[其他]真空閥用接點材料及其制造方法

在審

• 申請號: 101987000000389
• 申請日: 1987-01-20
• 公開（公告）號: CN1003330B
• 公開（公告）日: 1989-02-15
• 發明（設計）人: 奧富功;千葉誠司;大川幹夫;關口薰旦;遠藤博;山下務
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

一種能在真空閥中用作接點的合金材料及其制造方法，該材料由（１）由Ｃｕ或／及Ａｇ組成的導電材料和（２）由Ｃｒ、Ｔｉ及Ｚｒ中的至少一種金屬、或這些金屬和其他金屬的合金組成的耐弧材料所組成，其中在導電材料基體中所存在的耐弧材料的量為０．３５重量％以下。其制造工序包括形成耐弧材料粉末，將成形體燒結成骨架，在骨架空隙中熔浸導電材料及對經熔浸處理的材料進行冷卻，本材料的優點是接觸電阻特性或溫度上升特性穩定。

本發明涉及真空閥（真空斷路器），更詳細地涉及能在真空閥中用作接點的合金材料。

真空閥用的接點材料所要求的特性，是以對耐熔敷、耐電壓、切斷各性能所表示的基本三要素，以及其他溫度上升、接觸電阻低而且穩定等為重要的要件。但是，由于這些要件中存在彼此相反的關系，故用單一的金屬不可能滿足所有的要件。為此，在很多實用的接點材料中，將兩種以上的能將不足的性能互相彌補的元素組合起來，且進行適合大電流用或高電壓用等那樣的特定用途的接點材料的開發，從而開發出了具有優良特性的材料，但實際上還沒有得到能充分滿足更強的耐高壓化及大電流化的要求的真空閥用接點材料。

例如，作為指向大電流化的接點材料，已知的有含有鉍Bi那樣的防止熔敷成分達5%以下的銅鉍Cu-Bi合金（見特公昭41-12131號公報），但因鉍對于銅母相的溶解度極低，故存在的問題有常發生偏析，斷開后表面非常粗糙及加工成形難等。且作為指向大電流化的其他接點材料，已知的還有銅Cu-碲Te合金（見特公昭44-23751號公報）。此合金使銅Cu-鉍Bi系合金所具有的上述問題得到緩解，但與銅-鉍系合金比較起來因對氣體介質較敏感，故接觸電阻等的穩定性差。且這些銅Cu-碲Te、銅Cu-鉍Bi等接點的共同的特征是耐熔敷性優良，耐電壓特性即使充分適用于以往的中等電壓等級，但對于在中等以上的高電壓領域的應用，很顯然并不一定能滿足。

一方面作為指向高耐壓化的接點材料，已知有Cu（或銀Ag）等的高導電成分和鉻Cr的燒結合金。但因鉻是極易氧化的金屬，不用說粉末或成形體的管理很重要，但焙燒結、熔浸時的氣氛條件也會支配材料特性。例如即使對各燒結、熔浸時的溫度和時間進行充分管理，所得到的Cu-Cr合金事實上在接觸電阻或溫度上升上存在分散性和不穩定性，故要求消除這些分散性而獲得穩定性。

本發明是鑒于以上事情而作成的，其目的在于提供能使接觸電阻特性或溫度上升特性兩方面都穩定的真空閥用接點材料及其制造方法。

根據研究，銅（銀）-鉻、銅-鈦、銅-鋯系接點材料的上述不穩定性已判明取決于（1）Cu（Ag）-Cr、Cu-Ti、Cu-Zr合金中的組成的變動，（2）Cr、Ti、Zr粒子的粒徑、粒度分布、偏析的程度（3），在合金中存在的空隙度等，人們認為對于這些問題的解決，原料Cr、Ti、Zr的選擇和對燒結技術的管理是有效的。

但是，根據本發明者們的研究，僅僅這些管理不能得到充分的穩定性。因此，本發明者們注意到有關從來被忽視的在合金中的銅（銀）基體內所含的其他主成份元素Cr、Ti、Zr的量的影響。即根據本發明者們的見解，僅僅注意在合金中所含的Cu、Ti、Zr的總量（20～80重量%），還不會得到充分滿足的材料，而已發現的新的事實是在上述Cu、Ag等的導電材料的基體中微量存在的Cu、Ti、Zr等耐弧成分的量對于接觸電阻特性及溫度上升特性兩方面的穩定化極其重要。

即本發明的接點材料的特征為由（a）由Cu或/及Ag組成的導電性材料和（b）由Cr、Ti及Zr中至少一種金屬或這些金屬和其他金屬的合金所組成的耐弧材料所組成的材料，上述導電性材料基體中所存在的耐弧材料的量在0.35重量%以下。

再者，本發明的真空閥用的接點材料的制造方法，為了得到上述接點材料，其特征在于由以下的工序（1）～（4）所組成。

（1）使耐弧材料粉末成形的工序，

（2）將所得到的成形體進行燒結，得到耐弧材料的骨架的工序，

（3）在所得到的骨架中的空隙內熔浸導電材料的工序，

（4）當上述被熔浸處理的材料冷卻時，此冷卻以下述的（ⅰ）～（ⅲ）中至少一種方法進行。