電觸點材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電觸點材料及其制造方法。詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及在空氣斷路器、開閉 器等中使用的電觸點材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在空氣斷路器、開閉器中使用的電觸點材料使用由下述合金制成的電觸點材料， 即，以導(dǎo)電率及導(dǎo)熱率高、抗氧化性也優(yōu)異的Ag為主要成分，含有耐火性質(zhì)的高熔點金屬、 碳化物、氧化物等（例如參照專利文獻(xiàn)1~3)。
[0003] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭58 - 55546號公報
[0004] 專利文獻(xiàn)2:日本特開昭59-14206號公報
[0005] 專利文獻(xiàn)3:日本特開昭59-14207號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 從提高作為電觸點的性能（耐熔接性、耐消耗性、接觸電阻等）的角度出發(fā)，使上 述電觸點材料含有氧化物、碳化物等。在使上述電觸點材料含有氧化物的情況下，通常通過 內(nèi)部氧化法而進(jìn)行金屬的氧化處理。然而，內(nèi)部氧化法存在下述問題，即，如果增加進(jìn)行氧 化的金屬的量，則氧化反應(yīng)進(jìn)行得不充分，因此不易增大氧化物的量，另外，氧化處理后的 加工性也下降。
[0007] 氧化物的量通常對電觸點材料的成本造成較大的影響。尤其是近年來，伴隨著政 治或者經(jīng)濟(jì)的問題、以及新興國家的需求的增加，Ag的價格存在著上升趨勢，因此通過內(nèi)部 氧化法而制造的電觸點材料的成本正在增加。因此，強(qiáng)烈期望通過增大氧化物的量，從而降 低電觸點材料的成本。
[0008] 另外，由于內(nèi)部氧化法通常制造工序多，而且氧化時間、乳制等需要很長時間，因 此成為成本增加的主要原因。
[0009] 作為降低電觸點材料的成本的對策，近年來，相對于使合金成為所期望的觸點形 狀后進(jìn)行內(nèi)部氧化的后氧化法，對合金進(jìn)行內(nèi)部氧化后使其成為所期望的觸點形狀的前氧 化法的量產(chǎn)性優(yōu)異，因此在工業(yè)上廣泛使用。
[0010] 但是，由于利用該方法而制造的電觸點材料在內(nèi)部氧化后，為了成為所期望的觸 點形狀而施加拉絲、球頭加工等塑性變形，因此存在下述問題，即，Ag和氧化物之間的界面 的結(jié)合力變得脆弱，耐熔接性等特性下降。
[0011] 另外，內(nèi)部氧化法通常存在下述問題，即，如果進(jìn)行氧化的金屬的量及氧化條件不 適當(dāng)，則氧化物有時會變?yōu)閷訝罨蜥槧?，在合金中氧化物存在得不均勻，其結(jié)果，電觸點材 料的性能下降。
[0012] 本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠增大氧化物的 量及以低成本進(jìn)行制造、且作為電觸點的性能及加工性優(yōu)異的電觸點材料及其制造方法。
[0013] 本發(fā)明人為了解決上述問題而進(jìn)行了專心研究，其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了下述研究成果， 即，通過一邊向熔融Ag噴射含有除了Ag以外的金屬的氧化物粒子在內(nèi)的氣體，一邊進(jìn)行微 ?；⒀杆倮鋮s凝固，從而與現(xiàn)有的內(nèi)部氧化法相比，能夠增大電觸點材料中所含有的氧 化物的量，而且能夠得到提高Ag與氧化物之間的結(jié)合強(qiáng)度、并且氧化物微細(xì)地分散的合金 粉末，通過對以上述方式得到的合金粉末進(jìn)行熱擠出加工，從而作為電觸點的性能及加工 性提尚°
