滑动触点材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及滑动触点材料及其制造方法。本发明专利技术是一种滑动触点材料，其包含20.0质量％以上且50.0质量％以下的Pd、以合计浓度计为0.6质量％以上且3.0质量％以下的Ni和/或Co、以及余量的Ag和不可避免的杂质。该滑动触点材料优选进一步含有包含Sn、In中的至少任一种的添加元素M，添加元素M的合计浓度为0.1质量％以上且3.0质量％以下。在含有添加元素M的情况下，具有在Ag合金基质中分散有含有Pd与添加元素M的金属间化合物而成的复合分散粒子的材料组织，所述复合分散粒子中，Pd含量(质量％)与添加元素M的含量(质量％)的比率(K

【技术实现步骤摘要】
滑动触点材料及其制造方法本申请是申请日为2017年1月17日、申请号为201780007965.5(国际申请号为PCT/JP2017/001324)、专利技术名称为“滑动触点材料及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及包含Ag合金的滑动触点材料。特别是涉及能够适合在负荷可能因高转速化等而增大的电动机的电刷用途中使用的滑动触点材料。
技术介绍
电动机是在各种家电制品、汽车等多种用途中使用的机器，近年来，对于其小型化、高输出化要求更高的水平。图7是示出作为小型电动机的一个方式的微型电动机的构成的图。另外，图8是对同样作为小型电动机的一个方式的无铁芯电动机的结构进行说明的图。由于电动机的小型化、高输出化，导致电动机转速增大，谋求具有能够应对该要求的耐久性的长寿命的电动机。作为改善电动机的寿命的方法，首先可以列举构成构件的材质调整。特别是，作为主要构成构件的电刷是在换向器(commutator)上不断滑动的构件，因磨损导致的电刷弯折成为电动机停止的主要原因。因此，以往作为电刷用材料，要求耐磨损性优良。在此，作为到目前为止的电动机电刷用滑动触点材料，已知有Ag与Pd的合金(AgPd30合金、AgPd50合金等)。AgPd合金作为电动机电刷用滑动触点材料以往以来已熟知，但其耐磨损性的改善存在极限。这是因为：AgPd合金能够通过增大Pd含量而提高耐磨损性，但添加量超过50质量％时，在滑动中触点表面的有机气体因Pd的催化作用发生反应而生成褐色粉末，使得接触电阻变得不稳定。因此，AgPd合金难以应对今后负荷增大的电动机。作为改善AgPd合金系的电动机电刷用滑动触点材料的耐磨损性的方法，已知将Cu作为添加元素进行合金化的对策。另外，已知在AgPdCu合金中进一步加入添加元素从而进一步提高耐磨损性的材料(专利文献1、2)。这些现有的电动机电刷用滑动触点材料关于耐磨损性得到了一定的认可。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-192169号公报专利文献2：日本特开2000-192171号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，对于包含AgPdCu系合金的滑动触点材料，指出了由于滑动中的热导致Cu发生氧化而使材料的接触电阻变得不稳定这样的问题。另外，关于该滑动触点材料，对于今后要求高输出化和高转速化的电动机能够应对到何种程度还有所担心。此外，在电动机的高性能化时，不仅针对电刷的构成材料，而且针对作为与电刷成对的构件的换向器(commutator)的材质也研究了改良、耐磨损性提高。因此，在开发电刷的构成材料时，优选还考虑这样的对象材料的改良的倾向。本专利技术是基于如上所述的背景而完成的，其目的在于提供耐磨损性比现有技术优良的电动机电刷用滑动触点材料。用于解决问题的方法解决上述问题的本专利技术是一种滑动触点材料，其包含20.0质量％以上且50.0质量％以下的Pd、以合计浓度计为0.6质量％以上且3.0质量％以下的Ni和/或Co、以及余量的Ag和不可避免的杂质。以下，对本专利技术详细地进行说明。本专利技术的滑动触点材料通过在AgPd合金中添加Ni和/或Co而提高耐磨损性。该耐磨损性提高的机理以基于通过添加Ni、Co而使成为基质的AgPd合金相的晶粒微细化的强度升高作用为基础。在本专利技术中，在不添加Cu的情况下使AgPd合金的耐磨损性提高，其是无需担心因Cu的氧化引起的接触电阻的不稳定化的触点材料。首先，对构成本专利技术的滑动触点材料的各金属元素进行说明。首先，Pd浓度设定为20.0质量％以上且50.0质量％以下。