Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料及其制造方法、断路器及电磁接触器技术

本发明专利技术的目的在于提供一种将在耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异的Ag－Ni作为基材的电触点材料。一种Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料，其含有60～80质量％的Ag、13～30质量％的Ni、以及作为金属氧化物的0.1～1质量％的La2O3和5～10质量％的SnO2或ZnO，具有金属氧化物被分散于Ag中的组织。

AgNi metal oxide electrical contact material and its manufacturing method, circuit breaker and electromagnetic contactor

It is an object of the present invention to provide an electrical contact material that provides an excellent Ag Ni as a base material in terms of resistance to fusion and resistance to arcing. A AgNi metal oxide electrical contact material, which contains 60 to 80 mass% Ag, 13 to 30 mass% of Ni, as well as the metal oxide 0.1 to 1 mass% La2O3 and 5 to 10 mass% of SnO2 or ZnO, with a metal oxide is dispersed in the Ag organization.

【技术实现步骤摘要】
Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料及其制造方法、断路器及电磁接触器
本专利技术涉及Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料及其制造方法。详细地说，本专利技术涉及在空气断路器、开闭器、继电器等中被使用的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料及其制造方法。
技术介绍
作为在空气断路器、开闭器、继电器等中被使用的电触点材料，通常使用Ag－Ni类触点材料或Ag－氧化物类电触点材料。由于Ag－Ni类电触点材料的导电性和导热性优异，因此在用于电触点的情况下具有如下优点，即，接触电阻低且稳定、加工性良好、机械耐久性也良好。另一方面，由于耐熔接性及耐电弧消耗性差，因此不适合于额定电流值大于或等于50A的产品的电触点，大多被使用于额定电流值小、开闭次数多的电触点。在额定电流值大的产品中，大多使用Ag－氧化物类电触点材料。Ag－氧化物类电触点材料在电触点的耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异，但其加工性及向铜电极的接合性伴随着氧化物含有量的增加而恶化。在专利文献1～3中，提出了含有添加剂的Ag－Ni类电触点材料。专利文献1主要利用电镀法而得到含有稀土类氧化物和碳在内的Ag－Ni类电触点用合金。但是，专利文献1在电镀液的制造中使用有害物氰化钾而生成氰化银，在其制造过程中容易引起显著的环境污染，并且还对使用者的健康造成损害。专利文献2以一定的比例将含有微量的添加元素的盐类化合物的溶液和Ag粉/Ni粉混合，在得到复合粉末膏材料后进行干燥、粉碎处理。然后以一定的比例将处理后的复合粉末和Ag粉/Ni粉混合，进而经过静水压冲压成型、烧结及挤出加工的处理，得到Ag－Ni类电触点用合金。专利文献2对现有的粉末冶金技术的一部分进行了改良，但在其制造中也依然存在生产工序长、混合粉末的不均匀性、盐类化合物未分解的问题。专利文献3主要利用通过声化学而形成的涂层的表面处理，通过在Ni粉的表面涂抹一层在Ag和Ni之间引起交联反应的过渡元素，从而得到改良了Ag和Ni之间的结合边界的Ag－Ni类电触点用合金。但是，专利文献3在进行其制造过程中的通过声化学而形成的涂层的表面处理时，依然存在盐类化合物的未分解部分残留的问题。另外，在专利文献1～3中提出的Ag－Ni类触点材料，由于氧化物的含有量均不超过5质量％，因此针对耐熔接性及耐电弧消耗性的改良存在限度。专利文献1：中国专利第100477044号说明书专利文献2：中国专利申请公开第103710564号说明书专利文献3：中国专利申请公开第102800513号说明书现有的Ag－Ni类电触点材料的制造方法，由于工序复杂，Ag量也较多，因此存在成本高的问题。并且，现有的Ag－Ni类电触点材料由于耐熔接性差，因此存在下述问题，即，难以在额定电流值大于或等于50A的产品中使用。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供将在耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异的Ag－Ni作为基材的电触点材料、以及以低成本制造上述电触点材料的方法。本专利技术是一种Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料，该Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的特征在于，含有60～80质量％的Ag、13～30质量％的Ni、以及作为金属氧化物的0.1～1质量％的La2O3和5～10质量％的SnO2或ZnO，具有金属氧化物被分散于Ag中的组织。另外，本专利技术是上述Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，该Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法的特征在于，具有下述工序：(1)将Ag粉末、Ni粉末、La2O3粉末、以及SnO2或ZnO粉末混合；(2)将工序(1)中得到的混合粉末在非氧化性气氛中进行加热处理；(3)对工序(2)中得到的混合粉末进行冷等静压冲压成型而得到生坯；(4)使工序(3)中得到的生坯在与工序(2)相同的非氧化性气氛中烧结；(5)对工序(4)中得到的烧结体进行热挤出而得到板材；以及(6)对工序(5)中得到的板材进行冷轧轧制。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供在耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料。另外，根据本专利技术，能够提供以低成本制造在耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的方法。附图说明图1是说明实施方式1所涉及的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法的流程图。图2是说明实施方式2所涉及的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法的流程图。图3是针对La2O3浓度，对每1次开闭的触点的减少量进行绘制而得到的图形。图4是表示电气试验前的实施例2的触点的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片(200倍)。图5是表示电气试验后的实施例2的触点的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片(200倍)。图6是表示电气试验前的实施例6的触点的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片(200倍)。图7是表示电气试验前的实施例6的触点的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片(1000倍)。具体实施方式下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。实施方式1本专利技术的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的特征在于，含有60～80质量％的Ag、13～30质量％的Ni、以及作为金属氧化物的0.1～1质量％的La2O3和5～10质量％的SnO2或ZnO，具有金属氧化物被分散于Ag中的组织。本专利技术的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料兼具Ag－Ni类材料的优点和Ag－金属氧化物类材料的优点，能够保证具有较高的导电性及导热性、加工成型的易实现性、以及高耐熔接性及耐电弧消耗性，并且节约Ag量。由本专利技术的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料构成的触点，由于在耐熔接性及耐电弧消耗性方面优异，因此作为断路器、电磁接触器等的触点是有效的。如果Ag的含有量小于60质量％，则导电性下降，由发热导致的触点的消耗变大。另一方面，如果Ag的含有量超过80质量％，则由于防止熔接的金属氧化物的浓度变低，因此耐熔接性下降。Ag的含有量优选为65～80质量％。如果Ni的含有量小于13质量％，则触点的硬度未充分地增大，触点的消耗变大。另一方面，如果Ni的含有量超过30质量％，则导电性下降，由发热导致的触点的消耗变大。Ni的含有量优选为15～20质量％。如果作为金属氧化物的La2O3的含有量小于0.1质量％，则SnO2或ZnO的分散变得不充分，不能得到充分的耐电弧消耗性。另一方面，如果La2O3的含有量超过1质量％，则在触点间发生电弧时，由于SnO2或ZnO变得难以进行升华，因此触点表面处的SnO2或ZnO的堆积变得显著，导致接触电阻的增加。另外，触点的机械强度下降，变得容易产生裂纹。La2O3的含有量优选为0.5～1质量％。如果作为金属氧化物的SnO2或ZnO的含有量小于5质量％，则由于防止熔接的金属氧化物的浓度变低，因此耐熔接性下降。另一方面，如果SnO2或ZnO的含有量超过10质量％，则触点的机械强度下降，变得容易产生裂纹。SnO2或ZnO的含有量优选为6～9质量％。另外，从使SnO2或ZnO容易进行升华、抑制触点表面处的SnO2或ZnO的堆积的角度出发，在Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料中，作为金属氧化物而能够含有0.1～1质量％的CuO。其结果，La2O3作为抑制触点消耗的成分，CuO作为加速触点消耗的成分，通过取得二者的平衡，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料，其特征在于，含有60～80质量％的Ag、13～30质量％的Ni、以及作为金属氧化物的0.1～1质量％的La2O3和5～10质量％的SnO2或ZnO，具有金属氧化物被分散于Ag中的组织。

