JPS6022052B2 - 電気接点材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、銀−酸化物接点材料、特に銀−酸化ビスマス
系の接点材料に関し、その特性を改良することを目的と
するものである。

銀−酸化物系接点材料として、銀−酸化カドミウム接点
が広く利用されている。

銀−酸化カドミウム接点は接点に要求される接触抵抗、
耐溶着耐消耗などの性能に対して、平均的に優れた特性
を示すために、継電器、ノーヒューズブレーカーや家庭
用電化機器の電源スイッチなど数アンペア以上の負荷電
流域に使用されている。しかしながら成分中にカドミウ
ムを使用しているため、製造上好ましい材料ではない上
に、一般社会的にも不適合な材料になりつつある。銀系
の接点材料としては、上記用途に対して、銀−ニッケル
、銀−カーボン、銀−タングステンなどの利用も考えら
れているが、接触抵抗、耐溶着、耐消耗などのいずれか
の点で劣り、満足すべき接点開閉器が構成し難い状況で
ある。本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので
あって、基本的には、銀一酸化ビスマス接点材料の特性
改良に関して提案するものである。

銀−酸化ビスマス接点材料は、酸化ビスマスの導電性、
昇華性を利用し、接触抵抗の低い、耐袴着性の優れた接
点材料である。しかしながら、耐摩耗性については劣り
この面から銀−酸化カドミウム接点に匹適するにはなお
余地があった。本発明者等は、銀一酸化ビスマスを手成
分として、その耐消耗性を種々検討した結果、インジウ
ム、亜鉛の酸化物の少なくとも１種以上を添加すること
が、耐消耗性を著しく改善し、さらに酸化ビスマスとの
相乗作用により耐溶着性の面でも特性改良が認められる
ことを見し、出した。

次に本発明についてさらに詳述する。

本発明に従う銀−酸化ビスマスを主成分とし、さらにイ
ンジウム、亜鉛の酸化物の少なくとも１種以上を含有す
る接点材料は、その構成成分が毒性の低い金属元素より
成り、また、その製造に当ってはいずれも銀地中に固溶
する元素より成るものであるから、溶解させて合金化し
ていわゆる内都酸化法を取ることも可能であり、当然の
ことながら粉末焼結法によることも出来る。

銀地中に分散された酸化物の組成比率は、酸化ビスマス
が１．５ｗｔ％〜１かれ％、酸化インジウム、酸化亜鉛
の中から少なくとも１種以上を０．５ｗｔ〜離れ％であ
る。酸化ビスマスの量は１．５ｗｔ％より少ない場合は
、その効果が認め難く、また、１狐ｔ％を越えるものに
ついては特にそれ以上に加えたとしても特性の上昇は少
なく、むしろ実際的に利用する面において加工性の悪化
など他の面における損失が増加する。酸化インジウム、
酸化亜鉛の量は、合せて０．５ｗｔ％以上の添加が銀−
酸化ビスマス接点材料の特性を改良するために必要と認
められた最少量である。他方その条眼は紬ｔ％である。
これ以上に加えた場合には接触抵抗の上昇や、加工性な
どの点で難点がある。なお、内部酸化法によって製造す
る場合には、結晶粒の粗大化を防止するために、ニッケ
ル、コバルト、鉄の鉄属遷移金属の銀と固溶し１こくい
元素、特に鉄の如きビスマスにも固溶しにくい元素を徴
量添加すれば、耐摩耗性や加工性の面で改善が見られる
。

その添加量は多くても酸化物量として０．５ｗｔ％であ
る。０．５ｗｔ％を越える量を添加すると固綾限が小さ
いために偏析しこの状態で酸化処理されると加工の面で
逆効果を招くことや耐落着性の面でも特性降下を来たし
望ましくない状態となる。

また０．１Ｍ％に満たない量ではその効果が少ない。こ
のようにして作成された材料は、後述の実施例に示すよ
うに、数Ａから数百Ａに至る大電流領域にわたって、耐
摩耗、耐溶着の面で銀一酸化カドミウムを凌駕する優れ
た性能を示す。このような性能は、銀地中に単に酸化ビ
スマスを含有せしめたのみでは得難く、言わんやインジ
ウム、亜鉛の酸化物の銀地中に分散させたとしても得ら
れるものではない。両者の共存により、はじめてその効
果を発揮し得るものと認められる。この理由については
、詳細な点はなお不明であるが、酸化ビスマスの昇華性
（昇華点１０１０℃）と、インジウム、亜鉛の酸化物の
耐火性が相乗して、かかる特性を示すものと思われる。
以下本発明に従う実施例を示す。

