真空阀用电触点及使用其的真空断路器制造技术

本发明专利技术提供电触点，其不添加低熔点金属，可充分发挥熔敷分离力的降低效果，具有优异的断路性能和导电性能，同时，可以使真空断路器大幅小型化。电触点由烧结金属构成，所述烧结金属具有包含Ｃｒ、Ｃｕ、及相对于Ｃｕ非反应／非固溶成分的Ｃｒ被覆层，Ｃｕ基体中分散有Ｃｒ粉末，Ｃｒ粉末表面的包含所述非反应／非固溶成分的被覆层由Ｃ、Ｍｏ、Ｗ中的任一种构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于真空断路器、真空开闭器等的新型真空阀用电触点。
技术介绍
真空断路器等的受配电器正在追求小型化、低价化。为此，有必要通过使真空阀内的电触点低强度化，降低因焦耳热而使电触点彼此熔敷时的分离力，将进行电触点开闭动作的操作机构部小型化。多数电触点使用在Cu基体中分散有Cr的Cr-Cu系烧结合金，作为使其低强度化的手段，如专利文献1 3所示使用了添加Te等低熔点金属的方法。专利文献1 日本特开2005-135778号公报专利文献2 日本特开2006-140073号公报专利文献3 日本特开2003-223834号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题目前的Cr-Cu系电触点中，添加有数个重量％的Te等低熔点金属，作为使发生熔敷时的触点分离更容易的耐熔敷成分、或电流断路后触点表面皲裂的抑制成分。添加了这个程度量的低熔点金属后，作为导电成分的Cu基体中容易出现缺陷或出现烧结不充分，有时不能得到良好的导电性能及断路性能。另外，真空密封钎焊制作真空阀时，低熔点金属有可能自电触点挥发，有损钎焊部的健全性，可能导致真空阀内的真空度低下。另一方面，在低熔点金属添加量低于适当量时，会出现电触点的低强度化不足，分离力的降低效果不足的情况。本专利技术的目的在于提供电触点及使用其的真空断路器，其可以解决现有技术的问题，能够充分发挥熔敷分离力的减低效果，具有优良断路性能和导电性能，同时，还可以使真空断路器等大幅小型化。用于解决课题的手段本专利技术的电触点的特征在于，具有分散在Cu基体中的Cr粉末，在所述Cr粉末表面设有包含相对于Cu非反应/非固溶成分的被覆层。 另外，其特征还在于，包含所述非反应/非固溶成分的被覆层由C、Mo、W中的任一种。还有，其特征还在于，所述Cr粉末表面的包含非反应/非固溶成分的被覆层的厚度在0. 01 μ m以上。另外，其特征还在于，所述Cr粉末表面的75%以上由包含所述非反应/非固溶成分的被覆层被覆。再有，其特征还在于，Cr粉末的所述被覆层和Cu基体的界面的70% 90%存在空隙。另外，其特征还在于，所述Cr粉末的含有量为15 40重量％，并保证电触点的断路性能。此外，电触点的制造方法的特征在于，将Cu粉末和被覆了相对于Cu非反应/非固溶成分的Cr粉末相混合而得到的混合粉末加压成形，并在Cu的熔点以下的温度进行加热AmS口 °此外，其特征还在于，所述Cr粉末的颗粒直径在104 μ m以下，所述Cu粉末的颗粒直径在61 μ m以下，并确保Cr粉末在Cu基体中的分散性，确保Cu粉末的烧结性。另外，本专利技术提供电极，其特征在于，其形成为圆盘形状，具有在该圆板形状的圆中心形成的中心孔、和相对于该中心孔非接触且由圆中心向外周部形成的多条贯通的狭缝槽，所述圆盘形状部件包含具有上述构成的电触点，所述电极还具有与所述圆盘形状部件的电弧发生面的相反面接合为一体的电极棒。另外，本专利技术提供真空阀，在真空容器内具有一对固定侧电极及可动侧电极，其特征在于，所述固定侧电极及可动侧电极的至少一个具有上述电触点。另外，本专利技术提供真空断路器，其具有在真空容器内具有一对固定侧电极及可动侧电极的真空阀、在所述真空阀外分别与该真空阀内的所述固定侧电极及可动侧电极连接的导体端子、以及驱动所述可动侧电极的开闭装置，其特征在于，所述真空阀包含上述的真空阀。专利技术效果本专利技术的电触点具有Cr和Cu、及与Cu非反应/非固溶的成分，在Cu基体中分散 Cr粉末，且在Cr粉末表面上具有包含与Cu非反应/非固溶的成分的被覆层，可防止在烧结过程中，Cr和Cu之间生成空隙，Cr固溶于Cu而导致两者的牢固结合，可降低Cr和Cu的界面强度，使将熔敷的电触点彼此间分离的力减小。