｇａ、Ｍｎ、Ｏｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚ’ｒ、Ｆｅ、Ｍｏ。 Ｎｂ 、Ｖ、ＭＩＪ 、Ｐｔのポライドの粒子と銅また
は銅合金のより強い接合を図るのが望ましい。この方法
としてこれら硼化物の硼素以外の構成成分であるＡＩ
、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ 、 Ｍｎ
、 Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍ
ｏ、Ｐｔを分散媒である銅に入れたアルミニウム鋼合金
、あるいは、ｈドミウム銅合金、またはり【コム分散銅
等の合金または硼化物形成金属分散銅とし、これに硼素
を浸透拡散させ、銅、銅合金中にＡＩ 、 ＡＳ 、
ｃｄ 、 ｃｏ 、 Ｑａ 、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 。 丁ａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｇ。 Ｐ【のポライドを生成させるのが良い。これらのポライ
ドが銅合金中に生成する場合には、これらのポライド粒
子と銅または銅合金の密着性は良いと考えられる。 本発明の電気接点材料は上記した構成より成る。本発明
の電気接点材料の性能は１代表的な電気接点材料銀銅合
金（９０重量％ＡＡｌ−１０重量％Ｃ１）、リン青銅と
比較して、優秀なものから挙げると、接触抵抗での順位
は銀銅合金〉本発明の電気接点材料〉リン青銅、耐溶着
性および耐消耗性は０本発明の電気接点材料〉リン青銅
〉銀銅合金となる。このように本発明の電気接点材料が
すぐれた特性をもつのは次のような叩出によると考える
。まず母材を銅、銅合金とすることにより。 電気抵抗を小さく保った。また表層部を薄くするととも
に、電気抵抗の比較的低い硼化物を粒子状として、銅ま
たは銅合金中に分散させ、電流は可能なかぎり銅、銅合
金中を流すようにした。表層部に存在する硼化物粒子に
より溶着を防止するとともに耐消耗性を高めている。 本発明の電気接点材料は上記した特性をもつとともに、
母材が銅または銅合金であり９表層部が０．０１〜１−
と比較的薄いため加工が容易であるといった利点をもつ
。そのため接点として他の機械、器具に取り付ける場合
にも、かしめ、つぶし、ボスだしなどの加工が可能であ
り、この面での実用上のメリットが大きい。 本発明の電気接点材料を製造するには、硼化物ニスルヘ
きＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｑａ 、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ。 Ｖ、Ｍｇ、Ｐｔと銅との合金を母材とし、それに硼素を
浸透拡散させ、母材の表層部において母材中のＡＩ 、
Ａｓ、 ｃｏ、 Ｇａ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔａ。 Ｗ、 Ｚｒ、 Ｆｅ、’Ｍｏ、Ｎｂ、 Ｖ、Ｍ（Ｊ、
Ｐｔと一桑とにより、それらの元素のポライドを生成さ
せ、 ＡＩ 、 Ａｓ 、 Ｃｄ 、 Ｃｏ 、 Ｇａ
、 Ｍｎ 、 Ｏｒ 。 Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、ＭＯ。 ＰＩのポライドの微細粒子を形成させる。これにより本
発明の電気接点材料が製造でさる。アルミニウムポライ
ド等の微細粒子が入手できる場合には粉末焼結技術によ
り本発明の材料が得られると思われる。しかし表層部が
薄く１表層部のみにこれらのポライドを分散させなけれ
ばならないため。 実用化するには多くの問題があると思われる。 以ト実施例を示す。 本発明の電気接点材料として、第２表に示す試料Ｎ０１
１〜Ｎｏ、５の５種類の試料を調整した。そしてこれら
の試料を第１表にそれぞれ示す母材組成の合金により６
．４φＸ２．４ｍｍの形状に切削加工した原材料及び圧
延によりｌ＋ｉ厚さの板より５０ｘ５０＋ｉの大きさに
切断した原材料の２種類とし、これらに従来公知の溶融
塩法による浸硼素処理を行ない製造したしのぐある。具
体的には、たとえば試料Ｎ０．２は硼砂６０ｗｔ％、炭
化硼素（ＢａＣ）粉末（粒径７９〜１４９μ腸）４０Ｗ
［％よりなる９５０℃の溶融塩浴中に４ ｈｒｆｉ漬保
持し、その後浴より取り出し空冷して得たものであり、
試料Ｎ００３は、試料Ｎｏ、２と同様の５払で８５０℃
、４ｈ「の加熱処理を行ない得たものであり、試料Ｎ０
９４も同様に８５０℃、４ｈｒの加熱１１！Ｌ３！ｌに
より得たものである。 試料Ｎ０．２についてその断面顕微鏡写真を第１図に、
試料Ｎｏ、３についての断面顕微鏡写真を第２図に、試
料Ｎ０１４についての断面顕微鏡写真を第３図にそれぞ
れ示す。 試料Ｎ００２は第１図のように表面より４０μｍの深さ
まで硼化物が微細に分散した銅ベースの層を有し、この
硼化物はＸ線回折の結果ＣｒＢであり、また内部に粗大
粒で分散している物質は鋼中に未固溶のＣｒであった。 試料Ｎｏ、３では表面より４０μ園の深さまでＣｏＢが
微細に分散した層が形成され、内部には未固溶のＣＯが
存在した。試料Ｎ０．４では表面より３５μ霧の深さま
でＺｒＢ２が微細に分散した層を形成し、内部には未固
溶のＧＩＪ ３ Ｚ ｒが存在し１．：。 なお、各試料の硼化物粒子が分散した表層部の厚さ、硼
化物の割合、硼化物粒子の粒径を第２表に示づ。 次にこれら試料の電気接点材料としての性能を調べるた
め対向式接点特性実験と開動式接点特性試験を実施した
。 灼向式接点特性試験はＡＳＴＭ規格のＡ Ｓ Ｔ Ｍ式
対向式試験機を用い、直流電圧１２±ｏ、ｉｖ。 電流１０Ａ、ランプ負荷１３０Ｗ、接触荷重３００ｇ、
解離荷重３００ｇ、繰り返し速度６０回／分、試験片形
状直径６，４ｓｎ高さ２．４−一同種材料の組合わせと
し、２５万回のＯＮ、ＯＦＦを行なった。その結果を第
３表に示す。２５万回の試験中、溶着、焼付、その他の
異常はみられなかった。なお、試料Ｎｏ、５については
若干表面に酸化がみられた。しかし電気接点材料として
問題となるものではなかった。 なお参考までに第２表に示す試料Ｎ０．１０１〜Ｎｏ、
１０５の従来公知の接点材料について対向式接点特性実
験を実施した。その結果も第３表に示す。 これら従来の接点材料に比較して本発明の接点材料は溶