実施例 １ ２００メッシュの銀粉と、酸化ビスマス粉、酸化インジ
ウム粉、酸化亜鉛粉を表に示す重量比率に従って乾式ボ
ールミルを用いて、均質に混合したのち、直径ＩＱ舷の
円筒金型に入れて４トン／地の圧力で加圧成型後、大気
中にて８００℃で加熱焼結した。

さらに、この焼結体を前記金型を用いて８トン／地の圧
力で加圧したのち、再び大気中８００℃で加熱焼結した
。得られた焼縞体を、熱間押出し及び伸線加工によって
直径５肋の円筒棒状とした。その後、これより頭部の曲
率が半径７肌の球面を有する接点を切り出し、接点とし
た。実施例 ２ 銀、ビスマス、インジウム、ニッケル、鉄の各金属片を
、表の重量組成比になるように秤量し、合計重量３００
ｇ程度とし、アルミナるつぼにて先ず銀のみを大気溶解
し、１２００ｑ０に保持し、この時点でビスマスと他の
金属元素を添加しアルミナ綾でかくはん後、直径１５側
鉄製円筒金型に鋳込んだ。

その後、その表面層を両削し直径１２肋とした後、７０
０ｑｏ酸素気流中にて１０餌時間の第１次内部酸化を施
した。これを直径１０肌→８帆→６．５脚→５肋の順に
丸ダイスを使用し、中間焼錨大気中７００℃３時間の条
件で線引加工した。その後、これを長さ５柵の円筒棒に
加工し、７００℃酸素雰囲気中１２畑時間の条件で第２
次の内部酸化を行ない、さらに円筒断面の一方を半径７
側の球面として接点に加工した。実施例 ３ 銀、ビスマス、亜鉛、ニッケルの各金属片を表の重量組
成比になるように秤量し、合計３００ｇ程度とし、実施
例３の如くにして溶解後、そのインゴットをスタンプミ
ルによって粒径０．３〜０．５肋程度の合金粉として、
これを７００℃酸素気流中で１００時間内部酸化した。

次いでこの粉体を実施例１と同様の処理によって凝結、
押出し、伸総し、接点加工した。実施例 ４ 上記実施例３の一部について、第２回目の暁結後、さら
に９００ｏｏの温度で０．虫時間加熱後、水中に急冷し
、その後接点間に加工した。

以上に示した製法実施例に基づいて作成した接点をＡＳ
ＴＭ型接点試験機で開閉試験した。

接点の試験は次の通りである。電圧 ：ＡＣＩＯＯＶｒ
ｍｓ， 電流 ：５０Ａ皿ｓ接触力：３雌
解理力：４雌開閉回数：２×１ぴ回 この試験による溶着の発生回数、接点消耗量を表に示す
。

参考として、市販の銀酸化カドミウム（内部酸化法）の
結果も合せて示す。表に示される如く銀−酸化ビスマス
接点材は、これ自体において耐溶着性は、銀−酸化カド
ミウム接点を上回る性能を示すが、消耗については２〜
５倍の多さである。

しかしながら、銀−酸化ビスマスに、さらに、インジウ
ム、亜鉛の酸化物を加えたものは、耐熔着性、耐消耗性
のいずれの特性においても、酸化カドミウムに匹適する
か、あるし、はこれを大きく凌駕する性能を示す。特に
、製造中において、酸化ビスマスを融点以上に加熱して
急冷した試料は、酸化ビスマスが昇華性の著しいｒ型に
変態するために、さらに性能に伸張が認められる。以上
の如く、本発明による材料は、銀−酸化ビスマス接点材
料を基本として、その性能をさらに高めた接点であり、
従来の銀−酸化カドミウム接点より１歩優れた接点性能
を示す工業的価値の高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銀地中に、ビスマスの酸化物を１．５ｗｔ％〜１２
   ｗｔ％、インジウム、亜鉛の各酸化物の中から少なくと
   も１種以上を０．５ｗｔ％から８ｗｔ％を分散して成る
   ことを特徴とする電気接点材料。 ２ 銀地中に、ビスマスの酸化物を１．５ｗｔ％〜１２
   ｗｔ％、インジウム、亜鉛の各酸右化物の中から少なく
   とも一種以上を０．５ｗｔ％から８ｗｔ％を分散せしめ
   るとともに、鉄族遷移元素を０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ
   ％含有せしめた電気接点材料。