附图说明图1是表示本专利技术原理的示意图2是表示本专利技术实施例1的电极的构造的水平剖面图3是图2中的II-II线剖面图4是本专利技术实施例2的真空阀的示意图5是本专利技术实施例3的真空断路器的示意图6是本专利技术实施例4的路肩设置变压器用负荷开闭器的示意图。符号说明1...电触点la...固定侧电触点lb...可动侧电触点2...狭缝槽4,4a,4b...电极棒6a...固定侧电极6b...可动侧电极14...真空阀17...上部端子18···集电器G...空隙A...被覆层具体实施例方式本专利技术的专利技术者们发现，造成添加有低熔点金属的Cr-Cu烧结电触点的强度减低的原因是由于Cr粉末和Cu基体之间的物理性背离。即，目前的烧结过程中低熔点金属优先熔化移动使Cr和Cu的界面上形成空隙，造成界面强度的下降，使作为触点材料的强度下降。由此得知，只要由与Cu非反应/非固溶的成分被覆Cr粉末表面，则伴随烧结过程中Cu 基体的烧结收缩，Cr和Cu会更可靠地出现物理背离。图1根据示意图说明本专利技术的原理。(a)表示Cu基体中的Cr粒子界面。在Cr-Cu 系中，由于在Cr基体中扩散若干的Cr，形成固溶层S，产生牢固的粘着力，因此耐熔敷性差。 (b)表示为了改善耐熔敷性添加了 Te的例子。由于随着烧结过程的进行，Te熔化移动，在 Cr-Cu之间形成(伴随Cu基体的收缩的)空隙G，因而改善了耐熔敷性。(c)表示本专利技术的构成。通过在Cr表面设置作为与Cr非反应/非固溶的成分的物质的被覆层A，在烧结过程中，在Cr-Cu之间形成空隙G，改善耐熔敷性。作为该与Cu非反应/非固溶的被覆层A的成分，优选C、Mo、W中的任一种。通过将这些成分被覆于Cr粉末，可以防止Cr固溶于Cu中使两者结合加强的情况。另外，通过仅使用C、Mo、W中的任一种，能够防止由于非反应/非固溶成分彼此间的反应生成化合物从而导致的被覆层的脆化破坏。Cr粉末表面的非反应/非固溶成分的被覆层A的被覆厚度采用0. 01 μ m以上，通过使具有该被覆厚度的被覆面积为Cr粉末表面的75%以上，可得到上述的Cr和Cu的界面强度降低效果。若厚度、面积都比该值小，则防止Cr固溶于Cu的效果不充分，得不到降低熔敷分离力的效果。通过Cr粉末表面的非反应/非固溶成分的被覆层A，在烧结后的被覆层A和Cu基体的界面上生成空隙G。这是由于在被覆层A和Cu基体的界面不产生化学键合，伴随Cu的烧结收缩在界面出现物理背离的结果。该空隙G，优选存在于界面的70% 90%。比该值小时，则界面强度降低不充分。另外，虽然空隙G为界面的90%以上更好，但由于界面形状的影响等，会存在物理接触的部位，因此难于产生超过90%的空隙率。如上所述，为了得到基于Cr粉末表面的非反应/非固溶成分的被覆层A的熔敷分离力降低的效果，优选在Cr粉末和非反应/非固溶成之间不形成反应生成物(化合物)。 这是由于若在Cr粉末的周围生成化合物，则在化合物层分解时，所含的Cr就有可能固溶于 Cu基体，促进Cr和Cu的界面的结合，界面强度就有可能不会下降。另外，若化合物生成，则伴随反应，Cr粉就有可能微细化，从而提高耐电压性能，另一方面有可能损害Cr特有的断路性能。因此，Cr粉末表面由包含C、Mo、W中的任一种的与Cu非反应/非固溶成分的单体层被覆对实现本专利技术的目的是优选的。本专利技术的电触点中Cr的含有量优选为15 40重量％范围内。Cr量比此少，则耐电压性能降低，比此多则导电性能降低，同时，烧结性降低，难以制造致密的电触点，不能得到充分的断路性能。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．电触点，其具有Ｃｕ基体、分散在Ｃｕ基体中的Ｃｒ粉末，其特征在于，在所述Ｃｒ粉末表面设有包含相对于Ｃｕ非反应／非固溶成分的被覆层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池茂，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP