Ag-氧化物系电触点材料以及使用该材料的继电器、交流通用继电器、汽车用继电器制造技术

技术编号:3124415 阅读:178 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供具有可以控制交流通用继电器、汽车搭载用继电器等各种负荷的通用性,虽然较以往更加小型化但具有优良的耐久性的电触点材料。该电触点材料通过将由5.1~8.0重量%的Zn、0.01~5.0重量%的Sn、0.01~1.5重量%的Te、余量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而获得,或者通过将由0.01~5.0重量%的Zn、5.1~8.0重量%的Sn、0.01~1.5重量%的Te、余量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及Ag-氧化物系电触点材料,特别涉及适合于交流用继电器或汽 车搭载用继电器的电触点材料。
技术介绍
将电回路机械性开关的电触元件一般被称为电触点,该电触点必须满足通过金 属与金属的接触而在触点无障碍传送电流,信息的特性、断开时可以无障碍离开的 特性。另外,虽然该电触点的结构简单,但已知在该触点表面出现各种物理或化学 现象,例如吸附、氧化、硫化、有机化合物的合成,另外,随着放电伴随有溶融、 蒸发、消耗、转移等非常复杂的现象,有很多学术上没有解释清楚的问题。如果出 现这些现象,则会阻碍电触点的接触性能,根据情况的不同会终止接触功能(例如, 熔敷),这决定了装有电触点的电气产品等的性能、寿命。这意味着电触点是决定 电气产品等的寿命、性能的重要部件之一。作为使用了该电触点的电气产品的代表例的继电器的使用范围为从电信电话、 各种电子设备等弱电领域到阻断大电流的电气设备等强电领域的广泛领域。因此, 对继电器要求的功能也千差万别,能够实现迎合使用目的的特性的电触点以及使用 该电触点的继电器的研发不断进展,有非常多的种类供应于市场。使用了该电触点的继电器是指如下的继电器通过以直流、交流、脉冲等形式 施加的电信号产生线圈磁通量,利用该电磁力吸引可动铁片,根据可动铁片的活动 开关电触点。对于这些继电器要求被组装到家电、空调、音像、通信器材等中,在 各种负荷条件和环境下均可以保证稳定的开关工作。近年,伴随着家电、空调、音像、通信器材等高功能,高性能化以及低耗电化, 构成这些设备的部件的小型化正迅速发展。继电器也不例外。随着该继电器的小型 化,触点的接触力以及断开力变得非常小,因此触点材料本身所处于的环境变得非 常严酷。作为在一般的交流负荷下使用的继电器中组装的电触点材料,很早就知道有Ag-Cd0系电触点材料。该Ag-Cd0系触点材料是作为电触点材料所应该具有的特性的耐熔敷性、耐消耗性以及接触电阻稳定性以高次元达到了良好的平衡的材料。但是,Cd是对人体有毒的元素,考虑到近来的环境问题,最好不制造和使用它。因 此,需要进行不含Cd的电触点材料的开发,这样的现有技术如下所述。作为在交流负荷的交流通用继电器等中使用的不含Cd的材料,很早就知道有 Ag-Sn02系(由5 15重量X的Sn02和余量的Ag形成的合金)、Ag-Sn02-InA系等 Ag-氧化物系电触点材料(专利文献1、 2)。其中已知,Ag-Sn02系的电触点材料 在冲击电流发生的容量性负荷下显示了非常优良的耐熔敷性。但是,在电感性负荷 下,与以往的Ag-CdO系电触点材料相比较,Ag-Sn02系电触点材料的耐消耗特性略 差,因此,难以确保与Ag-CdO系电触点材料同等或更好的耐久性。另外已知,Ag-Sn02 系电触点材料中还含有111203的Ag-Sn02-111203系电触点材料,显著改善了 Ag-Sn02 系电触点材料的电阻负荷以及对电感性负荷的耐消耗性,与Ag-CdO系电触点材料 同样具有对各种负荷平衡良好的耐久特性,正在作为无Cd的电触点材料被广泛使 用。专利文献1:日本专利特开昭54-110124号公报 专利文献2:日本专利特公昭55-4825号公报但是,作为该Ag-Sn02-1&03系电触点材料的原料的In是稀有金属,其计算构 成地表部(地球总质量的约0.7%)的元素比例的克拉克(clark)数在全部元素 中位于第68位。另外,作为近来的液晶或等离子体等显示装置中的ITO透明电极 的原料正被大量使用,因此考虑到今后的使用量,存在到2010年地球上存在的In 资源可能枯竭的问题。因此,现在In价格暴涨,也严重影响到电触点材料的制造 价格。由于该In资源的枯竭以及高成本的问题,当前无In的电触点材料的开发也 成为紧急要务。作为该无In的电触点材料,已知有Ag-Zn-Sn02系电触点材料(专利文献3)。 