着、材料の移転等の不都合がみられず良好なものであっ
た。 摺動式接貞特性試験は特別に試験機を作り、これを用い
で行なった。この試験８！は６０ｒｐｒｒ＋ｃ月転ダる
銅板の中心より１２．５ｍ−の部分に半球形状の試片を
押付ける方式のものである。 試験条件は直流電圧１２±０．１Ｖ、電流１０Ａ。 接触荷１３００（Ｊ、？ｊべり１度７８．５ｍｌ！′ｌ
／秒。 全階動距離６２００ ｍ 、潤滑油なしとした。試験ハ
は５０Ｘ５０Ｘ１■■の板材の中央部に゛ｒ径５１１１
１Ｒの半球を突出した加工を行ない、この球面を磨動向
とした。相手材としては５０ｘ５０ｘ １ｇ１−のタフ
ピッチ銅板材を用いた。試験結果を第３表に示す。第３
表より明らかなように接触抵抗が０．６〜１．２ｍΩと
小さく、かつ消耗料もほとんどない程良の良好なもので
あった。 以Ｆのように。 本発明の電気接点材料は対向式接点用としても。 摺動式接点用としてもすぐれた接点特性をもつものであ
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図はＣｕ−５ｗｔ％Ｃｒ合金を母材とする硼化物分
散銅合金（試料Ｎｏ、２）の厚さ方向切断面の組成を表
す顕微鏡写真、第２図はＣｕ−５ｗｔ％ＣＯ合金を母材
とする硼化物分散銅合金（試＊３ＩＮ０．３）の厚さ方
向切断面の組成を表す顕微鏡写真、第３図はＣｕ−３ｗ
ｔ％Ｚ「合金を母材とする硼化物分散銅合金（試１１Ｎ
ｏ、４）の厚さ方向切断面の組成を表す顕微鏡写真であ
る。
Claims (4)
- （１）銅または銅合金を母材とし、電気接点となる表面
部分の表面から０．０１ｖａ〜１１１ｆｉｌの表層部に
アルミニウム（ＡＩ）、砒素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃ
ｄ）、コバルト（ＣＯ）、ガリウム（Ｇａ）、？ンガン
（Ｍｎ）、クロム（Ｏｒ）。 タンタル（丁ａ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム
（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、モリブデン（ＭＯ）ニオブ（Ｎ
ｂ）、バナジウム（Ｖ）、マグネシウム（Ｍｇ）、白金
（Ｐｔ ）のポライドを１装成分とする硼化物粒子を分
散せしめた構造としたことを特徴とする電気接点材料。 - （２）硼化物粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍである
特許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 - （３）表層部の組成は硼化物粒子が１〜５０容−％、残
部銅または銅合金である特許請求の範囲第１項記載の電
気接点材料。 - （４）硼化物粒子は母材中に生成分散したものである特
許請求の範囲第１項記載の電気接点材料。 （５〉硼化物粒子を分散せしめた表層部は表面から０．
０３１１〜Ｏ０Ｉｇｈ−である特許請求の範囲第１項記
載の電気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009732A JPS58128609A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009732A JPS58128609A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 電気接点材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58128609A true JPS58128609A (ja) | 1983-08-01 |
Family
ID=11728479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57009732A Pending JPS58128609A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58128609A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104505136A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-08 | 乐清市长虹电工合金材料有限公司 | 一种陶瓷状鈮铜硬质特种铜基合金电触头及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49133896A (ja) * | 1973-04-26 | 1974-12-23 | ||
| JPS5374272A (en) * | 1976-12-15 | 1978-07-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Composite contact material and method of producing same |
-
1982
- 1982-01-25 JP JP57009732A patent/JPS58128609A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49133896A (ja) * | 1973-04-26 | 1974-12-23 | ||
| JPS5374272A (en) * | 1976-12-15 | 1978-07-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Composite contact material and method of producing same |
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|---|---|---|---|---|
| CN104505136A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-08 | 乐清市长虹电工合金材料有限公司 | 一种陶瓷状鈮铜硬质特种铜基合金电触头及其制备方法 |
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