【技术特征摘要】
1.一种Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料，其特征在于，含有60～80质量％的Ag、13～30质量％的Ni、以及作为金属氧化物的0.1～1质量％的La2O3和5～10质量％的SnO2或ZnO，具有金属氧化物被分散于Ag中的组织。2.根据权利要求1所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料，其特征在于，作为金属氧化物，还含有0.1～1质量％的CuO。3.一种Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其是权利要求1所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，具有下述工序：(1)将Ag粉末、Ni粉末、La2O3粉末、以及SnO2或ZnO粉末混合；(2)将工序(1)中得到的混合粉末在非氧化性气氛中进行加热处理；(3)对工序(2)中得到的混合粉末进行冷等静压冲压成型而得到生坯；(4)使工序(3)中得到的生坯在与工序(2)相同的非氧化性气氛中烧结；(5)对工序(4)中得到的烧结体进行热挤出而得到板材；以及(6)对工序(5)中得到的板材进行冷轧轧制。4.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，作为所述Ag粉末、所述La2O3粉末、以及所述SnO2或ZnO粉末，使用将上述粉末分别置于200目的筛网并回收筛下物所得到的粉末，并且作为所述Ni粉末，使用将所述Ni粉末置于300目的筛网并回收筛下物所得到的粉末。5.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，所述工序(1)具有下述工序：将所述La2O3粉末、以及所述SnO2或ZnO粉末粉碎、混合，得到平均粒径为5～8μm的混合金属氧化物粉末；以及将所得到的混合金属氧化物粉末与Ag粉末、以及Ni粉末进一步混合。6.根据权利要求5所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，将所述La2O3粉末、以及所述SnO2或ZnO粉末粉碎、混合的工序，由球体的材质为碳化钨的球磨机进行，该球磨机的条件为，球体和粉末的质量比为10～12：1，转速为1000～2000rpm，处理时间为6～10小时，并且，与所述Ag粉末、以及所述Ni粉末进一步混合的工序，由球体的材质为不锈钢的行星式球磨机进行，该球磨机的条件为，球体和粉末的质量比为10～15：1，自转转速为200～500rpm，公转转速为100～250rpm，处理时间为6～10小时。7.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，所述工序(2)将所述混合粉末在从由N2气氛、Ar气氛、He气氛以及N2+H2气氛构成的组中选择出的非氧化性气氛中以400～500℃加热2～3小时。8.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其特征在于，在所述工序(3)中，通过冷等静压冲压机，以100～150MPa的压力将所述混合粉末保持60～120秒。9.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方法，其中，在所述工序(4)中，将所述生坯在与所述工序(2)相同的非氧化性气氛的炉内从室温加热至300～500℃为止并保持1～2小时，然后继续加热至760～900℃为止并保持5～7小时。10.根据权利要求3所述的Ag－Ni－金属氧化物类电触点材料的制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：千叶原宏幸，荒木健，王俊勃，付翀，邱虹华，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP