JPS5823442B2 - 接点ブリツジの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接点の導電材料として適する第１の金属と支持
体材料として適する第２の金属とを用い、良導電性の表
面層と、たとえば袖状等の接点に適する形状の支持体部
分とをそなえる接点ブリッジの製造方法に関する。

そのような接点ブリッジを軽量につくることは努力され
ている。

しかしそれは比較的高い剛性とその上に通電方向におけ
る良好な導電性が必要である。

従ってそのような接点ブリッジは型打曲げ部材として鉄
で造られる（西ドイツ特許第２１６１６１６号）。

この鉄を折曲げた接点ブリッジは銅表面と本来の接点を
ろう付する。

そのような接点ブリッジは製造に比較的費用がかかるか
ら、本発明の目的はそのような接点ブリッジの製造の為
に簡単であり、その最終製品が軽量と高い剛性を備えな
がらろう何部が少なく、従って良好な通電領域における
導電性と高い製造信頼度が保証される方法を提示するこ
とにある。

これは本発明によれば第１の金属を表面に配し第２の金
属を基体金属とする２層粉末素材を圧縮し、保護ガス中
で焼結し、中間製品を得、この中間製品をコイニングし
た後に保護ガス中で再度焼結し、その後ダイクッション
プレスによ゛り型の中で仕上げ圧縮を行う。

ダイクッションプレスによる焼結鉄の冷開成形法自体は
公知であるが（インゾストリエアンツアイゲル第９３巻
１１号。

１９７１年１２月３日発行、２５頁および６３頁以下）
、シかしこの公知のダイクッションプレスの使用ゲけう
まくいくものではない。

なぜなら１層だけの部品に用いられる公知の冷開成形法
では、焼結温度が最適に選ばれる（０．８〜０．９ Ｔ
ｍ 、ここにＴｍ−融解温度（０に’）’）ので残留空
孔率は１５％以下であるからである。

２層焼結体の適用の際には低い方の温度で融解する金属
（上述の場合は銅）の融解点を超えてはならないので、
焼結状態が不具合である。

同時に鉄粉の緻密化のために最適な５００〜６０ＯＮＭ
ｒ１１−２の圧力の適用も、この場合鋼層が圧縮されす
ぎるから不可能である。

銅粒子の過度の塑性変形はその際工具の侵蝕を来し、ま
たほかに封じ込まれたガスによって焼結の際に著しい気
泡の発生をもたらす。

この理由から圧縮圧力は２００ＭＮＭ−２と４００ＭＮ
Ｍ−２の間の範囲に限定される。

これは鉄粉の流動には低すぎる約１０００°Ｃの焼結温
度と相まって約３０ｆｏの高い残留空孔率に導（。

そのような高い残留空孔率では亀裂の生じない冷開成形
はダイクッションプレスによるのみでは不可能である。

高い動的荷重のかかる部品用の焼結鋼を５工程、すなわ
ち圧縮、焼結、再圧縮、焼結、コイニングの各工程を経
て製造することは公知である（ホーゲルへルラーグ発行
「マジーネンマルクト」別冊、第７４巻、１１号、１９
号、２９号１９６８年１焼結材料製歯車」第１表）。

しかしこの場合は導電性は関係ないから２層焼結体の問
題は存在しない。

第１の金属として銅が、第２の金属として鉄が用いられ
る限り、１０００℃が有効な焼結温度であることが判っ
ている。

圧縮が約２００ＭＮｍ ”の圧力において、コイニン
グが６００〜１０００Ｍ１００Ｏの範囲、特に８００Ｍ
Ｎｍ ”において、またダイクッションプレスによる
プレスが２０００ ＭＮｍ −２において行われるなら
ば、接点ブリッジのための最適特性値を生ずる。

２０００ＭＮｍ”は比較的稜の鈍い先端縁部の製作のた
めに必要である。

この圧力は稜の丸いのを我慢できる時には小さくできる
。

接点面自身を接点ブリッジの製造工程に結び付けて設け
ようとするならば、それは第１の金属として銀−酸化金
属材料を用い、第２の金属として銅−ジルコニウム（Ｃ
ｕＺｒ ）を用いるときには有効である。

この場合圧縮は２００ＭＮｍ−２と４００ＭＮｍ−２の
間の範囲の圧力で行われ、焼結にはＣｕ−とＡｇの間に
形成される共晶のために７８０℃以下の焼結温度だけが
用いられる。