[0014] g卩，本發(fā)明是一種電觸點材料的制造方法，其特征在于，包含：一邊向熔融Ag噴射 含有除了Ag以外的金屬的氧化物粒子在內(nèi)的氣體，一邊進(jìn)行微?；⒀杆倮鋮s凝固，得到 該氧化物粒子微細(xì)地分散的合金粉末的工序，且該工序?qū)⒃撗趸锪Ｗ拥钠骄娇刂茷?大于或等于500nm而小于或等于5μm，以及將該氣體中的氧化物粒子相對于該氣體中的該 氧化物粒子和該熔融Ag的合計質(zhì)量的質(zhì)量比例控制為大于或等于10質(zhì)量％而小于或等于 30質(zhì)量％ ;以及對該合金粉末進(jìn)行熱擠出加工的工序。
[0015]另外，本發(fā)明是一種電觸點材料，其特征在于，利用前述電觸點材料的制造方法而 得到。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠增大氧化物的量、以及以低成本進(jìn)行制造、且作為 電觸點的性能及加工性優(yōu)異的電觸點材料及其制造方法。
【附圖說明】
[0018]圖1是實施方式1所涉及的在熔融Ag的微?；惺褂玫膰娮斓那岸说钠拭媸疽?圖。
[0019] 圖2是實施方式1所涉及的合金粉末的剖面示意圖。
[0020] 圖3是在合金粉末的熱擠出加工中使用的擠出加工裝置的剖面示意圖。
[0021] 圖4是實施方式2所涉及的在熔融金屬的微粒化中使用的噴嘴的前端的剖面示意 圖。
[0022] 圖5是實施方式2所涉及的合金粉末的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0023]實施方式1
[0024] 本實施方式的電觸點材料的制造方法包含：一邊向熔融Ag噴射含有除了Ag以外 的金屬的氧化物粒子在內(nèi)的氣體、一邊進(jìn)行微粒化并迅速冷凝固，得到該氧化物粒子微細(xì) 地分散的合金粉末的工序（以下稱為"第1工序；以及對該合金粉末進(jìn)行熱擠出加工的 工序（以下稱為"第2工序"）。
[0025] 下面，利用附圖，說明本實施方式的電觸點材料的制造方法。
[0026] 在第1工序中，一邊向熔融Ag噴射含有除了Ag以外的金屬的氧化物粒子在內(nèi)的 氣體，一邊進(jìn)行微?；杆倮鋮s凝固，得到該氧化物粒子微細(xì)地分散的合金粉末。
[0027]圖1是用于說明該第1工序的圖，示出在熔融Ag的微?；惺褂玫膰娮斓那岸说?剖面示意圖。此外，圖1的噴嘴1示出了一邊向熔融Ag2噴射含有除了Ag以外的金屬的氧 化物粒子在內(nèi)的氣體（以下簡稱為"含有氧化物粒子的氣體3")、一邊進(jìn)行微?；玫胶?金粉末4的方法之一，但這不過是例示，只要是能夠得到該合金粉末4的方法，則當(dāng)然也能 夠使用其他方法。
[0028] 在圖1中，噴嘴1具有將熔融Ag2噴霧的部分、和噴射含有氧化物粒子的氣體3的 部分。如果使用該噴嘴1，一邊噴射含有氧化物粒子的氣體3, 一邊將熔融Ag2噴霧，則在熔 融Ag2和含有氧化物粒子的氣體3匯合的區(qū)域中，在氧化物粒子導(dǎo)入熔融Ag2中的同時，熔 融Ag2迅速冷卻凝固，生成合金粉末4。
[0029] 在這里，在圖2中示出使用噴嘴1而制作的合金粉末4的剖面示意圖。此外，圖2 的合金粉末4作為形狀之一示出了球狀，但這不過是例示，當(dāng)然也可以具有除了球狀以外 的形狀。
[0030] 在圖2中，合金粉末4具有下述結(jié)構(gòu)，S卩，由Ag5和除了Ag5以外的金屬的氧化物 粒子（以下簡稱為"氧化物粒子6"）構(gòu)成，在Ag5中氧化物粒子6微細(xì)地分散。
