JPS5884946A - 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】 気接点材料に関するものである。

また特［Ａｇ−炭化物、Ａｇ−窒化物、Ａｇ−硼化物、
ムｇー珪化物系合金の特性向上を目的としたものである
。Ａｇ−炭化物系合金の中のＡｇ−Ｗｅ系合金は従来そ
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、ノーヒユーズプレー力を始めとする気中しゃ
断器や開閉器等の機器は小型、高性能化のすう勢にあり
、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で゛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Ａｇ−ＷＣ
合金にグラファイト（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ＷＣの酸化を防止して温度上昇を抑え、かつＧ
ｒ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の添加によって逆圧消耗、絶縁特性が低下す
る欠点があった。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　−ＷＣ接点、固定接点にはム
ｇ　−ＶＣ−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
ることは部品管理が極めて面倒なことである。ＵＫこの
ような組合せＫよる使用法でも最近の小型高性能の機器
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０又他の１□ １つとしてムｇ−Ｘｉ−窒化物の接点がある。この接点
は耐消耗性はすぐれるものの接触抵抗が高く、また耐溶
着性でも十分満足するものでなく、使用範囲が限定され
ている。さらに他の１つとしてＡｇ−Ｎｉ−硼化物の接
点がある。この接点は温度上昇面で難点がある。

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〇 本発明による合金は、鉄族金属と銀にＩＩ／ｌ、　Ｖｌ
。

％ｉａ族の金属、１／ａ、　ｖａ、　％ｌａ族金属の炭
化物、Ｂ／＆、Ｖ種以上、及びグラファイトな分散含有
せしめ、前記１ｒａ、　ＶＩＬ、　％ｌａ族の金属炭化
物、窒化物、硼化物珪化物が銀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。

１：１ 以下本発明による容量の特徴を説明する。

発明者等は銀に鉄族金属と■ａ、　Ｖａ、　％ＩＮ族の
金属及びこれらの炭化物、窒化物、硼化ζ珪化物を添加
した合金の検討を種々行った結果、該鉄族金属中にこれ
ら高融点物質（７１／ａ、　ｖａ、　Ｖａ族の金属、炭
化物、窒化物、硼化物、珪化物）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見出
した。

鉄族金属と高融点物質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銀が液相となり、との
液相を介して反応が促進されることが判明した。

しかし乍ら、鉄族金属や高融点物質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
絶縁性の酸化物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高融点
物質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高融点物質を酸化から防止
し接触抵抗を小さく抑え、機器の温度上昇な低下せしめ
ると共にＧｒの潤滑性により耐溶着性を高めることがわ
かった０これら効果は、■ａ、　Ｖｌ！Ｌ、　％ｌａ族
の金属、炭化物、窒化物の少くとも１種と、硼化物、珪
化物の少くとも１種とを組合せることによりさらに向上
することが判った。

即ち、鎖中に、高温度での機械強度や結合強度の優れた
鉄族金属に高融点物質な固溶せしめて耐消耗性や耐溶着
性を向上し、更に還元性と潤滑性の優れたＧｒを添加す
ることにより、従来の五ｇ−ＶＣ系やムｇ−ＷＯ−Ｇｒ
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。

鉄族金属はＦθ、　Ｃｏ　、　Ｎｉ等であり、３〜６０
重量−であり好ましくはＪ〜３０重量％が適当であるロ
ｊ重量−以下では鉄族金属が鎖中に分散し、骨格が出来
ないと共に高融点物質の鉄族金属への分散が少なく耐消
耗性が向上しない。また６０重量−以上でＦｉＧｒ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。

