JPS5884945A - 電気接点材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流を通電開閉する機器に使用する電気接点材
料に関するものである。

また％ＫＡｇ−Ｎｉ−硼化物系合金の特性向上を目的と
したものである。従来Ａｇ−Ｗｅ系合金はそのすぐれた
耐アーク性、耐溶着性のため気中しゃ断器、開閉器等の
機器の接点として広く使用されている。

しかるに最近、ノーヒユーズブレーカを始めとする気中
しゃ断器や開閉器等の機器は小型、高性能のすう勢にあ
り、これに伴って接点材料への負荷が厳しくなり、接点
性能の向上が強く要請されている。又機器の小型化によ
り接点寸法の小型化、接触圧力の低下の傾向にあり、こ
れによって電流しゃ断時に生ずる消耗、飛散が増大し接
点の溶着や機器の絶縁劣化、さらに定格電流開閉時に温
度上昇が起り易いといった問題が生じている。このよう
な特性改善の要望に答えるものの一つとしてムｇ−ｗｅ
合金にグラフアイ）　　（Ｇｒ）を添加した接点が開発
された。この接点は開閉時発生したアーク熱でＧｒ　が
還元ガスとなりｗｅの酸化を防止して温度上昇を抑え、
かつＧｒの潤滑性により耐溶着性を高める効果がある。

しかし乍ら、Ｇｒの添加つた。このため小型高性゛能の
しゃ断器や開閉器では可動接点にはＡｇ−Ｗｅ接点、固
定接点にはＡｇ−Ｗｅ−Ｇｒ接点という組合せで使用せ
ざるを得なかった。

しかし、可動部と固定部で材質を変えて組合せる能の機
器では接触圧力が小さく、開閉時に発生するアーク熱に
よって異常な温度上昇、消耗、絶縁劣化、溶着が多発し
更に接点性能の改善が要望されている。一方、これらの
要求に対しＡｇ−Ｎｉ−硼化物系接点が発廚されている
が、温度上昇面でやや難点があり、使用範囲が狭い欠点
があった０本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り耐溶着性、耐消耗性、耐絶縁性を併せて具備し、かつ
温度上昇が低い実用性に優れた接点合金を提供するもの
である。更に本発明合金は高価な銀量な可成り少くして
も接点として使用可能な安価な接点合金を提供するもの
である０ 本発明による合金は、鉄族金属と銀に■ａ、ｖａ。

ｖａ族金属の硼化物、及び珪化物及びグラファイトを分
散含有せしめ、硼化物、珪化物が錯及び鉄族金属中に分
散したことを特徴とする電気接点材料である。

以下本発明による合金の特徴を説明する。

発明者等は先に銀に鉄族金属と各種硼化物を添加した合
金の検討を種々行った結果、該鉄族金属中に硼化物が分
散した合金が電流の開閉時に発生するアーク熱での消耗
、飛散が極端に少く、機器の絶縁劣化や溶着の少い効果
を示すことを再確認した。

しかし乍ら、鉄族金属や硼化物は耐酸化性が悪く開閉時
に発生するアーク熱によって酸化し、接点表面に酸化硼
素を形成し接触抵抗を増大させ機器の温度上昇が高くな
る欠点がある。このため鉄族金属や硼化物の酸化防止と
して還元性に優れたＧｒ　を上記接点合金に添加せしめ
ると、Ｇｒは電気開閉時の熱で分解して還元ガスを発生
し鉄族金属や硼化物を酸化から防止し接触抵抗を小さく
抑え、機器の温度上昇を低下せしめると共［Ｇｒの潤滑
性により耐溶着性を高めることがわかった。

本発明者らは、その後さらに研究を進めた結果、この系
にさらにＮＩＬ、　ｖａ、　ｌａ族金属の珪化物を加え
ると、銀の融点以上の温度で焼結中に、これら硼化物、
珪化物が鉄族金属中に分散し、硼化物が微細化され、高
温下での変形が少なくなることが判った。このため耐ア
ーク消耗性が改良されることが判り、本発明に到った０ 即ち、鎖中に高温度での機械強度や結合強度の優れた鉄
族金属に硼化物、珪化物を固溶せしめて耐消耗性や耐−
着性を向上し、更に還元性と潤滑性の優れたＧｒを添加
することｋより、従来のＡｇ−ｗｃ−Ｇｒ系ムｇ−Ｎｉ
−硼化物系接点では期待できなかった高性能の耐溶着性
、耐消耗性、耐絶縁性、温度上昇特性を共に具備した合
金を得ることができた。

尚、鉄族金属と硼化物、珪化物の固溶反応は一般に高温
でしか起らないが、銀が存在すると焼結時鋼が液相とな
り、との液相を介して反応が促進されることが判明した
。

鉄族金属はＦｅ　、　Ｃｏ　、　Ｎｉ等であり、ｓ　〜
ｔｏ重量−であり好ましくはＸ−５Ｏ重量％が適当であ
るＯ３重量％以下では鉄族金属が鎖中に分散し、硼化物
の固溶が起きず耐消耗性が向上しない。また６０重量−
以上ではＧｒ　を添加しても接触抵抗が低下せず温度上
昇特性の向上効果がない０ 硼化物としてはＷ、　　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｎｂ、　Ｔｉ
、　Ｏｒ。