该电触点材料在可获得较大的触点的接触力、断开力的比较大型的继电器中,具有 与Ag-CdO系电触点材料相媲美的优良的耐久性,但是对于现有的小型继电器,由 于其耐熔敷性的问题,在开关动作的初期阶段,具有极容易出现熔敷故障的趋势。 因此,目前几乎没有见到将该Ag-Zn0-Sn02系电触点材料用于交流通用继电器的示 例。专利文献3:日本专利特公昭56-22086号公报另外,汽车搭载用继电器多用于被搭载于汽车的电气产品、驱动系部件的控制。例如,在2.0L级别的汽车中,使用约50个继电器,作为这些继电器的负荷,存在以前大灯为代表的容量性负荷、以后除雾器为代表的电阻负荷、以鼓风电动机为代 表的电感性负荷这样的多种负荷。因此,对于该汽车搭载用继电器,要求通过一种 电触点材料可以对全部负荷实现开关动作的继电器。该汽车搭载用继电器中目前多使用上述的Ag-Sn02系电触点材料、 Ag-Sn02-In203系电触点材料。Ag-Sn02系电触点材料从很早开始就作为汽车搭载用 继电器使用,但是与上述交流通用继电器一样,对直流的电感性负荷的耐消耗性差, 因此限于特定的负荷使用。另夕卜,Ag-Sn02-In203系电触点材料具备可以全部满足容 量性负荷、电阻负荷、电感性负荷的通用特性,已知适合于汽车搭载用继电器。但 是,存在上述In资源的枯竭、In价格的高涨的问题,因此目前需要进行汽车搭载 用继电器中无In继电器的电触点材料的开发。
技术实现思路
以上述情况作为背景完成了本专利技术,提供了电触点材料,它不含Cd、 In,具 有可以控制交流通用继电器、汽车搭载用继电器等各种负荷的通用性,虽然是较以 往更小型化的继电器但具有优良的耐久特性。为了解决上述课题,本专利技术人对与Ag-ZnO-Sn02系电触点材料相关的组成以及 添加元素重复进行了各种实验、研究,结果发现了本专利技术的电触点材料。本专利技术是 将由5. 1 8. 0重量X的Zn、 0. 01 5. 0重量X的Sn、 0. 01 1. 5重量%的Te、余 量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而得的Ag-氧化物系电触点材料,或 者是将由0. 01 5. 0重量%的Zn、 5. 1 8. 0重量%的Sn、 0. 01 1. 5重量%的Te、 余量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而形成的Ag-氧化物系电触点材料。本专利技术涉及的Ag-氧化物电触点材料中,关于耐熔敷性和耐消耗性,在Ag质 地中均匀分散的ZnO和Sn02起到主要的作用,另外如果还存在Te02,则可以使耐 熔敷性进一步提高。该Ag-氧化物系电触点材料中耐熔敷性很大程度上依赖于Ag 质地中的氧化物的粒径、分散度,因此使氧化物越均匀且微细地分散可以越使耐热 性提高,结果可以实现耐熔敷性的提高。但是,氧化物如果微细,则材料本身的加 工性不良,因此氧化物的粒径优选0. 5 ii m 2. 0 y m左右。作为耐熔敷性的重要的因素的电触点材料的耐热性受分散于Ag质地的氧化物 的热稳定性的很大影响,由于ZnO、 Sn02均在大气中至高至1500℃的温度下稳定,因而具有使耐热性提高的作用。但是,热稳定性高的氧化物一般与溶融Ag的润湿性差,继电器的开关动作时产生的电弧放电导致触点表面的一部分熔解时,出现构成触点的Ag和氧化物分离的现象,形成富Ag部和氧化物凝集部。本文档来自技高网
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【技术保护点】
Ag-氧化物系电触点材料,其特征在于,将由5.1~8.0重量%的Zn、0.01~5.0重量%的Sn、0.01~1.5重量%的Te、余量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-7-4 195284/20051.Ag-氧化物系电触点材料,其特征在于,将由5.1~8.0重量%的Zn、0.01~5.0重量%的Sn、0.01~1.5重量%的Te、余量为Ag所形成的Ag-Zn-Sn-Te合金内部氧化而得。2. Ag-氧化物系电触点材料,其特征在于,将由0.01 5.0重量X的Zn、 5. l 8. 0重量X的Sn、 0. 01 1.5重量X的Te、余量为Ag所形成的Ag-Zn-S...

【专利技术属性】
技术研发人员:佐藤智和高桥光弥坂口理
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:JP[]

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