高融点物質としてはＷ、　　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｎｂ、　
Ｔｉ。

Ｏｒ　、　Ｚｒ　、　Ｖ等のＷａ、　Ｖａ、　Ｖａ族の
金属、炭化物、窒化物と硼化物、珪化物の組合せが効果
があり、その量としては各々２〜参〇重量％が好ましく
、Ｉｆ＃に各々ｊ−Ｊ６重量−が特性が良い。高融点物
質が２重を１以下では鎖中の高融点物質量が少な過ぎて
耐溶着性が不充分であり、４Ｉｏ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。次４ＣＧｒの有効範囲は／−／／重量−
であり好ましくは３〜７重量％で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／／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Ｑ／重重置程度のム１　、
８１　、　Ｂｅ　、　Ｔｏ　、　Ｂｉ　、　Ｚｎ　、　
Ｃｄ　、Ｉｎ　、　Ｓｎ　、　Ｏａ。

Ｈａ等の金属元素が入って亀差しつかえない０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、第２表、第３表に示した割合で各粉末を配合し
、混合後成型体を作り、該成型体を水素雰囲気中でｔｔ
ｏｏ”ａの温度で焼結した。この焼結たＯ 第１表　　　　　　　　　　単位：重量％嬉Ｊ表 第３表 上述のよ、うにして作成した合金についてＡＳＴＭ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、１０１０ＯＶ　、　ｊＯＡ　、　ｐｆ　
／、０、接触圧力２００ｇｒ　、開離カコ００ｇｒ　、
接点形状！ＸＩＸ／、ｊｔ鶴とし、２万回の開閉を行っ
た。２万回開閉での電圧のバラツキ幅と消耗量の結果を
第ダ表に示す。

実施例２ 実施例１で作成した合金、Ａ６　、　Ｂ２　、０２及び
比較材Ｄ’ｌ　、　Ｄ２　、　Ｄ３　、　Ｄ４　　の合
金から可動接点ダ×７×２鶴の寸法に、固定接点、ｊＸ
ｊＸＪＩＵＩ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ｊＯ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ｊ′表を得た。

試験条件： 過負荷試験：　Ａｏ、２２０Ｖ　、　２００Ａｐｆ　１
０回耐久試験：　ＡＣｊ２２０Ｖ　、　ｊＯＡｐｆ　ｊ
４！回温度上昇試験：ｈｃ、２Ｊｏｖ、　　ｓｏＡ　　
２Ｈ短絡試験：　ＡＣｊ２２０Ｖ、　　７．ｊＫＡ　ｐ
ｆＯ，ｊ／ＰＯ−Ｃｏ　、　　２ＰＯ−Ｃ０ 第ｊ表 第５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ね接点性能が優れているのみでな
（Ｗａ、　■ａ、　■ａ族金属、鉄族金属、炭化物、窒
化物、硼化物、珪化物を多量に含有しており高価な銀量
な大幅に節減できるので工業的価値の高いものである。

特許出願人　　住友電気工業株式会社 ／− 代　理　人　　弁理士　中　村　勝　成：１．・第１頁
の続き ０発　明　者　黒石農士 伊丹市昆陽北１丁目１番１号住 友電気工業株式会社伊丹製作所 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）元素周期律表のｌＶａ　、　Ｖａ　、　Ｖａ族の
   金属、同じ＜　Ｎａ、　Ｖａ、　Ｗａ族金属の炭化物、
   同じ＜Ｎａ。 Ｖａ、■ａ、族金属の窒化物の少くとも１棟以上が２〜
   ｌＩＯ重量％と、ＩＶａ、　ｖａ、　■ａ族金属の硼化
   物、１７ａ、　Ｖａ、　ｖｉａ族金属の珪化物の少くと
   も１種以上が２〜４ＩＯ重量％、グラファイト／−７１
   重量％、鉄族金ｌ！ｊ−≦Ｏ重量％、残部銀からなり、
   上記Ｎａ、　ｖａ、　％ｉａ族の金属、炭化物、窒化物
   、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. （２）　　！ｉｌａ、　ＶＩＬ、　Ｎａ族の金属、炭化
   物、窒化物、硼化物、珪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。 （′４　鉄族金工がニッケル、鉄、コバルトノウチ少く
   とも７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。