Ｚｒ、ｖ等のＰ／ａ、　Ｖａ、　Ｗａ　　族金属の硼化
物が効果があり、その量としては３〜７０重量％が好ま
しく、％［１−３０重量−の特性が良い。硼化物が５重
量％以下では鎖中の硼化物量が少な過ぎて耐溶着性が不
充分であり、７０重量−以上ではＧｒを添加しても接触
抵抗が低下せず温度上昇特性の向上が認められない〇 珪化物としては、Ｗ、　　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｎｂ、　Ｔ
ｉ、　Ｏｒ。

Ｚｒ、Ｖ等の■ａ、　■ａ、　％ｌａ　　族金属の珪化
物が効果があり、その量としてはａｉ〜３０重量−が好
ましく、＠ｙｃａｓ〜Ｊ重量−が特性が良い００１重量
−以下では耐消耗性の向上の効果が少なく、３０重量−
以上ではＧｒを添加しても接触抵抗が上って温度上昇特
性が低下するためである。

次ＫＧｒの有効範囲は／−１１重量％であり好ましくは
３〜７重量−である０１重量％以下では鉄族金属ヤ―化
物、珪化物が上記範囲内であっても温度上昇特性の向上
が認められず、また１１重量％以上では合金製造が困難
であり実用性がない。

尚、本発明の目的を害しないα１重量％程度のム１．８
１　、８＠　、　？＠、　Ｂｌ　、　Ｚｎ　、　Ｃ（１
、Ｉｎ、８ｎ、（３ａ。

Ｍ＆等の金属元素が入っても差しつかえない。

−次に実施例によって本発明による接点合金の特徴を具
体的に説明する。

実施例１ 第１表に示した割合で渣粉末を配合し、混合後成濠体を
作り、該成聾体を水素雰囲気中で／１００〜の温度で焼
結した。この焼結体を再加圧して気孔率が殆んど零の合
金を作製した。

第１表 上述゛のように作成した合金についてＡ３７Ｍ試験機に
より通電特性と消耗特性の評価を行った。条件としては
、ＡＣ！１００Ｖ　、　！ＯＡ、　ｐｆ　／、　０　、
接触圧力２００ｇｒ　、開離力２００ｇｒ　、接点形状
ｊ　Ｘ　ｊ　Ｘ　／、　ｊｔｔｌとし、−ガロの開閉を
行った。２万回開閉での電圧のバラツキ幅と消耗量の結
果を第２表に示すＯ 第２表 実施例２ 実施例１で作成した合金、Ａ３の合金から可動接点ダＸ
　７　×２８の寸法に、固定接点ＩＸＩ×２謔の寸法に
切削加工したのち台金に抵抗鑞付けで接合せしめこれを
３０ム定格の配線用しゃ断器に組込み下記に示す試験条
件にて接点性能評価をした結果、第３表を得た′０ 試験条件： 過負荷試験：　ＡＣ，２２０Ｖ　、　２００ｋｐｆ　５
０回耐久試験：　ＡＯＪ２０Ｖ、　　ｊ（７Ａｐｆ　ｊ
４（口温度上昇試験：　ムｃｚｚＯｖ　、　　５ｏＡＪ
　Ｈ短絡試験：　ムｃ２コＯＶ　、　７．ｊＫＡ　ｐｆ
　（ｌｊｌｐｏ−ｃｏ　、　２ｐｏ−ｃ。

第３表 第３表で示すよ５に本発明合金は消耗量が少く温度上昇
が低く、絶縁耐圧も高く高性能の接点特性を有している
ことがわかる。

本発明合金は上述の通り接点性能が優れているのみでな
く、鉄族金属、硼化物、珪化物を多量に含有しており高
価な鋼量な大幅に節減できるので工業的饅機の高いもの
である０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）元素周期律表の■ａ、　Ｖａ、　％ｌａ族金属の硼
   化物がｊ〜７０重量％、グラファイトｉ、ｔｉ重量％、
   鉄族金属３〜６０重量−１Ｐ／ａ、　Ｖａ、　■ａ族金
   属の珪化物がαｌ〜３０重量％残部銀からなり、硼化物
   珪化物が鉄族金属及び鎖中に分散したことを特徴とする
   電気接点材料。 （２）　　Ｗ＆、　ＶＩＬ、　Ｗａ族金属の珪化物及び
   硼化物がタングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ
   、チタン、クロムジルコニウム、バナジウムのうち少く
   とも１種の硼化物及び珪化物であることを特徴とする特
   許請求の範囲（１）項記載の電気接点材料。 （３）鉄族金属がニッケル、鉄、コバルトのうち少くと
   も１種であることを特徴とする特許請求の範囲（１）項
   記載の電気接点材料。