[0031] 熔融Ag2能夠通過高頻感應(yīng)加熱等公知的方法使Ag5熔融而得到。熔融溫度只要 是大于或等于Ag5的熔點的溫度即可，不特別地限定，通常大于或等于1000°C而小于或等 于2000°C。但是，如果熔融溫度過高，則在向熔融Ag2噴射含有氧化物粒子的氣體3時，有 可能導(dǎo)致氧化物粒子6分解，因此優(yōu)選選擇氧化物粒子6不會進(jìn)行分解的熔融溫度。
[0032] 含有氧化物粒子的氣體3含有氧化物粒子6及載氣。
[0033] 作為在含有氧化物粒子的氣體3中使用的載氣，不特別地限定，能夠使用各種氣 體。其中，從防止各種化學(xué)反應(yīng)等的角度出發(fā)，載氣優(yōu)選氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w。
[0034] 作為在含有氧化物粒子的氣體3中使用的氧化物粒子6,只要是熔點比Ag5高、通 常能夠在以Ag5為主要成分的電觸點材料中使用的金屬氧化物的粒子，則不特別地限定。 作為氧化物粒子6的例子，能夠舉出Cu、Si、Cd、Co、Cr、Fe、Ge、Μη、Mo及Ni等金屬的氧化 物粒子。它們能夠單獨(dú)或者將大于或等于2種組合使用。
[0035] 作為氧化物粒子6的平均粒徑，為大于或等于500nm而小于或等于5μm，優(yōu)選為 大于或等于600nm而小于或等于4μm，更優(yōu)選大于或等于700nm而小于或等于3μm。在這 里，在本說明書中所謂"平均粒徑"，是指使用激光衍射散射式的粒徑、粒度分布測量裝置而 測定出的D50 (中值粒徑）。如果氧化物粒子6的平均粒徑小于500nm或者超過5μm，則電 觸點材料的耐消耗性降低。
[0036] 含有氧化物粒子的氣體3能夠通過將氧化物粒子6導(dǎo)入載氣中而得到。氧化物粒 子6的導(dǎo)入方法不特別地限定，能夠使用本技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法。例如，在將氧化物粒子 6充入規(guī)定的容器內(nèi)并進(jìn)行排氣后，通過導(dǎo)入載氣，利用振蕩器使容器振動，從而能夠產(chǎn)生 使氧化物粒子6分散在載氣中而得到的氣溶膠（含有氧化物粒子的氣體3)。
[0037] 在向熔融Ag2噴射含有氧化物粒子的氣體3的情況下，將含有氧化物粒子的氣體 3中的氧化物粒子6相對于含有氧化物粒子的氣體3中的氧化物粒子6和熔融Ag2的合計 質(zhì)量的質(zhì)量比例控制為大于或等于10質(zhì)量％而小于或等于30質(zhì)量％。通過控制為上述質(zhì) 量比例，從而能夠使形成的合金粉末4中的氧化物粒子6的含有量大于或等于10質(zhì)量％而 小于或等于30質(zhì)量％。如果氧化物粒子6的含有量小于10質(zhì)量％，則有時電觸點材料的 耐消耗性及耐熔接性降低。另一方面，如果氧化物粒子6的含有量超過30質(zhì)量％，則有時 導(dǎo)致電觸點材料的脆化。
[0038] 在將熔融Ag2迅速冷卻的情況下，從提高冷卻效率的角度出發(fā)，也可以同時使用 水等冷卻介質(zhì)。作為使用水等冷卻介質(zhì)的冷卻方法，不特別地限定，能夠使用本技術(shù)領(lǐng)域中 公知的方法。
[0039] 作為以上述方式得到的合金粉末4的平均粒徑，不特別地限定，但優(yōu)選大于或等 于1μm而小于或等于100μm，更優(yōu)選大于或等于2μm而小于或等于90μm，最優(yōu)選大于或 等于3μm而小于或等于70μm。如果合金粉末4的平均粒徑小于1μm，則有時導(dǎo)致電觸點 材料的脆化。另一方面，如果合金粉末4的平均粒徑超過100μm，則有時電觸點材料的耐消 耗性降低。
[0040] 在第2工序中，對合金粉末4進(jìn)行熱擠出加工。
[0041] 圖3是用于說明該第2工序的圖，示出在合金粉末4的熱擠出加工中使用的擠出 加工裝置的剖面示意圖。此外，圖3