ジルコニウムの添加はＣｕを用いた時のブリッジの強度
を上げるために選ばれた。

以下図によって接点ブリッジの形を示す。

支持体は１の符号がつけられ、銅面は符号２を有する。

図から判るように縦縁部３は比較的肉薄であり、それに
反して先端縁部４は電弧に対する耐弧材料として役立つ
ために５：２の比で肉厚である。

先端縁部は図示されていない減衰はわが桶から滑り出る
のを妨げるために矩形断面でなければならない。

桶の底部５の厚さは接点ブリッジを不必要に重くしない
ために比較的薄くつくられる。

しかしここでは成形技術の限界に拘束される。

銅面２の上にろう付される接点面は図示していない。

原料粉末として鉄および銅を用いた。

下側のプレス型の中央部は銅で満される凹所を有する。

それによって伝導性の理由から厚くされる銅層が接点の
間にでき、一方接点で被覆される面はろう付合のための
薄い層を保つ。

鉄−銅複合部材に対しては銅粉の工具への食い付きが過
早に起きないように、鉄の場合には通常５００〜６００
ＭＮｍ−２であるのに対し２００ＭＮｍ ”の圧縮圧
力が選ばれた。

金型は時々潤滑剤が噴霧された。ブリッジの中央部の高
さの相違のために圧縮体は密度に差があるが、それがプ
レス成形の際には有利である。

焼結は１０００℃で保護ガスとしての浄化された窒素中
か又は保護ガスとしての改質ガス中で行われる。

最初の焼結の後の約３０％の空孔率は、プレス成形の変
形にはなお高すぎるから、８００ＭＮｍ”でコイニング
され同じ条件でなお一度焼結される。

第二の熱処理はコイニングの際に圧着された空孔への強
度を高める焼結効果のほかに後につゾくプレス成形工程
のための材料の軟化焼鈍をも実現する。

この方式により接点領域では１．５〜２％、中央領域で
はそこの大きい材料厚さのために約８％の空孔率が得ら
れる。

プレス成形には部品は脂肪で潤滑される。

薄い銅面ば変形の際に有効に働く。

銅は鉄より容易に変形するから鉄がその高すぎる変形抵
抗と薄すぎる底の厚さのために流動しない領域を満すの
で、ろう何面の領域では稜は鋭いけれども尖ってはいな
い接点ブリッジが得られ、それが接点面のろう付に対し
特に好都合である。

コイニングとしてのプレス工程から生ずる接点領域およ
び中央領域の空孔率の差により望ましい形状への接点ブ
リッジの変形は太いに恩恵を受ける。

緻密材料の際には中央領域の材料は始めから非常に強く
薄い縦縁部に流れ、そのために縦縁部ははみ出しすぎる
。

しかし焼結材料の際にはブリッジの両端領域においては
すでに先端縁部に鉄が流れ出るのに、中央領域の鉄は高
い多孔性のために最初は主として緻密化される。

それによって焼結部品では先端縁部の一様に良好な充填
が説明される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基いてつくられた接点ブリッジの一例
の下側平面図、第２図は同じく縦断面図である。 １・・・・・・支持体、２・・・・・・銅面、３・・・
・・・縦縁部、４・・・・・・先端縁部、５・・・・・
・桶底部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接点の導電材料として適する第１の金属と支持体材
   料として適する第２の金属とを用い、良導電性の表面層
   と、たとえば袖状等の接点に適する形状の支持体部分と
   をそなえる接点ブリッジの製造方法において、第１の金
   属を表面に配し第２の金属を基体金属とする２層粉末素
   材を圧縮し、保護ガス中で焼結して中間製品を得、この
   中間製品をコイニングした後に保護ガス中で再度焼結し
   、その後ダイクッションプレスにより型の中で仕上げ圧
   縮することを特徴とする接点ブリッジの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、第１
   の金属として銅を用い、第２の金属として鉄を用いるこ
   とを特徴とする接点ブリッジの製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の方法において第１の
   金属として銀−酸化金属材料を用い、第２の金属として
   銅−ジルコニウム（ＣｕＺｒ ）を用いることを特徴と
   する接点ブリッジの製造方法。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の方法において、焼結が
   約１０００℃で行われることを特徴とする接点ブリッジ
   の製造方法。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の方法において、焼結が
   ７８０℃以下の温度で行われることを特徴とする接点ブ
   リッジの製造方法。 ６ 特許請求の範囲第２項又は第５項に記載の方法にお
   いて、圧縮が約２００ ＭＮｍ ”の圧力において、コ
   イニングが６００〜１０００Ｍ１００Ｏの範囲の圧力、
   特に８００ＭＮｍ−２において、またダイクッションプ
   レスによるプレスが約２０００ＭＮｍ−２において行わ
   れることを特徴とする接点ブリッジの製造方法。 ７ 特許請求の範囲第３項又は第６項に記載の方法にお
   いて、圧縮が２００ＭＮｍ ”と４００ＭＮｍ−２の間
   の範囲の圧力において、コイニングが６００〜１００１
   ００Ｏ”の範囲の圧力、特に８００ＭＮｍ−２において
   、またダイクッションプレスによるプレるが約２０００
   ＭＮｍ−２において行われることを特徴とする接点ブリ
   ッジの製造方法。