在本专利技术的材料中，Pd也是提高耐磨损性的元素，小于20.0质量％时，不能确保充分的耐磨损性。另外，Pd浓度超过50.0质量％时，担心会在滑动时生成褐色粉末而导致接触电阻的不稳定化。另外，在本专利技术中，通过在AgPd合金中添加Ni和/或Co，合金的基质的晶粒微细化而使得材料强度、耐磨损性提高。Ni、Co的添加浓度合计设定为0.6质量％以上且3.0质量％以下。小于0.6质量％时，不能期待它们的效果，即使超过3.0质量％，材料强化的效果也少。Ni、Co可以添加任意一者，也可以添加两者。如上所述示出合计浓度，因此，在添加Ni、Co这两者的情况下，合计设定为3.0质量％以下。以上说明的包含AgPd(Ni,Co)合金的滑动触点材料通过添加Ni、Co而能够发挥比现有的AgPd合金高的耐磨损性。并且，该AgPd(Ni,Co)合金的滑动触点材料通过添加包含Sn、In中的至少任一种的添加元素M，发挥更高的耐磨损性。该添加元素M所带来的耐磨损性提高的机理是由含有Pd与添加元素M的金属间化合物的复合分散粒子带来的分散强化效果。在此，Sn、In都是能够与Pd形成金属间化合物的金属元素，有可能形成多种金属间化合物而并非形成一种。例如，从Sn与Pd的金属间化合物来看，由图1的Pd-Sn系状态图可以了解到，在该体系中能够形成Sn与Pd的构成比率不同的多种金属间化合物。本专利技术人考察到：在AgPd(Ni,Co)合金中添加Sn的情况下，具有材料强化的作用的金属间化合物为Pd3Sn。并且认为，除此以外的构成比率的金属间化合物无助于材料强化。同样地，在添加In的情况下，也是特定的金属间化合物能够有助于材料强化。考察到：在In的情况下也能够形成多种金属间化合物，但具有有效的强化作用的金属间化合物为Pd3In。另外，在本专利技术中，也允许同时添加Sn和In这两者。认为Sn和In在本专利技术的合金系中表现出类似的行为。认为Sn和In与Pd结合而形成金属间化合物(Pd3(Sn,In))从而发挥强化作用。另外可知，在含有有效的金属间化合物的复合分散粒子中，粒子中的Pd含量(质量％)与添加元素M的含量(质量％)的比率(KPd/KM)处于一定范围。该比率(KPd/KM)为2.4以上且3.6以下。对于本专利技术的滑动触点材料而言，关于所存在的含有Pd和添加元素M这两者的分散粒子，它们几乎全部(以粒子数基准计为90～100％)的KPd/KM为2.4以上且3.6以下。另外，计算复合分散粒子中的KPd/KM时，添加元素M的含量基于Sn含量(质量％)与In含量(质量％)的合计来算出，其范围为2.4以上且3.6以下。需要说明的是，复合分散粒子的构成必须含有包含Pd和添加元素M的金属间化合物，但并不要求仅由该金属间化合物构成。复合分散粒子中，可以与金属间化合物一起含有构成基质的Ag、Ni、Co。对于复合分散粒子而言，尽管含有这些金属元素，但只要通过Pd、添加金属M的含量而具有特征、KPd/KM的比率为2.4以上且3.6以下即可。另外，复合分散粒子优选平均粒径为0.1μm以上且1.0μm以下。这是因为：通过分散强化作用来实现耐磨损性提高，因此，对于粗大化的分散粒子而言，强化作用不足。关于添加元素M(Sn、In)的添加量，以合计浓度计设定为0.1质量％以上且3.0质量％以下。这是为了使复合分散粒子的构成为适当的构成、并且防止分散粒子的粗大化以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑动触点材料，其Pd含量为20.0质量％以上且50.0质量％以下、Ni含量为0.6质量％以上且3.0质量％以下，余量为Ag和不可避免的杂质。/n

【技术特征摘要】
20160125 JP 2016-0116071.一种滑动触点材料，其Pd含量为20.0质量％以上且50.0质量％以下、Ni含量为0.6质量％以上且3.0质量％以下，余量为Ag和不可避免的杂质。


2.如权利要求1所述的滑动触点材料，其中，以与Ni的合计浓度计为0.6质量％以上且3.0质量％以下的方式还含有Co。


3.一种电动机，其中，在电刷中应用了如权利要求1或2所述的滑动触点材料。


4.一种电动机，包括电刷和作为所述电刷的对象材料的换向器，其中，
所述电刷的构成材料，其Pd含量为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻田敬雄，新妻巧望，鹤田辉政，高桥昌宏，斋藤裕介，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP